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条件よりP(x)は実数a,b,cと整式Q(x)を用いて、
P(x)=(x-1)²(x-2)Q(x)+ax²+bx+c・・・①
と表せる。
x=1のとき、
P(1)=a+b+cとなり、仮定より
P(1)=2×1-1=1なので
a+b+c=1・・・②が成り立つ。
次にx=2のとき
P(2)=4a+2b+cとなり、仮定より
P(2)=5なので
4a+2b+c=5・・・③が成り立つ。
次に①の両辺を微分する。
P'(x)
=2(x-1)(x-2)Q(x)+(x-1)²{Q(x)+(x-2)Q'(x)}+2ax+b
=(x-1){2(x-2)Q(x)+(x-1)Q(x)+(x-1)(x-2)Q'(x)}+2ax+b
x=1のとき
P'(1)=2a+bとなり、仮定より
P'(1)=(2x-1)'=2より
2a+b=2・・・④が成り立つ。
以上②,③,④から
③-②より
3a+b=4・・・⑤
⑤-④より
a=2
これを④に代入すると、
4+b=2
b=-2
a=2、b=-2を①に代入するとc=1
よってP(x)を(x-1)²(x+2)で割った余りは
2x²-2x+1