与えられた多項式の積を展開した際に、指定された次数の項の係数を求める問題です。ここでは、(3) $(x^2+5x+1)(2x^2-4x+1)$ の展開における $x^2$ の係数と、(5) $(3-5x^2-3x^3)(1+x-x^3)$ の展開における $x^3$ の係数を求めます。

代数学多項式展開係数
2025/8/10

1. 問題の内容

与えられた多項式の積を展開した際に、指定された次数の項の係数を求める問題です。ここでは、(3) (x2+5x+1)(2x24x+1)(x^2+5x+1)(2x^2-4x+1) の展開における x2x^2 の係数と、(5) (35x23x3)(1+xx3)(3-5x^2-3x^3)(1+x-x^3) の展開における x3x^3 の係数を求めます。

2. 解き方の手順

(3) (x2+5x+1)(2x24x+1)(x^2+5x+1)(2x^2-4x+1) の展開における x2x^2 の係数を求めます。
x2x^2の項は以下の組み合わせで得られます:
* x2x^2 と 定数項: x21=x2x^2 \cdot 1 = x^2 および 12x2=2x21 \cdot 2x^2 = 2x^2
* xxxx: 5x(4x)=20x25x \cdot (-4x) = -20x^2
したがって、x2x^2 の係数は 1+220=171 + 2 - 20 = -17 です。
(5) (35x23x3)(1+xx3)(3-5x^2-3x^3)(1+x-x^3) の展開における x3x^3 の係数を求めます。
x3x^3の項は以下の組み合わせで得られます:
* 定数項とx3x^3: 3(x3)=3x33 \cdot (-x^3) = -3x^3
* x2x^2xx: 5x2x=5x3-5x^2 \cdot x = -5x^3
* x3x^3と定数項: 3x31=3x3-3x^3 \cdot 1 = -3x^3
したがって、x3x^3 の係数は 353=11-3 - 5 - 3 = -11 です。

3. 最終的な答え

(3) の x2x^2 の係数は 17-17 です。
(5) の x3x^3 の係数は 11-11 です。