Чтобы решить задачу о количестве пар натуральных чисел \((x; y)\), которые удовлетворяют уравнению \(3x + 4y = 100\), начнем с анализа уравнения.
Перепишем уравнение:
\(4y = 100 - 3x\)
\(y = \frac{100 - 3x}{4}\)Найдём ограничения для \(x\):
Так как \(y\) должно быть натуральным числом, правую часть уравнения необходимо чтобы делилась на 4. Это значит, что \(100 - 3x\) должно быть положительным и делиться на 4.- \(100 - 3x > 0\)
Отсюда:
\(100 > 3x\)
\(x < \frac{100}{3} \approx 33.33\)
Таким образом, \(x\) может принимать значения от 1 до 33 (включительно).
- \(100 - 3x > 0\)
Проведем проверку делимости:
\(100 - 3x \equiv 0 \ (\text{mod} \ 4)\)
Вычисляем \(100 \mod 4\):
\(100 \equiv 0\ (\text{mod} \ 4)\)
Условие становится:
\(-3x \equiv 0\ (\text{mod} \ 4)\)
Это упрощается до:
\(3x \equiv 0\ (\text{mod} \ 4)\)
Чтобы \(3x\) делилось на 4, \(x\) должно быть кратно 4, так как 3 и 4 взаимно простые.
Таким образом, возможные значения \(x\) должны быть \(x = 4k\), где \(k\) — натуральное число.Найдем возможные \(k\):
\(4k \leq 33\) даёт \(k \leq \frac{33}{4} \approx 8.25\).
Следовательно, \(k\) может принимать значения от 1 до 8.Проверка для каждого \(k\):
Для каждого \(k\) от 1 до 8, соответственно \(x = 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32\):- Когда \(x = 4\), \(y = \frac{100 - 3 \cdot 4}{4} = 23\)
- Когда \(x = 8\), \(y = \frac{100 - 3 \cdot 8}{4} = 17\)
- Когда \(x = 12\), \(y = \frac{100 - 3 \cdot 12}{4} = 11\)
- Когда \(x = 16\), \(y = \frac{100 - 3 \cdot 16}{4} = 5\)
- Когда \(x = 20\), \(y = \frac{100 - 3 \cdot 20}{4} = -1\) (недопустимо).
Таким образом, легитимные пары \((x; y)\):
- \((4; 23)\)
- \((8; 17)\)
- \((12; 11)\)
- \((16; 5)\)
Общее количество пар \((x; y)\), которые удовлетворяют уравнению \(3x + 4y = 100\), составляет 4.