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原題
以下將N=99x+100y+101z之正整數解表為(x,y,z)
1.首先先證明y最大的正整數解為2。
因為題意為只有一組(x,y,z)之正整數解,
故若y大於2,則因為
99x+100y+101z
故若y大於2,則因為
99x+100y+101z
=99(x+1)+100(y-2)+101(z+1)
故可知此時至少存在兩組解
故可知此時至少存在兩組解
(x,y,z)=(x+1,y-2,z+1),
矛盾,故y小於等於2。
矛盾,故y小於等於2。
2.當y=2時,分三種情況考慮
x=z,x>z,x<z
當x=z時,若x,z皆不為1,則
(x,2,x)=(1,2x,1)
矛盾,故可能解為(1,2,1)
矛盾,故可能解為(1,2,1)
當x>z時,若z不為1,則
(x,2,z)=(1+x-z,2z,1)
矛盾,故可能解為(x,2,1)
矛盾,故可能解為(x,2,1)
當x<z時,若x不為1,則
(x,2,z)=(1,2x,1+z-x)
矛盾,故可能解為(1,2,z)
矛盾,故可能解為(1,2,z)
3.當y=1時,若x,z皆不為1,則
(x,1,z)=(x-1,3,z-1)
矛盾,故(1,1,z),(x,1,1)為可能解。
矛盾,故(1,1,z),(x,1,1)為可能解。
綜上所述有四種可能出現極大的情況
情況一:(x,2,1)
可利用輾轉相除法先找出一組整數解,
即找出是否有(x,2,1)=(x-m,1,n)
若存在,即與題意矛盾,又不需考慮y值固定的同解,
因為99與101互質,故在其中一值為1時,
即找出是否有(x,2,1)=(x-m,1,n)
若存在,即與題意矛盾,又不需考慮y值固定的同解,
因為99與101互質,故在其中一值為1時,
另一值是不可能增減為同解的。
因此y只能為1或2,所以若有二組解,
因此y只能為1或2,所以若有二組解,
其中一解必為y=1,另一解必為y=2
此時可令
此時可令
99x+200+101
=99(x-m)+100+101n
經整理可得99(-m-1)+101(n-1)=1
99a+101b=1
其中a=-51+101t
b=50-99t,t為整數
代回上式可得(x,2,1)=(x-50,1,51)
故x大於50時皆有多解,
此時極大值出現在(50,2,1),N為5251
情況二:(1,2,z)
方法同上式,(1,2,z)=(52,1,z-49)
故z大於49時皆有多解,
方法同上式,(1,2,z)=(52,1,z-49)
故z大於49時皆有多解,
此時極大值出現在(1,2,49),N為5248
情況三:(1,1,z)
方法同上式,(1,1,z)=(51,2,z-50)
故z大於50時皆有多解,
方法同上式,(1,1,z)=(51,2,z-50)
故z大於50時皆有多解,
此時極大值出現在(1,1,50),N為5249
情況四:(x,1,1)
方法同上式,(x,1,1)=(x-51,2,50)
故x大於51時皆有多解,
方法同上式,(x,1,1)=(x-51,2,50)
故x大於51時皆有多解,
此時極大值出現在(51,1,1),N為5250
由情況一二三四,可知N為5251
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