質問<3335>
「「多項式」」
日付 2006/8/24
質問者 さゆ


xの多項式\(x^{4}\)+\(x^{3}\)-\(x^{2}\)+ax+b (a,bは実数) が、ある2次式の二乗になるとき、
定数a,bの値を求めよ

わからないので教えてください。

★完全解答希望★

お便り
日付 2006/8/26
回答者 μg


スマートな解答ではないですが…

ある2次式を p\(x^{2}\)+qx+rとおくと\(x^{4}\)+\(x^{3}\)-\(x^{2}\)+ax+bは
 (p\(x^{2}\)+qx+r\()^{2}\)
と表せる。展開して
 \(p^{2}\)\(x^{4}\)+2pq\(x^{3}\)+(2pr+\(q^{2}\))\(x^{2}\)+2qrx +\(r^{2}\)
係数を比較して
 { \(p^{2}\) = 1  …①
 { 2pq = 1  …②
 { 2pr+\(q^{2}\) = -1 …③
 { 2qr = a  …④
 { \(r^{2}\) = b  …⑤
 
①より p = \(\pm\)1
p = 1のとき
②より q = \(\frac{1}{2}\)
③へ代入して 2r+\(\frac{1}{4}\) = -1
   2r = -\(\frac{5}{4}\)   ∴ r = -\(\frac{5}{8}\)
④へ a = -\(\frac{5}{8}\)
⑤へ b = \(\frac{25}{64}\)

p = -1のとき
②より q = -\(\frac{1}{2}\)
③へ代入して -2r+\(\frac{1}{4}\) = -1
   -2r = -\(\frac{5}{4}\)  ∴ r = \(\frac{5}{8}\)
④へ a = -\(\frac{5}{8}\)
⑤へ b = \(\frac{25}{64}\)

∴ (a, b) = (-\(\frac{5}{8}\), \(\frac{25}{64}\))

お便り
日付 2006/8/27
回答者 kino


「ある2次式」を p\(x^{2}\)+qx+r とおくことにします。
\(x^{4}\)+\(x^{3}\)-\(x^{2}\)+ax+b=(p\(x^{2}\)+qx+r\()^{2}\)
と表せるというわけですが,右辺を展開したときに \(x^{4}\) の項が出てきますが,
その係数は \(p^{2}\) で,左辺の \(x^{4}\) の係数は 1 なので,
あらかじめ p=1 として構いません。
したがって,
\(x^{4}\)+\(x^{3}\)-\(x^{2}\)+ax+b=(\(x^{2}\)+qx+r\()^{2}\)=\(x^{4}\)+2q\(x^{3}\)+(2r+\(q^{2}\))\(x^{2}\)+2qrx+\(r^{2}\)
となるので,両辺の係数を比較します。
\(x^{3}\) の係数:1=2q --- (1),
\(x^{2}\) の係数:-1=2r+\(q^{2}\) --- (2),
x の係数: a=2qr --- (3),
定数項:b=\(r^{2}\) --- (4).
まず (1) より q=\(\frac{1}{2}\) であることがわかります。これを (2) に代入して
r を求めると,r=-\(\frac{5}{8}\) となります。
これらを (3),(4) に代入すれば,a=-\(\frac{5}{8}\), b=\(\frac{25}{64}\) となります。