高校数学、整数解をもつ不定方程式
(問題)
7x+9y-8z=-7((1))
3x+2y-6z=-8((2))
(解答)(1)×3-(2)×4より、9x+19y=11((3))
x=-3、y=2は(3)の整数解の1つだから、(3)⇔9(x+3)=-19(y-2)
よって、kを整数として、x=-19k-3、y=9k+2((4))
(4)を(1)に代入して、7(-19k-3)+9(9k+2)-8z=-7⇔13k+2z=1
k=1、z=-6はこの方程式の整数解の1つで、13(k-1)=-2(z+6)
よって、mが整数のとき、k=-2m+1、z=13m-6。
k=-2m+1を(4)に代入して、x=38m-22、y=-18m+11、z=13m-6(mは整数)
(疑問)
この問題の方針は2つの方程式から1つの文字を消去した方程式(2文字)を作り、その方程式を満たす解を求め、その解を元の方程式の1つに代入し、3つの解を求める。というものです。
方程式(3)を満たすxとyはすべて、(1)と(2)を満たすのですよね?
にもかかわらず、(4)で、k=0としたx、yは(1)を満たしません。(z=1/2となって、整数にはならない)
また、今回この問題の疑問について、他の参考書で調べたところ、次の事柄が載っておりました。
(参考書)加減法の基本原理
(1)F(x,y)=0かつG(x,y)=0⇒aF(x,y)+bG(x,y)=0
(2)F(x,y)=0かつG(x,y)=0⇔F(x,y)=0かつaF(x,y)+bG(x,y)=0
(1)について、なぜ逆(aF(x,y)+bG(x,y)=0⇒F(x,y)=0かつG(x,y)=0)は成り立たないのでしょうか?
aF(x,y)+bG(x,y)=0は点(X、Y)を通る直線群を表しますから、この(X、Y)はそれぞれa=1かつb=0,a=0かつb=1としたF(X,Y)=0とG(X、Y)=0を成り立たせるのではないでしょうか?