京都大学理系 2025 年・第 2 問

正の整数 を用いて, と表される正の整数 の最小値を求めよ。

で割った余りを見る

整数の 乗を で割った余りは です。 乗の形をしているため、どちらの余りも になる。

で割り切れます。余りの和 のうち の倍数になるのは に限られ、 の倍数です。

は素数だから、 の倍数なら の倍数になる。 についても同じです。

とおいて を外に出す

は正の整数)とおくと、 です。

これが に等しいので となり、 の倍数。 とおけば で、 と書けます。

が小さいほど小さい。 が平方数になる組 のうち、 がいちばん小さいものを探します。

のとき、 が平方数になる を探します。 では で平方数ではなく、 となる。

以上なら で、 を超えます。 以上なら で、これも よりずっと大きい。

の最小は で、最小の です。

は出題の年と同じ数

から です。このとき で、 と両方の式がそろう。

だから、 も成り立ちます。 の比をもつ直角三角形の 辺の長さになる。

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