質問<2883>2006/1/25
from=あーあ
「数列」


nを自然数として、n+3が5の倍数、n+5が3の倍数のとき、
これを満たす最小のnの値を求めよ。
また、小さい順に並べたとき、10番目の値を求めよ。

★希望★完全解答★

お返事2006/1/25
from=武田


n+3=5k(kは自然数)より、n=5k-3
n+5=3m(mは自然数)に代入して、
(5k-3)+5=3m
5k-3m=-2

不定方程式だから、これを解いて、
3k+2k-3m=-2
3(k-m)+2k=-2
2(k-m)+(k-m)+2k=-2
2(2k-m)+(k-m)=-2
k-m=sとおくと、
4k-2m=-2-s
連立して、
{k-m=s     ………①
{4k-2m=-2-s………②
②-①×2
2k=-2-3s
k=(-2-3s)/2………③
③を①に代入して、
m=k-s=(-2-3s)/2-s
 =(-2-5s)/2………④
③と④が整数になるのは
s=-2のとき、k=2,m=4
したがって、
不定方程式の答えは、
(k,m)=(2+3t,4+5t)ただし、tは整数

tに整数を入れて、kとmが自然数になるものを書き出すと、
(k,m)=(2,4),(5,9),(8,14),(11,19),
      ,(14,24),(17,29),(20,34)………

このとき、自然数nを小さいものから順に並べると、n=5k-3より、
7,22,37,52,67,82,97,………

初項7、公差15の等差数列だから、
a(n)=7+(n-1)×15
   =15n-8
第10項a(10)=15×10-8=142……(答)
一番小さなnは、初項の7……(答)