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I. 偶数、奇数
nを自然数(正の整数)とするとき
(1)偶数(2の倍数)→2nとおける。 (2)2nの「形」で書ける数→偶数といえる。 (3)奇数(2で割り切れない数)→2n−1とおける。 (4)2n−1の「形」で書ける数→奇数といえる。
【例】
2つの奇数を各々2m−1, 2n−1とおく。(m, nは自然数)←(3)「2つの自然数がともに奇数であるとき、それらの和は偶数になる」ことの説明の仕方
(3)の字面にこだわって2n−1, 2n−1とおいてはいけない。このようにおくと、2つの奇数が同じという仮定を勝手に持ち込んでしまうことになる。したがって、元の内容を表すには別の文字m, nを使って表さなければならない。このように表しておくと、これらの奇数が「たまたま」等しい場合もm=nとすれば表せる。
これらの和は(2m−1)+(2n−1)=2(m+n−1)
もちろん、2a−1, 2b−1(a, bは自然数)とおいてもよいが、異なる文字であることが重要
m+n−1は1つの自然数になるからこれをNで表すと、和は2Nになる。
2(m+n−1)は偶数だから、奇数の和は偶数になる。←(2)
(2)においては、2n(nは自然数)の形で書ける数は偶数と見なせるという所が重要で、和が2Nの形に書けることから偶数といえる。 慣れてくれば、2(m+n−1)は2×(整数)の形をしていると言ってもよい。 |
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○ 偶数は次のように書ける。
すなわち、偶数は2n (nは自然数)と書ける。…(1) 逆に、2n (nは自然数)の形で書ける数は、上の表の左からn番目にあるから、偶数であるといってよい。…(2) ○ 奇数は次のように書ける。
すなわち、奇数は2n−1 (nは自然数)と書ける。…(3) 逆に、2n−1 (nは自然数)の形で書ける数は、上の表の左からn番目にあるから、奇数であるといってよい。…(4) |
II. 2けたの整数、3けたの整数、···
2けたの整数の十の位の数をa、一の位の数をbとおくとき、この整数は10a+bと表される。
3けたの整数の百の位の数をa、十の位の数をb、一の位の数をcとおくとき、この整数は100a+10b+cと表される。
【例】
「2けたの自然数で、18, 27, 36のように各位の数を足せば9になる数は9で割り切れる」ことの説明の仕方
(目標)9で割り切れることを示すには9n(nは自然数)の形に書けることを言えばよい。
十の位の数をa、一の位の数をbとおくとき、この整数は10a+bと表される。各位の数を足せば9になるから a+b=9 …(1) このとき 10a+b=9a+(a+b)=9a+9=9(a+1) …(2) は9で割り切れる。
(2)の変形を思いつかないという人へ
仮定の(1)を使わなければ問題は解けない。何とかして(1)を使うにはどうしたらよいかを考えると、普通は(1)を使って「代入(→1文字消去)」を行う。 a+b=9だからb=9−a これにより、10a+b=10a+(9−a)=9a+9=9(a+1) 慣れてきたら(2)のような短縮答案がスマートに決まる。 |
※ 27のように2つの数字を続けて書けば2けたの整数を表すことができるが、abのように2つの文字を続けて書くと、これらは「文字式の約束」によって掛け算:a×bを表してしまう。 十進法で表された数は、たとえば 27=2×10+7 589=5×100+8×10+9 のように、書くことができるから、2けたの整数の十の位の数をa、一の位の数をbとおくとき、この整数は10a+bと表される。 3けたの整数の百の位の数をa、十の位の数をb、一の位の数をcとおくとき、この整数は100a+10b+cと表される。 |
III. 連続する整数
連続する2つの整数はn, n+1などで表される。
連続する3つの整数はn, n+1, n+2などで表される。
【例】
連続する3つの偶数は2n, 2n+2, 2n+4(nは正の整数)とおける。2+4+6=12, 4+6+8=18のように連続する3つの偶数の和は6で割り切れる」ことの説明の仕方 これらの和は、(2n)+(2n+2)+(2n+4)=6n+6=6(n+1)だから6で割り切れる。
最後の部分をていねいに書くと:
n+1=Nとおくと、この和は6N(Nは自然数)の形に書けることになるから、6で割り切れる。・・・もっと正確に言えばn+1=N≧2になるが、「和が12以上になることを示せ」とは書かれていないから、そこまで言わなくてもよい) |
※ 2, 3、5, 6のように連続する2つの整数はn, n+1と表すことができる。 問題によっては、式が変形しやすいようにm−1, mのように表してもよい。(この場合、もとの数が自然数[1, 2, 3 , ···]という条件があるときは、m≧2になる) ※ 2, 3, 4、17, 18, 19のように連続する3つの整数はn, n+1, n+2と表すことができる。 問題によっては、m−1, m, m+1のように表してもよい。(この場合、もとの数が自然数[1, 2, 3 , ···]という条件があるときは、m≧2になる) |
【問題】 次の空欄に入るものを右の選択肢から選んで、説明を完成しなさい。 (はじめに空欄を選び、続いて選択肢を選びなさい。正しければ代入されます。)
(1) ある月のカレンダーで、次の赤字で示したようにある日付から縦横2つずつ連続して合計4個の日付を選んだとき、これらの日付の数の和は4で割り切れることを示しなさい。
(答案)
(ある日付の左上に数字があるとき,つまりある日が日曜日でもなく第1週でもないとき)
左上の数字をnとおくと、 その右隣の数字は?、 下隣の数字は?、 右下の数字は? とおける。 これらの4個の数の和は、 ?=4(?) と書けるから、4で割り切れる。 HELP |
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(2) 3けたの自然数が861のように各位の数が小さくなる順に並んでいるときに、元の数とその百の位の数と一の位の数を入れ替えたもの(168など)のとの差は99で割り切れることを示しなさい。
(答案)元の数をn=100a+10b+cとおくと、 その百の位の数と一の位の数を入れ替えたものはn’=?と書ける。 これらの差はn−n’=?=99(?) と書けるから、99で割り切れる。 HELP |
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a+b a+c b+a b+c c+a c+b a−b a−c b−a b−c c−a c−b abc acb bac bca cab cba 100a+10b+c 100a+10c+b 100b+10a+c 100b+10c+a 100c+10a+b 100c+10b+a 99a+99b 99a+99c 99b+99a 99b+99c 99c+99a 99c+99b 99a−99b 99a−99c 99b−99a 99b−99c 99c−99a 99c−99b 101a+101b 101a+101c 101b+101a 101b+101c 101c+101a 101c+101b 101a−101b 101a−101c 101b−101a 101b−101c 101c−101a 101c−101b |
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(3) 3+5+7=15=3×5; 9+11+13=33=3×11のように連続する3つの奇数の和を計算すると、奇数の3倍になっていることを示しなさい。
(答案)連続する3つの奇数を小さいものから順に 2n−1, ?, ?とおくと これらの和は?=3(?) と書けるから、奇数の3倍になる。 HELP |
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(4) (かなりむずかしい!!)
(答案)7以上の自然数Nは2×(自然数)+3×(自然数)の形に書けることを示しなさい。 ア)Nが7以上の奇数のとき、N=2n−1 (n≧?)とおける。…(A) N=2n−1=2(?)+3×1 (ここで(A)により第1項は正) と書けるから、2×(自然数)+3×(自然数)の形に書ける。 イ)Nが8以上の偶数のとき、N=2n (n≧?)とおける。…(B) N=2n=2(?)+3×2 (ここで(B)により第1項は正) と書けるから、2×(自然数)+3×(自然数)の形に書ける。 以上により、7以上の自然数Nは2×(自然数)+3×(自然数)の形に書ける。 HELP |
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どんな自然数NでもN=3N+(−2N)と書けますが、その表し方では負の整数を使っていることになります。この問題では自然数m, nを使ってN=2m+3nと書けることを示してほしいということです。
≪ミニ実験で見通しを立てる≫ 3を奇数個(例えば1個)足せば奇数になり、偶数個足すと偶数になる事に注意すると 7=2×2+3×1 …(i) 8=2×2+3×2 …(ii) と書けます。(3を先に考えるところがミソ。2は残り。) 9, 11, 13 , ···は(i)に2, 4, 6, ···足せばよく、10, 12, 14, ···は(ii)に2, 4, 6, ···足せばできます。 以上の見通しを式にまとめるとできます。 |
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