問題は、$x^5 + \frac{1}{x^5}$ の値を求めることです。ただし、$x + \frac{1}{x}$ の値が与えられていません。 問題を解くには、与えられていない $x + \frac{1}{x}$ の値を仮定して解く必要があります。ここでは、$x + \frac{1}{x} = a$ と仮定して問題を解きます。

代数学式の計算多項式展開因数分解
2025/5/10

1. 問題の内容

問題は、x5+1x5x^5 + \frac{1}{x^5} の値を求めることです。ただし、x+1xx + \frac{1}{x} の値が与えられていません。 問題を解くには、与えられていない x+1xx + \frac{1}{x} の値を仮定して解く必要があります。ここでは、x+1x=ax + \frac{1}{x} = a と仮定して問題を解きます。

2. 解き方の手順

まず、x+1x=ax + \frac{1}{x} = a とします。
(x+1x)2=x2+2+1x2x + \frac{1}{x})^2 = x^2 + 2 + \frac{1}{x^2} より
x2+1x2=(x+1x)22=a22x^2 + \frac{1}{x^2} = (x + \frac{1}{x})^2 - 2 = a^2 - 2
次に、x3+1x3x^3 + \frac{1}{x^3} を計算します。
x3+1x3=(x+1x)33(x+1x)=a33ax^3 + \frac{1}{x^3} = (x + \frac{1}{x})^3 - 3(x + \frac{1}{x}) = a^3 - 3a
x5+1x5x^5 + \frac{1}{x^5}を計算するために、(x2+1x2)(x3+1x3)(x^2 + \frac{1}{x^2})(x^3 + \frac{1}{x^3}) を計算します。
(x2+1x2)(x3+1x3)=x5+x+1x+1x5=x5+1x5+x+1x(x^2 + \frac{1}{x^2})(x^3 + \frac{1}{x^3}) = x^5 + x + \frac{1}{x} + \frac{1}{x^5} = x^5 + \frac{1}{x^5} + x + \frac{1}{x}
したがって、
x5+1x5=(x2+1x2)(x3+1x3)(x+1x)x^5 + \frac{1}{x^5} = (x^2 + \frac{1}{x^2})(x^3 + \frac{1}{x^3}) - (x + \frac{1}{x})
x5+1x5=(a22)(a33a)ax^5 + \frac{1}{x^5} = (a^2 - 2)(a^3 - 3a) - a
x5+1x5=a53a32a3+6aax^5 + \frac{1}{x^5} = a^5 - 3a^3 - 2a^3 + 6a - a
x5+1x5=a55a3+5ax^5 + \frac{1}{x^5} = a^5 - 5a^3 + 5a

3. 最終的な答え

x+1x=ax + \frac{1}{x} = a と仮定した場合、x5+1x5x^5 + \frac{1}{x^5}a55a3+5aa^5 - 5a^3 + 5a になります。
この問題の答えは、a55a3+5aa^5 - 5a^3 + 5a です。

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