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Mathematics Senior High

青チャートⅡBの第一章基本例題5の解答で分からないところがあります。[参考]のpを素数とするとき、〜…を示している。のところがなぜそうなるのか分からないので誰か教えてください。

17 二項係数と等式の証明 基本例題 5 C=nn-1Ck-1 (n22, k=1, 2, …, n) が成り立つことを証明せよ。 0)(1+x)"の展開式を利用して,次の等式を証明せよ。 (ア) Cot»Ci+n C2+……+»Cr+ +.Cn=D2" (イ)Co-Ci+»C2-…+(-1)C,+… +(-1)",C,=0 .Co-2,C.+2°,C2-… +(-2)",.C,+… +(-2)",Cm=(-1)" 大) p.11 基本事項4 のの 1章 1 n! 指針>(1),C,= を利用して,k,Ck, nnー1Ck-1 をそれぞれ変形する。 な (2) ア)二項定理 (p.11 基本事項4))において, a=1, b=x とおくと (1+x)"=,Co+,Cix+,Cax"+ .C,x"+ +.Cn.c" 等式のと,与式の左辺を比べることにより, ①の両辺でx31 とおけばよいことに気づ く。同様にして, (イ), (ウ)では r に何を代入するか を考える。 解答 n! (1) k,Ck=k =n* An!=n(n-1)! nnー1C&-1=n* (k-1)!{(n-1)-(k-1)}! k, C&=nnー1C&-1 (2) 二項定理により, 次の等式① が成り立つ。 =n* したがって すべてのxの値に対して成り立つ。 (1+x)"="Co+Cix+»C2x?+……+.Crx"+……+Cnx" (ア) 等式ので,x=1とおくと (1+1)"=,Co+»C;·1+»C2*1°+…+.C,·1"+… +»Cn*1" Co+Ci+»C2+…+C,+……+Cn=D2" よって (イ) 等式ので,x=-1とおくと よって Co-C,+»C2-………+(-1)",C,+…+(-1)",C,=0 (ウ) 等式ので, x=-2とおくと (1-2)"=,Co+»Ci. (-2)+»C2·(-2)+…+.C, (-2)"++,Ca-(-2)" Co-2,Ci+2°%C2ー……+(-2)",C,+ +(-2)",Cn=(-1)" よって かを素数とするとき, (1)から この式は,C& が必ずかで割り切れることを示している。 RCa=Do-1Ca-1 (カ22:k=1, 2, これ (p.19 EX3 練習 次の等式が成り立つことを証明せよ。 C」C2 2 2? 2" 2" (2) nが奇数のとき ,Co+»Ca+…+.Cn-1=,Ci+»Cs+ +.C%3D2"1 nが偶数のとき ,Co+,C2+…+Cm3"Ci+»C。+ +.Cn-1=D2"-1 |3次式の展開と因数分解、二項定理

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Mathematics Senior High

(3)の解答解説の?のかこったところを教えてください

|Y5aを実数の定数とする。整式 F(x) = x°+ax?-2ax+a-1 があり,F(x) をx-1 で割っ たときの商をG(x) とする。 (1) G(x) を求めよ。 (2) p, gを実数の定数とする。xG(x) をx°+x-2 で割ったときの商が x+p, 余りが 5x+gであるとき,a, p, qの値をそれぞれ求めよ。 (3) xの整式 P(x) がある。(2)のとき,P(x) をx-1で割ると余りが -2, P(x) をG(x) で 割ると余りが5x--1 である P(x)を, F(x) で割ったときの余りを求めよ。 (配点 40) 配点(1) 10点、(2) 14点(3) 16点 解答 ((2)の別解 2) (のまでは本解に同じ) xG(x)をx*+xー2 で割ると, 次のようになる。 (1) F(x)をxー1で割ると次のようになる。 +1-a +ax ーズ xー1) -2ax+a-1 +a 2ax x*+x-2)x+(a+1)x+(1-a)x +x -2x (1-a)x+a-1 ax" +(3-a)x (1-a)x+a-1 x +ax-20 (3-2a)x+2a よって,xG(x)を+x-2 で割ると,商がx+aで余りが(3-2a)x+2a よって,F(x)をx-1で割ったときの商 G(x) は G(x) = x' +(a+1)x+1-a である。 圏 G(x) = x* +(a+1)x+1-a 条件より,xG(x) をx+x-2 で割ったときの商がx+p, 余りが5x+qで あるから p=a (1)より {5=3-2a xG(x) = x{x" +(a+1)x+1-a}= x"+(a+1)x?+(1-a)x … の xG(x)をx'+x-2 で割ったときの商がx+p, 余りが5x+qであるから +(a+1)x?+(1-a)x= (x*+x-2)(x+)+5x+q l9= 2a これを解いて a=-1, p=-1, 9=-2 圏 a=-1, p=-1, q=-2 すなわち +(a+1)x*+(1-a)x= x°+(p+1)r°+(p+3)x-2p+q (2)より G(x)= x*+2 P(x)= (x-1(x+2) P(x)を3次式 Flx)= (x-1)(x*+2) で割ったときの余りは2次以下であ が成り立つ。 のはxの恒等式であるから, 係数を比較して [a+1=p+1 (a=p {1-a=p+3 すなわち {a+p=-2 るから,それをLx" + mx+n (1, m, nは実数の定数)とし、商を Q(x) とお l0 =-2p+q l9= 2p くと 2, Oより a=-1, p=-1 このとき,Oより q=-2 P(x)= (x-1)(x?+2)Q(x)+l«? +mx+n Plx)を G(x)= x+2 で割った余りが、 5x-1であり,⑤の右辺の 圏 a=-1, p=-1, g=-2 (x-1(x*+2)Q(x)は Glx)= x'+2 で割りきれるから、+mx+nを G(x)= x*+2 で割った余りが, 5xー1である。 このときの商はしであるから [(2)の別解1] (Bまでは本解に同じ) x'+mx+n= (x?+2)+5x-1 のより Px)= (x-1)(x? +2)Q(x)+1(x?+2)+5x-1 また,P(x)をx-1で割ったときの余りが-2であるから, 剰余の定理よ Bより x+(a+1)x+(1-a)x= (x+2) (x-1)(x+p)+5x+q ©において x=0 とすると0=-2p+q すなわち g32p x= -2 とすると 6a-6=-10+q すなわち 6a=q-4… ® x=1 とすると3=5+q すなわち q=-2 q=-2 をの, ®に代入して p=-1, a=-1 逆に,a=-1, p=-1, q=-2 のとき, ®について (左辺)= x'+(-1+1)x?+{1-(-1)}x=x+2x (右辺)= (x*+x-2)(x-1)+5x-2=(x-3x+2)+5x-2= x*+2x り P1)=-2 のより 3/+4= -2 =-2 Oより,求める余りは -2(x*+2)+5x-1 すなわち -2x+5x-5 圏 -2x+5x-5 となり,左辺と右辺は等しい。 以上より a=1, p=-1, q=-2 圏 a=-1, p=-1, q=-2

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