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秋田大学/2007年度

秋田大学 2007年 数学 第1問解答・解説

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1問題

秋田大学2007年度第1問

(i) 次の式を因数分解せよ。

x(x+1)(x+2)−y(y+1)(y+2)+xy(x−y)x (x + 1) (x + 2) - y (y + 1) (y + 2) + x y (x - y)

(ii) 整式 f(x)f(x) を x2−4x+3x^{2}-4x+3 で割ったときの余りは x+1x+1 であり, x2−3x+2x^{2}-3x+2 で割ったときの余りは3x-1である。

f(x)f(x) を x3−6x2+11x−6x^{3}-6x^{2}+11x-6 で割ったときの余りを求めよ。

まずは自分で解いてみましょう。詰まったら「考え方」、解けたら「答え」で確かめられます。

2考え方

考え方を見る解き方の方針だけを確かめる

(i)は三次式の差を x-y でくくる。(ii)は余りの次数と剰余定理から、三つの根における値で余りの係数を決める。

3答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • (i) (x−y)(x+y+1)(x+y+2),\space{}(x-y)(x+y+1)(x+y+2),\qquad (ii) −2x2+9x−5\space{}-2x^2+9x-5

4解答

解答を見る途中式つきの解答

(i)t(t+1)(t+2)=t3+3t2+2tt(t+1)(t+2)=t^3+3t^2+2t より、x(x+1)(x+2)−y(y+1)(y+2)+xy(x−y)=(x−y){x2+xy+y2+3(x+y)+2+xy}=(x−y){(x+y)2+3(x+y)+2}=(x−y)(x+y+1)(x+y+2).\begin{aligned} &x(x+1)(x+2)-y(y+1)(y+2)+xy(x-y)\\ &=(x-y)\{x^2+xy+y^2+3(x+y)+2+xy\}\\ &=(x-y)\{(x+y)^2+3(x+y)+2\}\\ &=(x-y)(x+y+1)(x+y+2). \end{aligned} したがって、求める因数分解は(x−y)(x+y+1)(x+y+2)\boxed{(x-y)(x+y+1)(x+y+2)}である。

(ii)x2−4x+3=(x−1)(x−3)x^2-4x+3=(x-1)(x-3)、x2−3x+2=(x−1)(x−2)x^2-3x+2=(x-1)(x-2) である。したがって、剰余条件からf(1)=2f(1)=2、f(3)=4f(3)=4、f(2)=5f(2)=5を得る。求める剰余をr(x)=ax2+bx+cr(x)=ax^2+bx+c(deg⁡r<3\deg r<3)とすると、r(1)=2,r(2)=5,r(3)=4,r(1)=2,\quad r(2)=5,\quad r(3)=4, すなわちa+b+c=2,4a+2b+c=5,9a+3b+c=4.a+b+c=2,\quad 4a+2b+c=5,\quad 9a+3b+c=4. 差をとると3a+b=33a+b=3、5a+b=−15a+b=-1なので、a=−2a=-2、b=9b=9、さらにc=−5c=-5である。よって求める余りは−2x2+9x−5\boxed{-2x^2+9x-5}である。

この問題で使う考え方

  • 三次の乗法・因数分解公式
  • 多項式の除法
  • 剰余・因数定理

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