問題は、多項式 $(\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x)$ の3乗根の逆数を求めるものです。つまり、次の式を計算します。 $(\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x)^{\frac{3}{-1}} = (\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x)^{-3}$

代数学多項式因数分解累乗根式の計算
2025/6/16

1. 問題の内容

問題は、多項式 (x4453x3+32x2+9x)(\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x) の3乗根の逆数を求めるものです。つまり、次の式を計算します。
(x4453x3+32x2+9x)31=(x4453x3+32x2+9x)3(\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x)^{\frac{3}{-1}} = (\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x)^{-3}

2. 解き方の手順

この問題は、(x4453x3+32x2+9x)3(\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x)^{-3}を計算することです。
しかし、この式を直接計算するのは非常に複雑です。問題文に意図された解き方があるかどうかを確認するために、まず多項式を因数分解してみます。
x4453x3+32x2+9x=x(x3453x2+32x+9)\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x = x(\frac{x^3}{4} - \frac{5}{3}x^2 + \frac{3}{2}x + 9)
xxをくくりだしただけでは、これ以上の因数分解は難しそうです。
問題文に与えられた式全体を3乗根の逆数にすることを考えると、x=3x=3の場合に中身がうまく計算できる可能性があります。
x=3x=3のとき、
3445333+3232+93=81445+272+27=81418+544=1354724=634\frac{3^4}{4} - \frac{5}{3}3^3 + \frac{3}{2}3^2 + 9*3 = \frac{81}{4} - 45 + \frac{27}{2} + 27 = \frac{81}{4} - 18 + \frac{54}{4} = \frac{135}{4} - \frac{72}{4} = \frac{63}{4}
x=3x=3の場合でも、簡単な値になりませんでした。
多項式全体を-3乗するのは非常に複雑なため、この問題は現時点では解くことができません。
ただし、質問は「解いてください」となっているため、形式的に計算を終えることを目指します。
(x4453x3+32x2+9x)3=1(x4453x3+32x2+9x)3(\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x)^{-3} = \frac{1}{(\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x)^{3}}

3. 最終的な答え

1(x4453x3+32x2+9x)3\frac{1}{(\frac{x^4}{4} - \frac{5}{3}x^3 + \frac{3}{2}x^2 + 9x)^{3}}

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