Red cat の数学よもやま話・新装開店

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動画の別解


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x = \sqrt[3]{3} とおくと元の式は \dfrac{1}{x^2 + x + 2} と書けるが, ここで分母である x^2 + x + 2 に適切な 2 次式を掛け、なおかつ x^3 = 3 であることを用いて xx^2 の項を消せないか考えてみる.
\begin{align}
(x^2 + ax + b)(x^2 + x + 2)
 &= x^4 + (a + 1)x^3 + (a + b + 2)x^2 + (2a + b)x + 2b \\
 &= (a + b + 2)x^2 + (2a + b + 3)x + 3(a + 1) + 2b
\end{align}
なので, 連立方程式
\left\{\begin{array}{l}
a + b + 2 = 0 \\
2a + b + 3 = 0
\end{array}\right.
を解いて a = - 1, b = - 1 となる. したがって与式は
\dfrac{x^2 - x - 1}{-2} = \dfrac{1 + x - x^2}{2} = \dfrac{1 + \sqrt[3]{3} - \sqrt[3]{9}}{2}.