トップレベル問題に挑戦 合格る一題(うかる一題)

河合塾数学科講師 広瀬 和之(ひろせ かずゆき)
トップ層を中心に授業を担当.「基本」を重視し,「言葉」を正しく用いた指導には定評がある.全統医進模試の作成チーフを務め,著書は『合格(うか)る計算』など多数.マナビスでは「総合数学Ⅰ・A・Ⅱ・B(レベル5・6)文系」 などを担当している.

第2弾

今回は「整数」(数学A)から出題します.この分野には,古来次のような誤解がはびこっています. いわ く,「整数問題はヒラメキだ!」と.

不思議ですね.どうして「整数」という単元にだけ「問題」という言葉を添えるのでしょう?いかにも「問題の解き方を覚えることが勉強だ」という響き満載です.とんでもない!「整数」だって数学の一分野ですから,「基本体系」を普通に,しっかり学べば,ちゃんと問題は解けるんです.

「余り」,「倍数・約数」,「最大公約数」,「互除法」,「素因数」,「互いに素」,・・・.本問を解きながら道に迷ったら,これらの基本用語の中で鍵を握っていそうなものについて,その定義・意味・基本用法などを教科書で調べてみてください.きっと道が開けるはずです.このような「基本体系」が反復練習を通して身に付き,無意識に沈んだ後ふっと湧き上がってくることを,世間では“ヒラメキ”というよくわからない言葉で呼んでいるんです.

問題

一つヒントを.「整式」も同じ「整」の字を含んでいることからわかるように,「整数」と似た面を持っています.とりわけ「余り」というものを考えた「除法」の仕組みはそっくりですね.

  1. $x$ の整式 $x^2+7x+49$ を $x-7$ で割った商は $x+\boxed{アイ}$,余りは $\boxed{ウエオ}$ である.
  2. $a^3-343=p^b$ を満たす自然数の組 $(a,b,p)\ (a は 8 以上で p は素数)$ は全部で$\boxed{カ}$個ある.また,それらの組について $a,b,p$ それぞれの総和を求めると$\boxed{キク},\boxed{ケ},\boxed{コサ}$となる.

    <注> たとえば条件を満たす組が $(a,b,p)=(4,1,7),(5,2,11),(6,3,13)$ の3組であったなら, $$\eqalign{ \boxed{3}^{カ},\boxed{15}^{キク},\boxed{6}^{ケ},\boxed{31}^{コサ} }$$ と答えなさい.

<解答方法>,・・・の一つ一つには,0から9までの数字のいずれかが入ります.たとえば空欄 $\boxed{アイ}$ に対して「 $45$ 」と答える際には,に 4,に 5 を入力します.

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