で割ると 余り、 で割ると 余る整数のうち、最も小さい整数を求めなさい。ただし、整数は 以上とします。
余りの条件を満たす整数
「5 で割ると 3 余り、7 で割ると 5 余る」のような複数の余りの条件について、たりない数がそろうことや、条件を満たす数を順に調べて最小公倍数ごとに現れることを使い、条件に合う数(例: 3 けたで最も小さいもの)を求められる
前提
- 最大公約数と最小公倍数 (算数 整数の性質)
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- 約数の見つけ方 (算数 整数の性質)
- 最大公約数と最小公倍数 (算数 整数の性質)
説明
「5 でわると 3 余り、7 でわると 5 余る整数」のように、いくつかの余りの条件をすべて満たす整数を求められるようになります。余りがそろっている場合・たりない数がそろっている場合・どちらでもない場合に分けて考え、条件を満たす数が最小公倍数ごとに現れることを使います。「3 けたで最も小さいもの」「200 に最も近いもの」などを求める中学入試の問題で使います。
なぜそうしてよいのか
「5 でわると 3 余る数」は 3, 8, 13, 18, 23, 28, 33, … と 5 ずつ、「7 でわると 5 余る数」は 5, 12, 19, 26, 33, … と 7 ずつ増えます。どちらにも出てくる最初の数は 33 です。33 に、5 でも 7 でもわり切れる数(5 と 7 の公倍数)をたしても、5 でわった余りも 7 でわった余りも変わりません。5 と 7 の公倍数は最小公倍数 35 の倍数なので、条件を満たす数は 33 から 35 ずつ増えて、33, 68, 103, … と現れます。
この例では、もっと楽に最初の数を見つけられます。5 でわると 3 余る数は「あと 2 あれば 5 でわり切れる」数、7 でわると 5 余る数も「あと 2 あれば 7 でわり切れる」数です。たりない数が 2 でそろっているので、2 をたすと 5 でも 7 でもわり切れる、つまり 35 の倍数になります。だから条件を満たす数は「35 の倍数 − 2」で、33, 68, 103, … です。
同じように、余りがそろっているとき(たとえば 4 でわっても 6 でわっても 1 余る)は、余りの 1 をひくと 4 でも 6 でもわり切れるので、「最小公倍数 12 の倍数 + 1」で 13, 25, 37, … となります(1 自身も条件を満たします)。余りもたりない数もそろわないときは、わる数が大きいほうの条件を満たす数を小さい順に書き出し、もう一方の条件に合う最初の数を見つけます。その後は最小公倍数ごとに現れます。
手順
それぞれの条件について、余りと「たりない数」(わる数 − 余り)を調べる
わる数どうしの最小公倍数を求める
余りがそろっていれば「最小公倍数の倍数 + 余り」、たりない数がそろっていれば「最小公倍数の倍数 − たりない数」が条件を満たす数になる
どちらもそろわないときは、一方の条件を満たす数を小さい順に書き出し、もう一方の条件も満たす最初の数を見つける。条件を満たす数は、そこから最小公倍数ずつ増える
「3 けたで最も小さいもの」などの指定に合う数を、最小公倍数ずつ増える数の中から選び、両方の余りをたしかめる
例題
5 でわると 2 余り、7 でわると 4 余る整数のうち、3 けたで最も小さいものを求めなさい。
例題の解答
手順1: 5 でわると 2 余る数は、たりない数が です。7 でわると 4 余る数は、たりない数が です。たりない数が 3 でそろっています。
手順2: 5 と 7 の最小公倍数は 35 です。
手順3: 条件を満たす数に 3 をたすと、5 でも 7 でもわり切れるので 35 の倍数になります。条件を満たす数は「35 の倍数 − 3」で、、、、… です。
手順5: 3 けたで最も小さいのは 102 です。たしかめ: あまり 2、 あまり 4 で、条件に合います。
答えは 102 です。
答え:
よくある誤り
たりない数がそろっているのに、余りをたしたりひいたりしてしまう誤り。5 でわると 2 余り、7 でわると 4 余る数を「35 の倍数 + 2」や「35 の倍数 + 4」としてはいけません。余りはそろっていないので、たりない数 3 を使って、正しくは「35 の倍数 − 3」です。
条件を満たす数の間かくを、わる数の積やわる数の和にしてしまう誤り。4 でわっても 6 でわっても 1 余る数を、 ごとに 1, 25, 49, … としてはいけません。13 も条件を満たすので、正しくは最小公倍数 12 ごとに 1, 13, 25, … です。
たりない数を、余りそのものとまちがえる誤り。7 でわると 4 余る数のたりない数を 4 としてはいけません。あと何をたせばわり切れるかなので、正しくは です。
余りもたりない数もそろわないときに、最小公倍数の倍数に余りをたしてしまう誤り。3 でわると 2 余り、5 でわると 1 余る数を「15 の倍数 + 2」として 17 としてはいけません( あまり 2)。5 でわると 1 余る数 1, 6, 11, … を調べると 11 が 3 でわって 2 余るので、正しくは 11, 26, 41, … です。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。