← 公開問題ストックに戻る
二次方程式と整数の融合★★★高校数I・A

整数解をもつ2次方程式

by 匿名ユーザー

問題

kkを整数とする。xxの2次方程式 x2kx+(k+5)=0x^2-kx+(k+5)=0 が異なる2つの整数解をもつような整数 kk をすべて求めよ。

解答

k=5, 3, 7, 9k=-5,\ -3,\ 7,\ 9

解説

2つの整数解を p,qp,qpqp\neq q)とすると、解と係数の関係より p+q=kp+q=k, pq=k+5pq=k+5 である。これより pq=(p+q)+5pq=(p+q)+5 すなわち pqpq5=0pq-p-q-5=0。両辺に 11 を加えると左辺は (p1)(q1)(p-1)(q-1) と因数分解できるので (p1)(q1)=6(p-1)(q-1)=6 となる。pqp\neq q より p1q1p-1\neq q-1 であることに注意して、積が 66 になる整数の組 (p1,q1)(p-1,q-1) をすべて挙げると (1,6),(6,1),(2,3),(3,2),(1,6),(6,1),(2,3),(3,2)(1,6),(6,1),(2,3),(3,2),(-1,-6),(-6,-1),(-2,-3),(-3,-2) の8通りがある。これらから (p,q)(p,q)、さらに k=p+qk=p+q を求めると、(2,7)(2,7) または (7,2)(7,2)k=9k=9(3,4)(3,4) または (4,3)(4,3)k=7k=7(0,5)(0,-5) または (5,0)(-5,0)k=5k=-5(1,2)(-1,-2) または (2,1)(-2,-1)k=3k=-3 となる。実際に検算すると、k=9k=9: x29x+14=0(x2)(x7)=0x^2-9x+14=0 \Leftrightarrow (x-2)(x-7)=0k=7k=7: x27x+12=0(x3)(x4)=0x^2-7x+12=0 \Leftrightarrow (x-3)(x-4)=0k=5k=-5: x2+5x=0x(x+5)=0x^2+5x=0 \Leftrightarrow x(x+5)=0k=3k=-3: x2+3x+2=0(x+1)(x+2)=0x^2+3x+2=0 \Leftrightarrow (x+1)(x+2)=0 といずれも異なる2つの整数解をもつことが確認できる。よって求める kkk=5,3,7,9k=-5,-3,7,9

自己採点

印刷する
この問題を報告する(著作権侵害など)