今日の1問は、2乗の和が決まっている整数の問題です。
1組見つけて終わりではなく、正の整数だけでなく整数なのがポイントです♪
今日の問題
整数 a、b が a2 + b2 = 325 を満たすとき、ab の値として考えられるものをすべて求めよ。

まずヒント
a2 と b2 はどちらも 0 以上の平方数です。足して 325 になる平方数の組を探します。
まず、a と b が両方とも 0 以上のときを考えて、あとで符号を付け替えます。
解き方
ステップ1 a を小さい順に試す
a ≦ b として、a = 0、1、2、…、12 のときに 325 − a2 が平方数になるか調べます(182 = 324 なので、b は 18 まで)。
a = 0:325(×)、a = 1:324 = 182(○)、a = 2:321(×)、a = 3:316(×)、a = 4:309(×)、a = 5:300(×)、a = 6:289 = 172(○)、a = 7:276(×)、a = 8:261(×)、a = 9:244(×)、a = 10:225 = 152(○)、a = 11:204(×)、a = 12:181(×)
ステップ2 見つかった組
12 + 182 = 325、62 + 172 = 325、102 + 152 = 325 の3組です。
ステップ3 積 ab を求める
1 × 18 = 18、6 × 17 = 102、10 × 15 = 150
ステップ4 符号を考える
a、b は整数なので、どちらも負にしても a2 + b2 = 325 は成り立ちます。(−1, −18) のときの積は 18 のまま。
片方だけ負にすると積が負になるので、−18、−102、−150 も考えられます。
答え
ab = 18、102、150、−18、−102、−150(全部で6個)
正の整数のときの 3個に、符号を変えた 3個を加えて6個です。
ひらめきで解く方法
325 = 52 × 13 と分解できます。このような数は、2乗の和の形に複数の書き方があります。
整数と書いてあったら、負の数も含めて数えるのが大切です。「全6個」のヒントも、符号を考えると納得できます。
間違えやすいところ
- a = 0 や b = 0 のとき、325 は平方数ではないので不適です
- 正の整数だけで答えると、3個しか出てきません
- 積 ab は、a、b の符号が同じなら正、ちがうなら負になります
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