与えられた等式 $x^3 - 1 = a(x-1)(x-2)(x-3) + b(x-1)(x-2) + c(x-1) + d$ が、$x$ についての恒等式となるように、定数 $a$, $b$, $c$, $d$ の値を求める。

代数学恒等式多項式係数比較数値代入
2025/5/14

1. 問題の内容

与えられた等式 x31=a(x1)(x2)(x3)+b(x1)(x2)+c(x1)+dx^3 - 1 = a(x-1)(x-2)(x-3) + b(x-1)(x-2) + c(x-1) + d が、xx についての恒等式となるように、定数 aa, bb, cc, dd の値を求める。

2. 解き方の手順

恒等式の係数比較法または数値代入法を用いる。今回は数値代入法を用いる。
xx に値を代入することで、未知数の数を減らしていく。
まず、x=1x=1 を代入すると、
131=a(0)+b(0)+c(0)+d1^3 - 1 = a(0) + b(0) + c(0) + d
0=d0 = d
したがって、d=0d = 0
次に、x=2x=2 を代入すると、
231=a(1)(0)(1)+b(1)(0)+c(1)+02^3 - 1 = a(1)(0)( -1) + b(1)(0) + c(1) + 0
7=c7 = c
したがって、c=7c = 7
次に、x=3x=3 を代入すると、
331=a(2)(1)(0)+b(2)(1)+c(2)+03^3 - 1 = a(2)(1)(0) + b(2)(1) + c(2) + 0
26=2b+2c=2b+2(7)=2b+1426 = 2b + 2c = 2b + 2(7) = 2b + 14
2b=2614=122b = 26 - 14 = 12
b=6b = 6
したがって、b=6b = 6
最後に、x=0x=0 を代入すると、
031=a(1)(2)(3)+b(1)(2)+c(1)+00^3 - 1 = a(-1)(-2)(-3) + b(-1)(-2) + c(-1) + 0
1=6a+2bc-1 = -6a + 2b - c
1=6a+2(6)7=6a+127=6a+5-1 = -6a + 2(6) - 7 = -6a + 12 - 7 = -6a + 5
6=6a-6 = -6a
a=1a = 1
したがって、a=1a = 1

3. 最終的な答え

a=1a = 1
b=6b = 6
c=7c = 7
d=0d = 0

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