$\lim_{x\to -1} \frac{ax^2 + bx + 2}{x + 1} = 1$ が成り立つように、$a$, $b$ の値を定める問題です。

解析学極限多項式因数分解代入
2025/7/31

1. 問題の内容

limx1ax2+bx+2x+1=1\lim_{x\to -1} \frac{ax^2 + bx + 2}{x + 1} = 1 が成り立つように、aa, bb の値を定める問題です。

2. 解き方の手順

まず、x1x \to -1 のとき分母が 00 になるので、極限が存在するためには分子も 00 になる必要があります。したがって、x=1x=-1 を分子に代入すると、00 になるはずです。
a(1)2+b(1)+2=0a(-1)^2 + b(-1) + 2 = 0
ab+2=0a - b + 2 = 0
b=a+2b = a + 2
次に、 b=a+2b = a + 2 を元の式に代入します。
limx1ax2+(a+2)x+2x+1=1\lim_{x\to -1} \frac{ax^2 + (a+2)x + 2}{x + 1} = 1
分子を因数分解することを考えます。分子は x=1x = -1 を解に持つので、(x+1)(x+1) を因数に持つはずです。
ax2+(a+2)x+2=(x+1)(ax+2)ax^2 + (a+2)x + 2 = (x+1)(ax+2)
よって、
limx1(x+1)(ax+2)x+1=1\lim_{x\to -1} \frac{(x+1)(ax+2)}{x + 1} = 1
limx1(ax+2)=1\lim_{x\to -1} (ax+2) = 1
a(1)+2=1a(-1) + 2 = 1
a+2=1-a + 2 = 1
a=1a = 1
b=a+2b = a + 2 より、
b=1+2=3b = 1 + 2 = 3

3. 最終的な答え

a=1a = 1, b=3b = 3

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