【Instagram14万回再生】【中3数学】n^2+63 が平方数になる自然数 n はいくつある?「平方数の差」に気づけるか

中3数学

この問題は、Instagramのリールで14万回以上再生された人気問題です。
今日の1問は、中3数学。「平方数の差」に気づけると一気に解けます♪

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今日の問題

n2 + 63 が平方数になるような自然数 n は、いくつあるか。

n2+63が平方数になる自然数nはいくつあるかを問う問題の図

まずヒント

n2 + 63 = m2 とおいて、63 を右辺に移してみましょう。

「2乗 − 2乗」は因数分解できます。

解き方

ステップ1 式を立てる

n2 + 63 = m2(m は自然数)とおきます。

ステップ2 因数分解する

m2 − n2 = 63 より、(m − n)(m + n) = 63 です。

ステップ3 63 の約数の組を調べる

m − n < m + n なので、積が 63 になる組は (1, 63)、(3, 21)、(7, 9) の3通りです。

ステップ4 n を求める

m − n = 1、m + n = 63 のとき m = 32、n = 31。
m − n = 3、m + n = 21 のとき m = 12、n = 9。
m − n = 7、m + n = 9 のとき m = 8、n = 1。

ステップ5 確かめる

312 + 63 = 961 + 63 = 1024 = 322、92 + 63 = 81 + 63 = 144 = 122、12 + 63 = 64 = 82 です。

答え

3個

n = 1、9、31 の3個です。

ひらめきで解く方法

平方数の差は、(差)(和) の形に因数分解できます。あとは約数の組を調べるだけです。

m − n と m + n は偶数・奇数が同じなので、63 が奇数なら両方とも奇数、と考えると組を絞りやすくなります。

間違えやすいところ

  • (m − n) は (m + n) より小さい組だけを考える((63, 1) だと n が負になる)
  • n は自然数なので、0 や負の数は除く
  • 63 の約数(1、3、7、9、21、63)をもれなく書き出す

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