与えられた数学の問題は、主に以下の3つのカテゴリに分かれています。 * 式の展開:指定された式を展開する。 * 因数分解:指定された式を因数分解する。 * 多項式の問題:最大公約数、最小公倍数、割り算の余りに関する問題を解く。

代数学多項式因数分解最大公約数最小公倍数余りの定理割り算
2025/5/15
はい、承知いたしました。問題文を読み解き、指示に従って回答を作成します。

1. 問題の内容

与えられた数学の問題は、主に以下の3つのカテゴリに分かれています。
* 式の展開:指定された式を展開する。
* 因数分解:指定された式を因数分解する。
* 多項式の問題:最大公約数、最小公倍数、割り算の余りに関する問題を解く。

2. 解き方の手順

ここでは、問題4, 6, 7 の解き方を説明します。
問題4: 整式 A=x2+4x5A = x^2 + 4x - 5 と整式 BB の最大公約数が x1x - 1, 最小公倍数が x3+2x213x+10x^3 + 2x^2 - 13x + 10 であるとき、BB を求める。
* まず、AA を因数分解します。
A=x2+4x5=(x1)(x+5)A = x^2 + 4x - 5 = (x - 1)(x + 5)
* AABB の積は、最大公約数と最小公倍数の積に等しいことを利用します。
AB=(x1)(x3+2x213x+10)AB = (x - 1)(x^3 + 2x^2 - 13x + 10)
したがって、B=(x1)(x3+2x213x+10)A=(x1)(x3+2x213x+10)(x1)(x+5)B = \frac{(x - 1)(x^3 + 2x^2 - 13x + 10)}{A} = \frac{(x - 1)(x^3 + 2x^2 - 13x + 10)}{(x - 1)(x + 5)}
* x3+2x213x+10x^3 + 2x^2 - 13x + 10x+5x+5で割ります。
x3+2x213x+10=(x+5)(x23x+2)x^3 + 2x^2 - 13x + 10 = (x + 5)(x^2 - 3x + 2)
したがって、B=(x1)(x+5)(x23x+2)(x1)(x+5)=x23x+2B = \frac{(x - 1)(x+5)(x^2 - 3x + 2)}{(x - 1)(x + 5)} = x^2 - 3x + 2
* BB を因数分解します。
B=x23x+2=(x1)(x2)B = x^2 - 3x + 2 = (x - 1)(x - 2)
問題6: x4+1x^4 + 1 を整式 P(x)P(x) で割ったら、商が x32x2+4x8x^3 - 2x^2 + 4x - 8 で、余りが17であった。P(x)P(x) を求めよ。
* 割り算の原理より、x4+1=P(x)(x32x2+4x8)+17x^4 + 1 = P(x)(x^3 - 2x^2 + 4x - 8) + 17 となります。
* P(x)P(x) について解くと、P(x)=x4+117x32x2+4x8=x416x32x2+4x8P(x) = \frac{x^4 + 1 - 17}{x^3 - 2x^2 + 4x - 8} = \frac{x^4 - 16}{x^3 - 2x^2 + 4x - 8} となります。
* 分子と分母を因数分解します。
x416=(x24)(x2+4)=(x2)(x+2)(x2+4)x^4 - 16 = (x^2 - 4)(x^2 + 4) = (x - 2)(x + 2)(x^2 + 4)
x32x2+4x8=x2(x2)+4(x2)=(x2)(x2+4)x^3 - 2x^2 + 4x - 8 = x^2(x - 2) + 4(x - 2) = (x - 2)(x^2 + 4)
* P(x)=(x2)(x+2)(x2+4)(x2)(x2+4)=x+2P(x) = \frac{(x - 2)(x + 2)(x^2 + 4)}{(x - 2)(x^2 + 4)} = x + 2
問題7: 整式 Q(x)Q(x)x+1x + 1 で割ると余りが -3 であり、x2x - 2 で割ると余りが 3 であった。Q(x)Q(x)x2x2x^2 - x - 2 で割ったときの余りを求めよ。
* 余りの定理より、Q(1)=3Q(-1) = -3 かつ Q(2)=3Q(2) = 3 が成り立ちます。
* Q(x)Q(x)x2x2=(x+1)(x2)x^2 - x - 2 = (x + 1)(x - 2) で割ったときの余りを ax+bax + b とおくと、Q(x)=(x2x2)S(x)+ax+bQ(x) = (x^2 - x - 2)S(x) + ax + bS(x)S(x) は商)と表せます。
* Q(1)=a+b=3Q(-1) = -a + b = -3
Q(2)=2a+b=3Q(2) = 2a + b = 3
* この連立方程式を解くと、
3a=63a = 6 より a=2a = 2
2+b=3-2 + b = -3 より b=1b = -1
* したがって、余りは 2x12x - 1

3. 最終的な答え

* 問題4: B=(x1)(x2)B = (x - 1)(x - 2)
* 問題6: P(x)=x+2P(x) = x + 2
* 問題7: 余り 2x12x - 1

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