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多項式の割り算
割り算の原理
複雑な無理数の代入
分数式の約分
分数式の和差
繁分数式
オイラーの分数式・繁分数式
恒等式
等式の証明
不等式の証明
絶対不等式
相加平均・相乗平均
2乗比較

== 整数係数の方程式の作り方 ==

(準備)
【例】
 が1つの解となる「整数係数の」2次方程式を作りたいとき
▼この式の両辺を2乗してしまうと
となって,が残ります.
が1つの解となる整数係数の2次方程式は次のように作ることができます.

(移項する)→
(両辺を2乗する)→
【要点】  だけを右辺に残して2乗する.
【類題】
 が1つの解となる「整数係数の」2次方程式を作ってください
(解答)




…(答)
が1つの解となる2次方程式もになります.
これは,2次方程式の2つの解がになっていることに対応しています.


(式の値:複雑な無理数の代入)
【例】
のとき,の値を求めなさい
 この問題において,を直接代入すると,計算が大変で計算間違いも多くなります.
 このような問題においては,この頁の先頭の例で示したように,が0となることを利用して,式を簡単にしてから(次数を下げてから)代入する方法がよく利用されます.
(答案例)
x=2+√3 のとき,-4x+1=0・・・(1)

-2x+3x-13
=(-4x+1)(x+2)+10x-15・・・(2)だから
-2x+3x-13
=10x-15
=10(2+√3)-15
=5+10√3・・・(答)

(参考)
<1次式>  <定数=0次式>
x のかわりに 2+√3 を代入すると,次数が1次下がります.
<2次式>  <定数=0次式>
-4x+1 に 0 を代入すると,次数を一度に下げることができます.
 なお,x=4x-1 となるので,
<2次式>  <1次式>
 のかわりに 4x-1 を代入すると,次数は1次だけ下がります.
x=2+√3・・・(1)
=4x-1・・・(2) を繰り返し適用すると,何次式でも1次または定数まで下げることができます.
=x・x=x(4x-1)
=4x-x
=4(4x-1)-x=15x-4

=x・x=x(15x-4)
=15x-4x
=15(4x-1)-4x
=56x-15

-2x+3x-13
=(15x-4)-2(4x-1)+3x-13
=10x-15
 上記の答案では,少しずつ次数を下げる代わりに,「まとめて」下げていることになります.


(よくある質問)
-4x+1=0 なのに,x-4x+1 で割るのは0で割ることにならないのか?

(回答)

の割り算は,-4x+1が0以外のときに成り立ちますが
-2x+3x-13
=(x-4x+1)(x+2)+10x-15
は,x=2+√3 のときも含めて,すべてのxについて成り立ちます.
 したがって,答案の本文では0を掛けていることとなり,答案にはまちがいはありません.
 なお,x-2x+3x-13=10x-15
となるのはx=2+√3,2-√3のときだけで,他のxの値に対しては,この変形は成り立ちません.


【要点】

 複雑な無理数を,次数の高い式に代入するには

【例】
x=2+√3 のとき, x-2x+3x-13 の値を求めなさい.
(作業の手順)
(例)
(1) √nだけを右辺に残す. 
 x-2=√3
(2) 2乗する. 
 x-4x+4=3
(3) =0 の形の方程式にする.
 x-4x+1=0
(4) 求める式を,方程式の左辺で割る.
(5) 商と余りの関係に直す.
-2x+3x-13
=(-4x+1)(x+2)+10x-15
=10x-15
(なぜなら,-4x+1=0)
(6) xの値は,余りに代入する.
次数を下げてから代入するところがポイント)
10x-15
=10(2+√3)-15
=5+10√3
※ どうしても,単純に代入する方に魅力を感じる人へ:
以上に紹介した方法は,単に計算を楽にするだけのものでなく,この方法により「様々な問題に対する応用の道が開けてくる」と考えてください.

《問題》

x=2+√5のとき,x3-4x2-x+3の値はとなる.
2
 x=1-√5のとき,x4-5x2-14x+3の値はとなる.
3
 のとき,x-2x+3の値はとなる.
4 (正しいものを選んでください)
 x=5-√7のとき,x-8x+x+35の値は
 x-3 x+3 3x-1 3x+1 の値に等しい.

ヒント
5
 x-x=1のとき,x-2xの値はとなる.

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