大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和7年度(2025年度)追・試験
問40 (数学Ⅱ・数学B(第1問) 問3)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和7年度(2025年度)追・試験 問40(数学Ⅱ・数学B(第1問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

nを3以上の自然数とする。

(1)xnをx−2や2x−1で割ったときの余りについて考えよう。

(ⅰ)xnをx−2で割ったときの商をQ(x),余りをkとおく。xnをQ(x)とkを用いて表すと

xn=( ア )・・・・・①

となる。①の両辺のxに2を代入すると、k=( イ )であることがわかる。

(ⅱ)(ⅰ)と同様に考えると、xnを2x−1で割ったときの余りは、( ウ )であることがわかる。

( ウ )にあてはまるものを一つ選べ。
  • 0
  • 1
  • 2
  • −1
  • −2
  • 2n
  • (−1)n
  • −2n
  • 1/2n
  • −1/2n

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この過去問の解説 (3件)

01

(ア)(イ)と同様に解きますが、以下の事実を確認しましょう。

 

一般に、P(x)を1次式x-aで割った余りR1は、R1=P(a)で求められます。

また、P(x)を1次式ax+bで割った余りR2は、R2=P(-a/b)で求められます。【剰余の定理】

 

どちらも、カッコの中を0にするという考え方が活きます。

 

xnを2x−1で割ったときの商をQ'(x)、余りをR'とすると、次のように表せます。

 

xn=(2x-1)Q'(x)+R' … ②

ここで、先ほどと同様に割る式2x-1が0となるようなxを考えると

2x-1=0より

2x=1

x=1/2 となります。

 

この x=1/2 を②の両辺に代入すると

 

(1/2)n=0・Q'(x)+R'

(1/2)n=R'

R'=1/2n

 

が得られます。

まとめ

本問では、剰余の定理を知っていれば誘導が無くても一瞬ですが、本番で忘れてしまった受験生も、(ア)(イ)を解き進める中で、思い出すことが出来たのではないでしょうか。

 

公式は、丸暗記よりもなぜその式が生まれるのか考えながら覚えることが大切です。

今回でいえば、割る式のカッコの中が0になる値を代入すると、Q(x)が消えるので余りが求められることでした。

 

こうして覚えると、忘れてしまっても誘導から思い出すきっかけを得ることが出来ますね。

参考になった数0

02

空欄(ア)

本文中の「xnをx−2で割ったときの商をQ(x),余りをkとおく。」は
xn ÷ (x-2) = Q(x) ... 余り k
と書けます。よって、乗算の形で書き表すと、
xn=(x-2)Q(x)+k


空欄(イ)

xn=(x-2)Q(x)+k

の両辺のxに2を代入すると、
2n=0・Q(2)+k

k=2n

 

同様の手順で求めます。
xnを2x−1で割ったときの商をQ'(x),余りをk'とおくと、
xn ÷ (2x−1) = Q'(x) ... 余り k'
xn=(2x-1)Q'(x)+k'
今、余りk'を求めたいので、Q'(x)を含んだ項を消したいです。つまり、
(2x-1)Q'(x)=0
これが常に成り立つためには、
2x-1=0
x=1/2
よって、x=1/2のとき、Q'(x)を含んだ項がなくなります。

実際にx=1/2を代入すると、余りk'は、
(1/2)n=0・Q'(1/2)+k'

k'=1/2n

まとめ

余りk'を求めるために、未知の商Q'(x)を無くしたい、という意図に気が付きましょう。

参考になった数0

03

解答:1/2n

 

解説:

xnを(2x-1)で割った商をR(x)、余りをlとすると以下の関係式が得られます。

xn=(2x-1)R(x)+l

上式に、x=1/2を代入すると以下のようになります。

(1/2)n=(2×(1/2)-1)R(x)+l

⇔(1/2)n=l

⇔l=1/2n

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