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大阪大学 1986年度 前期日程 第2次学力試験文系数学 第1問

f(x)xの3次以上の整式であるとする.
f(x)(x1)3で割れば余りはax2+bx+cであり,
x2で割れば余りはdであるという.
f(x)(x1)(x2)で割ったときの余りを求めよ.

難易度4/ 10計算量3/ 10目安10

数と式 剰余分類、式変形、文字消去

方針

求める余りを一次式 R(x) と置く。割る式の零点 1,2Rf の値が一致することを使い、二つの値から係数を決める。

解答

求める余りをR(x)=px+qと置く。f(x)R(x)(x1)(x2) で割り切れるからR(1)=f(1),R(2)=f(2)である。

f(x)(x1)3 で割った条件よりf(1)=a+b+cであり、x2 で割った余りが d であることからf(2)=dである。従ってp+q=a+b+c,2p+q=d.これを解くとp=dabc,q=2(a+b+c)d.よって求める余りは(dabc)x+2(a+b+c)dである。

別解

解法2(二点補間をそのまま書く)

方針

一次式は二点での値によって一意に決まる。x=1 で1、x=2 で0になる式と、その逆の値をとる式を組み合わせる。

解答

条件からf(1)=a+b+c,f(2)=dである。

2xx=1,2 でそれぞれ 1,0 をとり、x1 はそれぞれ 0,1 をとる。そこでR(x)=(a+b+c)(2x)+d(x1)と置けばR(1)=f(1),R(2)=f(2)を満たす。

従って f(x)R(x)x=1,2 を零点にもつので、(x1)(x2) で割り切れる。R は一次式だから、これが求める余りである。展開してR(x)=(dabc)x+2(a+b+c)dを得る。

総評

難易度4、計算量3。目安時間は10分である。三次式の余りの全係数を処理するのではなく、割る式の零点 1,2 での値だけを取り出すことが核心である。解法1は係数決定、解法2は二点補間を直接組み立てる。余りが一次以下であることと、二点で一致すれば差が (x1)(x2) で割り切れることまで書く。

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出典: 大阪大学 1986年度 前期 数学。問題文はHTML表示のために再入力・数式組版しています。