共通テスト(数学) 過去問
令和6年度(2024年度)本試験
問66 (数学Ⅱ・数学B(第1問) 問15)

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問題

共通テスト(数学)試験 令和6年度(2024年度)本試験 問66(数学Ⅱ・数学B(第1問) 問15) (訂正依頼・報告はこちら)

〔2〕S(x)をxの2次式とする。xの整式P(x)をS(x)で割ったときの商をT(x)、余りをU(x)とする。ただし、S(x)とP(x)の係数は実数であるとする。

(2)方程式S(x)=0は異なる二つの解α、βをもつとする。このとき
 P(x)をS(x)で割った余りが定数になることと同値な条件を考える。

(ⅰ)余りが定数になるときを考えてみよう。
仮定から、定数kを用いてU(x)=kとおける。このとき、( チ )。
したがって、余りが定数になるとき、( ツ )が成り立つ。

(ⅱ)逆に( ツ )が成り立つとき、余りが定数になるかを調べよう。
S(x)が2次式であるから、m、nを定数としてU(x)=mx+nとおける。P(x)をS(x)、T(x)、m、nを用いて表すと、P(x)=( テ )となる。この等式のxにα、βをそれぞれ代入すると( ト )となるので、( ツ )とα≠βより( ナ )となる。以上から余りが定数になることがわかる。

( ナ )にあてはまるものを1つ選べ。
  • m≠0
  • m≠0かつn=0
  • m≠0かつn≠0
  • m=0
  • m=n=0
  • m=0かつn≠0
  • n=0
  • n≠0

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この過去問の解説 (2件)

01

前問(ト)より「P(α) = mα + n かつ P(β) = mβ + n」であり、 
設問(チ)より P(α) = P(β) であるので、
mα + n = mβ + n ⇔ mα = mβ
ここで、問題文から α≠β なので m = 0 となります。
n はそのまま定数の余りとして残ります。


「m = 0」の選択肢が設問(ナ)の解答となります。

 

前問(ト)

P(x) = S(x)T(x) + mx + n にαとβを代入します。
問題文より S(α) = S(β) = 0 である事に注意すると、
P(α) = 0 + mα + n = mα + n
P(β) = 0 + mβ + n = mβ + n

 

設問(チ)

順番として正しい論理は、次のようになります。

1: 問題文の条件より、P(x) = S(x)T(x) +k

2: α と βが S(x) = 0 の解なので、S(α) = S(β) =0

3: よって、P(α) = S(α)T(α) +k = 0 + k = k であり、

かつ P(β) = S(β)T(β) +k = 0 + k = k

選択肢4. m=0

mα = mβ が得られた時点で、m(α - β) = 0 とさらに変形すると、
α≠β の条件のもとで m = 0 となる事がより明確になります。

この選択肢が、正しい選択肢です。

選択肢5. m=n=0

m = 0 までは正しいですが、定数の余りである n まで 0 になるとは限りません。 

m = n = 0 である場合はP(x) が S(x) で割り切れる場合であり、余りが 0 である場合に限ります。
この選択肢は正しくないので、うっかり選ばないように注意しましょう。 

選択肢6. m=0かつn≠0

m = 0 までは正しいですが、「n≠0」の結果までは得られていません。

問題文は n= 0 の場合(割り切れる場合)を否定していないので、

この選択肢は正しいとは言えません。

選択肢7. n=0

計算の結果から 0 になるのは mであり、n ではありません。

問題文は n= 0 の場合(割り切れる場合)を否定していませんが、

常に割り切れるわけではないので、この選択肢は正しくありません。

まとめ

既に得られている結果を整理して m = 0 を導出しましょう。
この設問も前問と同じく、各選択肢の内容がやや煩雑です。
計算で得られた結果をもとにした選択肢を慎重に選び、
不注意で正しくない選択肢を選ぶ事がないようにしましょう。
 

参考になった数0

02

題意より、方程式S(x)=0は異なる二つの解α、βをもつことから

S(α)=S(β)=0

が成り立ちます。

同様に題意より、P(x)をS(x)で割ったときの商をT(x)、余りをU(x)とすること、U(x)=kとおくことから

P(x)=S(x)T(x)+k

が成り立ちます。

これら2式を用いて定数を算出すると

P(α)=P(β)=k

が成り立ちます。

この関係性が記載されていたら正解です。

 

3つ目の式よりP(α)=P(β)

 

題意より、U(x)=mx+nとおいているため

P(x)=S(x)T(x)+U(x)

 

 

S(α)=S(β)=0が成り立つことから

P(α)=mα+n

P(β)=mβ+n

が成り立ちます。

 

定数は等しいのでP(α)=P(β)より

mα+n=mβ+n

↔m(α-β)=0

ここでα≠βなので、m=0になります。

選択肢4. m=0

正解です。

まとめ

シンプルに誘導に従っていくことが大切です。

参考になった数0