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第3問

a,b,ca,b,c を、どの二つも 11 より大きい公約数を持たない正整数とする。x,y,zx,y,z が非負整数のとき、xbc+yca+zabxbc+yca+zab の形で表せない最大の整数が 2abc−ab−bc−ca2abc-ab-bc-ca であることを示せ。
ステップ 1/5: NN が表せると仮定する
N=2abc−ab−bc−ca≡−bc(moda)N=2abc-ab-bc-ca\equiv -bc\pmod a
詳しい解説

N=xbc+yca+zabN=xbc+yca+zab と仮定する。aa を法として xbc≡−bc(moda)xbc\equiv-bc\pmod a。gcd⁡(a,bc)=1\gcd(a,bc)=1 だから x≡−1(moda)x\equiv-1\pmod a、従って x≥a−1x\ge a-1。巡回的に y≥b−1y\ge b-1 と z≥c−1z\ge c-1 も得る。