与えられた分数式を、多項式と真分数式(分子の次数が分母の次数より小さい分数式)の和の形に変形する問題です。具体的には、以下の2つの式を変形します。 (1) $\frac{3x^2+4x-1}{x+2}$ (2) $\frac{-4x^3-2x^2+x-5}{x^2+x+1}$

代数学分数式多項式の除算部分分数分解
2025/5/20

1. 問題の内容

与えられた分数式を、多項式と真分数式(分子の次数が分母の次数より小さい分数式)の和の形に変形する問題です。具体的には、以下の2つの式を変形します。
(1) 3x2+4x1x+2\frac{3x^2+4x-1}{x+2}
(2) 4x32x2+x5x2+x+1\frac{-4x^3-2x^2+x-5}{x^2+x+1}

2. 解き方の手順

割り算を使って変形を行います。
(1) 3x2+4x1x+2\frac{3x^2+4x-1}{x+2} の場合:
多項式 3x2+4x13x^2+4x-1x+2x+2 で割ります。
割り算を実行すると、商は 3x23x-2、余りは 33 となります。
したがって、
3x2+4x1=(x+2)(3x2)+33x^2 + 4x - 1 = (x+2)(3x-2) + 3
よって、
3x2+4x1x+2=(x+2)(3x2)+3x+2=3x2+3x+2\frac{3x^2+4x-1}{x+2} = \frac{(x+2)(3x-2) + 3}{x+2} = 3x-2 + \frac{3}{x+2}
(2) 4x32x2+x5x2+x+1\frac{-4x^3-2x^2+x-5}{x^2+x+1} の場合:
多項式 4x32x2+x5-4x^3-2x^2+x-5x2+x+1x^2+x+1 で割ります。
割り算を実行すると、商は 4x+2-4x+2、余りは x7-x-7 となります。
したがって、
4x32x2+x5=(x2+x+1)(4x+2)+(x7)-4x^3 - 2x^2 + x - 5 = (x^2+x+1)(-4x+2) + (-x-7)
よって、
4x32x2+x5x2+x+1=(x2+x+1)(4x+2)+(x7)x2+x+1=4x+2+x7x2+x+1\frac{-4x^3-2x^2+x-5}{x^2+x+1} = \frac{(x^2+x+1)(-4x+2) + (-x-7)}{x^2+x+1} = -4x+2 + \frac{-x-7}{x^2+x+1}

3. 最終的な答え

(1) 3x2+4x1x+2=3x2+3x+2\frac{3x^2+4x-1}{x+2} = 3x-2 + \frac{3}{x+2}
(2) 4x32x2+x5x2+x+1=4x+2+x7x2+x+1\frac{-4x^3-2x^2+x-5}{x^2+x+1} = -4x+2 + \frac{-x-7}{x^2+x+1}

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