$x^3 - x^2 - 13x - 6 = (x+2)(x+a)(2x+b)$ が成り立つとき、整数 $a$ と $b$ の値を求める問題です。

代数学多項式因数分解方程式
2025/4/18

1. 問題の内容

x3x213x6=(x+2)(x+a)(2x+b)x^3 - x^2 - 13x - 6 = (x+2)(x+a)(2x+b) が成り立つとき、整数 aabb の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

与えられた式を展開し、xx の各次数の係数を比較することで、aabb の値を求めます。
まず、右辺を展開します。
(x+2)(x+a)(2x+b)=(x+2)(2x2+bx+2ax+ab)=(x+2)(2x2+(b+2a)x+ab)(x+2)(x+a)(2x+b) = (x+2)(2x^2 + bx + 2ax + ab) = (x+2)(2x^2 + (b+2a)x + ab)
=2x3+(b+2a)x2+abx+4x2+2(b+2a)x+2ab= 2x^3 + (b+2a)x^2 + abx + 4x^2 + 2(b+2a)x + 2ab
=2x3+(b+2a+4)x2+(ab+2b+4a)x+2ab= 2x^3 + (b+2a+4)x^2 + (ab+2b+4a)x + 2ab
与えられた式は 2x3x213x62x^3 - x^2 - 13x - 6 なので、係数を比較すると、次のようになります。
x3x^3の係数: 2=22 = 2
x2x^2の係数: b+2a+4=1b+2a+4 = -1
xxの係数: ab+2b+4a=13ab+2b+4a = -13
定数項: 2ab=62ab = -6
定数項の式から、ab=3ab = -3 を得ます。
b+2a+4=1b+2a+4 = -1 より、b+2a=5b+2a = -5
ab+2b+4a=13ab+2b+4a = -13 より、3+2b+4a=13-3+2b+4a = -13, よって2b+4a=102b+4a=-10, b+2a=5b+2a=-5
ab=3ab = -3 より、あり得る整数の組み合わせは (a,b)=(1,3),(1,3),(3,1),(3,1)(a, b) = (1, -3), (-1, 3), (3, -1), (-3, 1) です。
b+2a=5b + 2a = -5 を満たすものを探します。
* (a,b)=(1,3)(a, b) = (1, -3): 3+2(1)=15-3 + 2(1) = -1 \neq -5
* (a,b)=(1,3)(a, b) = (-1, 3): 3+2(1)=153 + 2(-1) = 1 \neq -5
* (a,b)=(3,1)(a, b) = (3, -1): 1+2(3)=55-1 + 2(3) = 5 \neq -5
* (a,b)=(3,1)(a, b) = (-3, 1): 1+2(3)=51 + 2(-3) = -5
したがって、a=3a = -3b=1b = 1 が解です。

3. 最終的な答え

a = -3
b = 1

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