東大理系数学'23年前期[5]
整式
を考える。
(1)
を実数を係数とする整式とし、
を
で割った余りを
とおく。
を
で割った余りと
を
で割った余りが等しいことを示せ。 (2) a,bを実数とし、
とおく。
を
で割った余りを
とおき、
を
で割った余りを
とおく。
が
に等しくなるようなa,bの組をすべて求めよ。
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
解答 問題文を読んでびっくりさせられますが、これは東大数学の1つの特徴で、困難な状況におかれても冷静に論理的に問題解決に当たれるか、という資質を見ようとしているのです。怖じ気づくようでは東大合格は望めません。
(1)
より、
・・・@ (因数定理を参照)
が3次式なので、
は2次式です。Bを微分すると、Bで
として、@より、
・・・DBで
として、@より、
・・・ECで
として、@,Aより、
・・・F
・・・G
は
と同様2次式で、Bより、
・・・HこれとG,Hより、
中括弧内を
とおくと、
・・・I両辺を微分すると、
・・・J
,
は2次式で、A,B,C,a,b,cを実数とし、
,
とおくと、
,
Iで
とすると、@より
なので、
∴
・・・KIで
とすると、@より
なので、
∴
・・・LJで
とすると、Aより
,また@を用いて、
∴
・・・MMをLに代入して、
,これとKより、
,さらにMより、
,よって、
∴
よって、
を
で割った余りと
を
で割った余りが等しいことが示されました。 注.上記では、余りの2次式を
,
と具体的において考えましたが、具体的におかなくても、
と
の差をとり、これは
で割り切れるので、
(2)
より、
,
,
,
(k,m,dは実数) ・・・N とおきます。
を3次式
で割った商を
,余りの2次式を
と (A,B,Cは実数)すると、
・・・O両辺を微分すると、
・・・Q
・・・R
・・・S
・・・(21)(21)で
とすると、
・・・(22)(21)で
とすると、
・・・(23)(21)両辺を微分すると、
とすると、
,Nより、
・・・(24)Qを(22)に代入すると、
∴ 
kは実数なので、
・
のとき、N,Qより
,
で、(22)は満たされ、さらに(24)より、
よって、
,
,Nより、
Rより、
,(23)は満たされ、Sより、
で、(24)の左辺は0,(24)の右辺は0で、(24)も満たされます。よって、
,
は適。 ・・・(25) ・
のとき、N,Q,Sより
,
,
で、さらに(24)より、
∴ 
よって、
,
,
Rより、
ですが、(23)の左辺は
,右辺は2となり、(23)が成立せず、不適です。 ・
のとき、N,Q,Sより
,
,
で、さらに(24)より、
∴ 
よって、
,
,
Rより、
で、(23)が成立します。(22)は、左辺も右辺も
で成立します。
なので(24)も成立します。よって、
,
は適。 ・・・(26) (25),(26)より、
......[答]
注.上記は、整式
を3次式
で割ると、余りは2次式
であって、
より、
,
,
になる、ということを用いて解答していますが、十分性が心配な方のために確かめをしておきます。
を
で割った余りを
とおくと、
で、
で、
で、
これより、
,
,つまり、
を
で割った余りは
で
です。従って、余りの
の7乗
を
で割った余りは
です。
を
で割った余りを
とおくと、
で、
で、
で、
これより、
,
,
,つまり、
を
で割った余りは
で
です。従って、余りの
の7乗
を
で割った余りは
です。いずれの場合も、そもそも
なので
になっているわけです。
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
東大理系数学TOP 数学TOP TOPページに戻る
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
各問題の著作権は
出題大学に属します。©2005-2024(有)りるらる 苦学楽学塾 随時入会受付中!理系大学受験ネット塾苦学楽学塾(ご案内はこちら)ご入会は、
まず、こちらまでメールを
お送りください。