Menkarm World

メンカームの趣味の部屋へようこそ!

<解答>X^2-Y^2=61の時のX^2+Y^2=?

2016年12月13日 07時05分02秒 | タイで子育て
前回の記事「小学校で模試へ出る算数を教えない驚きの理由」へ書いた、プラテープ殿下主催の算数の試験で出された問題

x2-y2=61 の時の x2+y2の値を求めなさい。

の解答。

先ずはタイヤイさんからコメント欄へ頂いた解答と解説。

これは数列関係ないですね。
2乗の和は、合計を出す 公式がものすごく難しいのです。
これは因数分解です。
xの2乗 引くyの2乗でしょ?
まず(x+y)(x-y)=61
掛けて61になる数字の組み合わせですね。
また、答えが複数か?
と思ったら、

61をためしたら  61x 1しかありません。

61って素数ですね。
前にメンカームさんが書いておられた、一から100までの 素数を覚えさすという意味が分かりました。
素数とは一以外で割れない数字ですね。
だから 61x 1しかありません。

ただし 
x+y=61
x-y=1
の方程式を解く能力は必要ですが、

2x=62   x=31 
y=30です。

もろに差が一の2乗数の組み合わせでした。しかしこれは、この問題とは関係ありませんでした。

なんじゃ偉い簡単じゃと思いました。ところが念のため
x+y=1
x-y=61も
試してみました  x=31が出ます。
なんと y= -30 となります。

問題は x2+y2の値を求めなさい。
でしたね 、答えは一つになりました
961+900です。
1861です。


この問は 因数分解( と素数に少し関係。)

ただし かけて61になる数字は
必ず2組あるというのは 覚えておくひつようがありますね。これは中学の問題です。

(x+y)(x-y)=61   かけて61になる組み合わせは必ず2組あるということです。注意。油断しないで。
x+y=61
x-y=1
の時
x+y=1
x-y=61も
 

x2-y2

xの2乗 引くyの2乗
が出てきたら 
まず因数分解ですよ。かけて61になる数字を探すのです。
2乗数の差が61になる数字の組み合わせなんか、、探せません。


普通、足して1 引いて61という数字なんか出てきませんよね。自然数の世界では。
10歳の頭では難しいですよ。マイナスを引いたらプラスになるなんて。
借金を踏み倒したら、、プラスになるというイメージですか。

現実の世界でも。
そんなことが起こるなら、赤字の会社が合併すれば
黒字になりますわ。あり得ない。
しかし 赤字会社を売れば黒字になる?かも
少なくとも経費になって、本業の黒字から引けますね。
すいません ここは 大人の話ですので、子供さんの算数とは関係がないので飛ばしてください。


nの2乗 引く kの2乗=(n+k)(n-k) をまず理解します。これは因数分解の勉強です。


隣り合うまたは近い 、2乗の差 の具体的数字がたくさん出てきたら、こんな問題、
1999の2乗-1998の2乗+1997の2乗-1996の2乗
+1995の2乗-1994の2乗+、、、、3の2乗-2の2乗
+1
奇数の2乗から偶数の2乗を引いてます。

これは、数列の問題です。数列では
隣り合う2乗数の差、がでてきます。
この時は 2乗数の差 をもとの数字の和に
の考え方です。

この問題は数列ではありません。

nの2乗 引く kの2乗の簡単な 式が出てきたら
因数分解です。
nの2乗 引く kの2乗=(n+k)(n-k)を使います。

かけて61なら探せる。
 2      2
X    -Y      が出てきたら
掛け算。と憶えましょう。

答えを簡単にするために 、

 2      2
X    -Y     =素数

の問題にしたのです。
この素数をさがすのはしんどいですよ。
ところが x-y=1 
なら簡単。

 2      2
X    -Y   =X+Y  ですから。

X+Y =89なら

X=45 Y=44 とかすぐ見つけられます。

上の問題ですがx=30 y=25 と仮定しても
 2  2
X -Y  =275 となります。
あら、うまい具合に 275 になりなした。
55x5 しかないと喜んでいたら 275x1もありました。原則答えは4つありますね。
 
x+yとx-yが
275と1の時は
X=138とY=137も答えになります。
ほかに 
x=138 y=-137 x=30 y=-25
も答えになります
ただし 2乗数の和は
2通りですね。
まあ、何とかできる。
x+yは100以下であると、あれば
こたえは 一つ、
こっちは、簡単 900+625です

ところで、
xの3乗 引く yの3乗の公式も そのうち覚えましょうね。
因数分解の時役立ちます。


3乗の和の因数分解はできません。
n乗数の和は因数分解できないのです。

ところで 
3      3
X   -   Y    =37
の時  XとYを 求めなさい?
超難しいですね。

ただし X-Y=1であると 
なれば
簡単ですよ。この場合はxの3乗 引く yの3乗の公式
は必要ありません。

答えは4と3です。


毎回詳しく教えて頂き、大変感謝している。

次は同じ内容だが簡単に
x2-y2=61
(x+y)(x-y)=61
61は素数であり、2つの整数を掛けて61になるのは、1×61=61と61×1=61 の2つ。

x+y=1 x-y=61 の時
x=1-y -2y=60 y=-30 x=31

x+y=61 x-y=1 の時
x=y+1 2y=60 y=30 x=31

どちらの場合でも
x2+y2=961+900=1861 <答え>1861

通りすがりさんから「別の回答? 」と頂いたのがこちら。

x^2 + y^2 = 61
どうでしょう?


私はこれならどうだと別の問題を頂いたかと勘違いしていたが、

もう一度「x^2 + y^2の答えを出せというのが問題なんですけど。そのとおりですね。」 と、コメント頂いたのがこちら。

タイトル以外の条件がなかったもので、たまたま x か y を0にすれば同じ答えになりました。
私は既に棺桶に片足を突っ込んだ老人なので、耄碌していて、それ以上は考えつきませんでした。

また出題は x^2 + y^2= なので解答は1ヶでよろしいのでは?


確かにそうだ。xとyについて整数とは条件が付いてないので、xが√61もしくは-√61で、yが0ならば、

x2+y2=61も正解だろう。

x=8 y=√3でも、x2-y2=61であり、x2+y2=67も可能だ。

私はそういうのになかなか気が付かない。
通りすがりさん、素晴らしい!

今回は答えが一つだと思っていたが、また複数の答えになった。
タイは「特に断らない限り文字は整数を表す」等の前提条件が足りない。
そしてx2+y2=61は合っているのに採点時に誤りとされてしまう。
だから得点は公表しても、解答用紙は返さないのかも?学校の定期試験でも戻されない。
先日の試験でも試験終了時に出題用紙を集め、ごちゃ混ぜにしてから受験者に配られた。
解答時にメモしていても、自分の出題用紙は貰えないので一切証拠がない。
間違えてないのに得点が足りないなど、後々のトラブルを防ぐ為だろうか?

タイの小学生向け算数ギフテッド問題の記事へのリンク→#中1入試ギフ

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