与えられた繁分数式を簡略化する問題です。具体的には、次の式を計算します。 $\frac{1 - \frac{1}{a}}{ \frac{a - \frac{1}{a^2}}{1}}$

代数学分数式式変形因数分解
2025/4/13

1. 問題の内容

与えられた繁分数式を簡略化する問題です。具体的には、次の式を計算します。
11aa1a21\frac{1 - \frac{1}{a}}{ \frac{a - \frac{1}{a^2}}{1}}

2. 解き方の手順

まず、分子と分母をそれぞれ簡略化します。
分子: 11a=aa1a=a1a1 - \frac{1}{a} = \frac{a}{a} - \frac{1}{a} = \frac{a-1}{a}
分母: a1a2=a3a21a2=a31a2a - \frac{1}{a^2} = \frac{a^3}{a^2} - \frac{1}{a^2} = \frac{a^3 - 1}{a^2}
したがって、与えられた式は次のようになります。
a1aa31a2\frac{\frac{a-1}{a}}{\frac{a^3-1}{a^2}}
次に、分数を割ることは逆数をかけることと同じなので、次のように変形できます。
a1a×a2a31\frac{a-1}{a} \times \frac{a^2}{a^3-1}
a31a^3 - 1(a1)(a2+a+1)(a-1)(a^2 + a + 1)と因数分解できるので、
a1a×a2(a1)(a2+a+1)\frac{a-1}{a} \times \frac{a^2}{(a-1)(a^2 + a + 1)}
(a1)(a-1) を約分すると、
1a×a2a2+a+1=aa2+a+1\frac{1}{a} \times \frac{a^2}{a^2 + a + 1} = \frac{a}{a^2 + a + 1}

3. 最終的な答え

aa2+a+1\frac{a}{a^2 + a + 1}