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  • 執筆者の写真: たむかい学習教室
    たむかい学習教室
  • 6 日前
  • 読了時間: 9分

剰余の定理 テスト対策

たむかい学習教室 個別指導 塾 数学 八戸市 中学生 高校生

1学期も後半に入り、中高生は期末テスト対策を進めています。

高校数Ⅱで学習する剰余の定理は、割る式が「0」になると、余りを求めることができるというしくみで、割られる式は、(割る式)×(商)+(余り)で表します。


問題

次の条件を満たすように、定数a、bの値をそれぞれ定めよ。

1)多項式P(x)=x³+ax+6はx+3で割り切れる。

2)多項式P(x)=4x³+ax²-5x+3を2x+1で割ると4余る。

3)多項式P(x)=x³+ax²+bx-9はx+3で割り切れ、x-2で割ると-5余る。


1)

P(-3)=0より

-27-3a+6=0

-3a=21

a=-7


2)

P(-1/2)=4より

(-1/2)+(1/4)a+(5/2)+3=4

(1/4)a=-1

a=-4


3)

P(-3)=0より

-27+9a-3b-9=0

9a-3b=36

3a-b=12 ①

P(2)=-5より

8+4a+2b-9=-5

4a+2b=-4

2a+b=-2 ②

①+②より

5a=10 a=2

②に代入して

4+b=-2 b=-6

よって、

a=2、b=-6


問題

1)2x³+3ax²-a²+6がx+1で割り切れるように、定数aの値を定めよ。

2)2x³+ax²+bx-3はx-3で割り切れ、2x-1で割ると余りが5であるという。このとき、定数a、bの値を求めよ。


1)

P(x)=2x³+3ax²-a²+6

P(-1)=0より

-2+3a-a²+6=0

a²-3a-4=0

(a-4)(a+1)=0

a=4,-1


2)

P(x)=2x³+ax²+bx-3

P(3)=0より

54+9a+3b-3=0

9a+3b=-51

3a+b=-17 ①

P(1/2)=5より

(1/4)+(1/4)a+(1/2)b-3=5

a+2b=31 ②

①×2-②

  6a+2b=-34

-)  a+2b=31

  5a   =-65

      a=-13

②に代入

-13+2b=31

2b=44 b=22

よって、

a=-13、b=22


問題

1)多項式P(x)をx-1で割ると余りは5、x-2で割ると余りは7となる。このとき、P(x)をx²-3x+2で割った余りを求めよ。

2)多項式P(x)をx²-1で割ると4x-3余り、x²-4で割ると3x+5余る。このとき、P(x)をx²+3x+2で割った余りを求めよ。


1)

P(x)=(x²-3x+2)Q(x)+ax+b

P(1)=5より

a+b=5 ①

P(2)=7より

2a+b=7 ②

①-②

-a=-2 a=2

①に代入して

2+b=5 b=3

よって、

2x+3


※別解

求める余りを

a(x-1)+5とする

P(x)=(x-2)Q(x)+7

P(2)=7より

a(2-1)+5=7

a=2

よって、

2(x-1)+5

2x+3


2)

P(x)=(x²+3x+2)Q(x)+ax+b

=(x+1)(x+2)Q(x)+ax+b


P(x)=(x²-1)R(x)+4x-3

P(-1)=-7

P(x)=(x²-4)S(x)+3x+5

P(-2)=-1


P(-1)=-7より

-a+b=-7 ①

P(-2)=-1より

-2a+b=-1 ②

①-②

a=-6

①に代入して

6+b=-7 b=-13

よって、

-6x-13


問題

1)多項式P(x)をx+2で割った余りが3、x-3で割った余りが-1のとき、P(x)をx²-x-6で割った余りを求めよ。

2)多項式P(x)をx²+5x+4で割ると2x+4余り、x²+x-2で割ると-x+2余るという。このとき、P(x)をx²+6x+8で割った余りを求めよ。


1)

求める余りを

a(x+2)+3とする

P(x)=(x-3)Q(x)-1

P(3)=-1より

5a+3=-1 a=-4/5


よって、

(-4/5)(x+2)+3

=(-4/5)x-(8/5)+(15/5)

(-4/5)x+(7/5)


※別解

P(x)=(x²-x-6)Q(x)+ax+b

=(x-3)(x+2)Q(x)+ax+b

P(-2)=3より

-2a+b=3 ①

P(3)=-1より

3a+b=-1 ②

①-②

-5a=4 a=-4/5

②に代入して

-12/5+b=-1 b=7/5

よって、

(-4/5)x+(7/5)


2)

P(x)=(x²+6x+8)Q(x)+ax+b

=(x+2)(x+4)Q(x)+ax+b


P(x)=(x²+5x+4)R(x)+2x+4

=(x+1)(x+4)R(x)+2x+4

P(-4)=-4


P(x)=(x²+x-2)S(x)-x+2

=(x+2)(x-1)S(x)-x+2

P(-2)=4


P(-4)=-4より

-4a+b=-4 ①

P(-2)=4より

-2a+b=4 ②

①-②

-2a=-8 a=4

②に代入して

-8+b=4 b=12

よって、

4x+12


問題

多項式P(x)をx+1で割ると余りが-2、x²-3x+2で割ると余りが-3x+7であるという。このとき、P(x)を(x+1)(x-1)(x-2)で割った余りを求めよ。


求める余りを

a(x²-3x+2)-3x+7とする


P(x)=(x+1)Q(x)-2

P(-1)=-2より

6a+3+7=-2

6a=-12 a=-2


よって、

-2(x²-3x+2)-3x+7

=-2x²+6x-4-3x+7

-2x²+3x+3


※別解

P(x)=(x+1)(x-1)(x-2)Q(x)+ax²+bx+c

👉3次式で割るから余りを2次式とする


P(x)=(x+1)R(x)-2

P(-1)=-2


P(x)=(x²-3x+2)S(x)-3x+7

=(x-1)(x-2)S(x)-3x+7

P(1)=4

P(2)=1


P(-1)=-2より

a-b+c=-2 ①

P(1)=4より

a+b+c=4 ②

P(2)=1より

4a+2b+c=1 ③

①-②

-2b=-6 b=3

②-③

-3a-b=3

b=3を代入

-3a-3=3

-3a=6 a=-2

②より

-2+3+c=4 c=3


よって、

-2x²+3x+3


問題

多項式P(x)を(x-1)(x+2)で割った余りが7x、x-3で割った余りが1であるとき、P(x)を(x-1)(x+2)(x-3)で割った余りを求めよ。


求める余りを

a(x-1)(x+2)+7xとする


P(x)=(x-3)Q(x)+1

P(3)=1より

a(3-1)(3+2)+7・3=1

10a=-20 a=-2


よって、

-2(x-1)(x+2)+7x

=-2(x²+x-2)+7x

=-2x²-2x+4+7x

-2x²+5x+4


※別解

P(x)=(x-1)(x+2)(x-3)Q(x)+ax²+bx+c


P(x)=(x-1)(x+2)R(x)+7x

P(1)=7

P(-2)=-14


P(x)=(x-3)S(x)+1

P(3)=1


P(1)=7より

a+b+c=7 ①

P(-2)=-14より

4a-2b+c=-14 ②

P(3)=1より

9a+3b+c=1 ③


①-②

-3a+3b=21

-a+b=7 ④

①-③

-8a-2b=6

-4a-b=3 ⑤

④+⑤

-5a=10 a=-2

④に代入して

2+b=7 b=5

①より

-2+5+c=7 c=4


よって、

-2x²+5x+4


問題

多項式P(x)をx-3、(x+2)(x-1)(x-3)で割ったときの余りをそれぞれa、R(x)とする。R(x)のx²の係数が2であり、更にP(x)を(x+2)(x-1)で割ったときの余りが4x-5であるとき、aの値を求めよ。


R(x)=2(x+2)(x-1)+4x-5

R(3)=P(3)=aだから

2・5・2+4・3-5=a

a=20+12-5=27


※別解

P(x)=(x-3)Q(x)+a

P(3)=a


P(x)=(x+2)(x-1)(x-3)S(x)+2x²+bx+c

P(3)=aより

18+3b+c=a ①


P(x)=(x+2)(x-1)T(x)+4x-5

P(-2)=-13より

8-2b+c=-13 ②

P(1)=-1より

2+b+c=-1 ③


②、③より

  -2b+c=-21

-)  b+c=-3

    -3b=-18

      b=6

6+c=-3 c=-9


①より

18+18-9=a

a=27


問題

多項式P(x)をx-1で割ると-1余り、x+1で割ると3余る。

1)P(x)をx²-1で割ったときの余りを求めよ。

2)P(x)を(x-1)²で割ったときの余りが定数であるとき、P(x)を(x-1)²(x+1)で割ったときの余りを求めよ。


1)

P(x)=(x²-1)Q(x)+ax+b

P(1)=-1、P(-1)=3より

a+b=-1 ①

-a+b=3 ②

①-②より

2a=-4 a=-2

②に代入して

2+b=3 b=1

よって、

-2x+1


2)

求める余りを

c(x-1)²+dとする

P(1)=-1より

d=-1

P(-1)=3より

4c+d=3

4c-1=3 c=1

よって、

(x-1)²-1

=x²-2x+1-1

x²-2x


問題

x²+1で割ると3x+2余り、x²+x+1で割ると2x+3余るようなxの多項式のうちで、次数が最小のものを求めよ。


P(x)=(x²+1)Q(x)+3x+2

Q(x)=(ax+b)とする

P(x)=(x²+1)(ax+b)+3x+2

=ax³+bx²+bx+b+3x+2

=ax³+bx²+(a+3)x+b+2 ①


P(x)=(x²+x+1)R(x)+2x+3

①より、最高次の係数はaだから

R(x)=(ax+c)とする

P(x)=(x²+x+1)(ax+c)+2x+3

=ax³+cx²+ax²+cx+ax+c+2x+3

=ax³+(a+c)x²+(a+c+2)x+c+3 ②


①、②より係数を比較して

a+c=b ③

a+3=a+c+2 ④

b+2=c+3 ⑤

④より

c=1

⑤に代入

b+2=1+3 b=2

③より

a+1=2 a=1


よって、①より

x³+2x²+4x+4


※条件を満たす多項式が2次式以下であるとすると

p(x²+1)+3x+2=p(x²+x+1)+2x+3

px²+3x+p+2=px²+(p+2)x+p+3

係数を比較して

3=p+2 p=1

しかし、定数項のp+2=p+3は成り立たない。

よって、最小の次数は3次となる。


問題

多項式P(x)があり、P(x)はx-1で割り切れ、x+2で割った余りが9である。ただし、P(x)のすべての項の係数は実数である。

1)P(1)、P(-2)の値をそれぞれ求めよ。

2)P(x)をx²+x-2で割った余りを求めよ。

3)P(x)は3次の項の係数が1である3次式であり、方程式P(x)=0が異なる実数解をちょうど2個もつ。P(x)を求めよ。


1)

P(1)=0

P(-2)=9


2)

P(x)

=(x²+x-2)Q(x)+ax+b

=(x+2)(x-1)Q(x)+ax+b

P(1)=0より

a+b=0 ①

P(-2)=9より

-2a+b=9 ②

①-②

3a=-9 a=-3

①に代入して

-3+b=0 b=3

よって、

-3x+3


3)

P(x)

=(x+2)(x-1)Q(x)-3x+3

3次の項の係数が1だから

Q(x)=x+cとする

P(x)

=(x+2)(x-1)(x+c)-3x+3

=(x²+x-2)(x+c)-3x+3

=x³+cx²+x²+cx-2x-2c-3x+3

=x³+(c+1)x²+(c-5)x-2c+3=0


P(1)=0だから


1 c+1  c-5 -2c+3 【1

    1  c+2  2c-3

1 c+2 2c-3     0


(x-1){x²+(c+2)x+2c-3}=0


x²+(c+2)x+2c-3=0の解が1のとき、異なる実数解をちょうど2個もつ。

1+c+2+2c-3=0

c=0

よって、

P(x)=x³+(c+1)x²+(c-5)x-2c+3

=x³+x²-5x+3


また、

x²+(c+2)x+2c-3=0がx≠1の重解をもつとき

D=(c+2)²-4(2c-3)

=c²+4c+4-8c+12

=c²-4c+16

=(c-2)²+12>0

D=0とならないから不適


したがって、

x³+x²-5x+3


たむかい学習教室 個別指導 塾 数学 八戸市 中学生 高校生

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2026.6.21 剰余の定理 テスト対策


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