与えられた分数 $\frac{x+1}{(3x+2)(5x+3)}$ を部分分数分解する問題です。つまり、定数 $A$ と $B$ を求めて、$\frac{x+1}{(3x+2)(5x+3)} = \frac{A}{3x+2} + \frac{B}{5x+3}$ の形に変形します。

代数学部分分数分解連立方程式分数式
2025/6/4

1. 問題の内容

与えられた分数 x+1(3x+2)(5x+3)\frac{x+1}{(3x+2)(5x+3)} を部分分数分解する問題です。つまり、定数 AABB を求めて、x+1(3x+2)(5x+3)=A3x+2+B5x+3\frac{x+1}{(3x+2)(5x+3)} = \frac{A}{3x+2} + \frac{B}{5x+3} の形に変形します。

2. 解き方の手順

まず、与えられた式から、AABB に関する連立方程式を立てます。
x+1(3x+2)(5x+3)=A3x+2+B5x+3\frac{x+1}{(3x+2)(5x+3)} = \frac{A}{3x+2} + \frac{B}{5x+3}
両辺に (3x+2)(5x+3)(3x+2)(5x+3) をかけると、
x+1=A(5x+3)+B(3x+2)x+1 = A(5x+3) + B(3x+2)
x+1=5Ax+3A+3Bx+2Bx+1 = 5Ax + 3A + 3Bx + 2B
x+1=(5A+3B)x+(3A+2B)x+1 = (5A + 3B)x + (3A + 2B)
この式が全ての xx について成り立つためには、xx の係数と定数項がそれぞれ等しくなければなりません。したがって、次の連立方程式が得られます。
5A+3B=15A + 3B = 1
3A+2B=13A + 2B = 1
この連立方程式を解きます。
まず、2番目の式を3倍すると 9A+6B=39A + 6B = 3 となります。
次に、1番目の式を2倍すると 10A+6B=210A + 6B = 2 となります。
2番目の式から1番目の式を引くと、
(10A+6B)(9A+6B)=23(10A + 6B) - (9A + 6B) = 2 - 3
A=1A = -1
A=1A=-13A+2B=13A + 2B = 1 に代入すると、
3(1)+2B=13(-1) + 2B = 1
3+2B=1-3 + 2B = 1
2B=42B = 4
B=2B = 2
したがって、A=1A = -1 かつ B=2B = 2 となります。

3. 最終的な答え

x+1(3x+2)(5x+3)=13x+2+25x+3\frac{x+1}{(3x+2)(5x+3)} = \frac{-1}{3x+2} + \frac{2}{5x+3}

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