(問題2の解説)
「f(x)を(X−1)で割ると1余る」という日本語を、数学用語に書き換えると、適当な関数g(x)を使って、
f(x)=(X−1)・g(x)+1
と書けますね。(g(x)が何物かは、全然分かんないケドね)
「f(x)を(X−2)(X−3)で割ると5余る」という日本語を、数学用語に書き換えると、適当な関数h(x)を使って、
f(x)=(X−2)(X−3)・h(x)+5
と書けますね。(やっぱり、h(x)が何物かは、全然分かんないケドね)
ここで、問題を解く上では関係ないのですが、厳密な話をつけくわえておきましょう。
(X−2)(X−3)は、X2−5X+6ですから、二次式です。ですから本来、余りは一次式、つまり、「aX+b」型のハズです。しかし、ここでは「5」と言う定数ですね。おかしくありません?
おかしくないのですね。たまたま「aX+b」で「a=0」になっているダケです。ですから正確には、
f(x)=(X−2)(X−3)・h(x)+(0X+5)
です。(a=0になっているのは、解き難くするためのヒッカケです)
さて、ここまでが準備です。
次は、問題の核心 「(X−1)(X−2)(X−3)で割った時の余りを求めよ」 の部分を、数式に訳しましょう。
(X−1)(X−2)(X−3)は3次式ですから、余りは二次式です。
ですから、余りは「aX2+bX+c」と書けます。
そうすると、未知関数j(x)を使って、
f(x)=(X−1)(X−2)(X−3)・j(x)+(aX2+bX+c)
と書けるでしょ?
では、以上の三本の式をまとめると、問題文は
f(x)=(X−1)・g(x)+1 ・・・・・ @
f(x)=(X−2)(X−3)・h(x)+5 ・・・・・ A
f(x)=(X−1)(X−2)(X−3)・j(x)+(aX2+bX+c) ・・・・・ B
と訳せた訳です。
ところで、@から、
f(1)=1
Aからは、
f(2)=5
f(3)=5
と分かりますね。
さらに、Bに直接X=1,2,3を代入すると、
f(1)=a+b+c
f(2)=4a+2b+c
f(3)=9a+3b+c
でしょ?
じゃあ、それぞれを比較すると、
f(1)=a+b+c=1
f(2)=4a+2b+c=5
f(3)=9a+3b+c=5
ですね。あとはa,b,cの連立方程式です。これは解けますね?
a=−2
b=10
c=−7
ですから、余りは
−2X2+10X−7
です。
OK?
これが入試問題です。(だからヒッカケがあったのね)
長崎大学の問題でした。
一応、解答を下にまとめておきました。
これが入試定番の「因数定理」の問題の、基本レベルです。
これが理解できたら、参考書に進みましょう!
(問題2の答)