微分積分学準備例

$x^{3} - 6 x^{2} + 12 x - 9$

ステップ 1

有理根検定を用いて $x^{3} - 6 x^{2} + 12 x - 9$ を因数分解します。

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ステップ 1.1

多項式関数が整数係数をもつならば、すべての有理数0は $\frac{p}{q}$ の形をもち、 $p$ は定数の因数、 $q$ は首位係数の因数です。

$p = \pm 1, \pm 9, \pm 3$

$q = \pm 1$

ステップ 1.2

$\pm \frac{p}{q}$ のすべての組み合わせを求めます。これらは、多項式関数の可能な根です。

$\pm 1, \pm 9, \pm 3$

ステップ 1.3

$3$ を代入し、式を簡約します。この場合、式は $0$ に等しいので、 $3$ は多項式の根です。

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ステップ 1.3.1

$3$ を多項式に代入します。

$3^{3} - 6 \cdot 3^{2} + 12 \cdot 3 - 9$

ステップ 1.3.2

$3$ を $3$ 乗します。

$27 - 6 \cdot 3^{2} + 12 \cdot 3 - 9$

ステップ 1.3.3

$3$ を $2$ 乗します。

$27 - 6 \cdot 9 + 12 \cdot 3 - 9$

ステップ 1.3.4

$- 6$ に $9$ をかけます。

$27 - 54 + 12 \cdot 3 - 9$

ステップ 1.3.5

$27$ から $54$ を引きます。

$- 27 + 12 \cdot 3 - 9$

ステップ 1.3.6

$12$ に $3$ をかけます。

$- 27 + 36 - 9$

ステップ 1.3.7

$- 27$ と $36$ をたし算します。

$9 - 9$

ステップ 1.3.8

$9$ から $9$ を引きます。

$0$

ステップ 1.4

$3$ は既知の根なので、多項式を $x - 3$ で割り、多項式の商を求めます。この多項式は他の根を求めるために利用できます。

$\frac{x^{3} - 6 x^{2} + 12 x - 9}{x - 3}$

ステップ 1.5

$x^{3} - 6 x^{2} + 12 x - 9$ を $x - 3$ で割ります。

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ステップ 1.5.1

多項式を分割します。すべての指数に項がない場合、 $0$ の値の項を挿入します。

$x$

$3$

$x^{3}$

$6 x^{2}$

$12 x$

$9$

ステップ 1.5.2

被除数 $x^{3}$ の最高次項を除数 $x$ の最高次項で割ります。

					$x^{2}$
	$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$

ステップ 1.5.3

新しい商の項に除数を掛けます。

				$x^{2}$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			+	$x^{3}$	-	$3 x^{2}$

ステップ 1.5.4

式は被除数から引く必要があるので、 $x^{3} - 3 x^{2}$ の符号をすべて変更します。

				$x^{2}$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$

ステップ 1.5.5

記号を変更した後、乗算多項式から最後の被除数を加えて新しい被除数を求めます。

				$x^{2}$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$

ステップ 1.5.6

元の被除数から次の項を現在の被除数に引き下げます。

				$x^{2}$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$

ステップ 1.5.7

被除数 $- 3 x^{2}$ の最高次項を除数 $x$ の最高次項で割ります。

				$x^{2}$	-	$3 x$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$

ステップ 1.5.8

新しい商の項に除数を掛けます。

				$x^{2}$	-	$3 x$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$
					-	$3 x^{2}$	+	$9 x$

ステップ 1.5.9

式は被除数から引く必要があるので、 $- 3 x^{2} + 9 x$ の符号をすべて変更します。

				$x^{2}$	-	$3 x$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$
					+	$3 x^{2}$	-	$9 x$

ステップ 1.5.10

記号を変更した後、乗算多項式から最後の被除数を加えて新しい被除数を求めます。

				$x^{2}$	-	$3 x$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$
					+	$3 x^{2}$	-	$9 x$
							+	$3 x$

ステップ 1.5.11

元の被除数から次の項を現在の被除数に引き下げます。

				$x^{2}$	-	$3 x$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$
					+	$3 x^{2}$	-	$9 x$
							+	$3 x$	-	$9$

ステップ 1.5.12

被除数 $3 x$ の最高次項を除数 $x$ の最高次項で割ります。

				$x^{2}$	-	$3 x$	+	$3$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$
					+	$3 x^{2}$	-	$9 x$
							+	$3 x$	-	$9$

ステップ 1.5.13

新しい商の項に除数を掛けます。

				$x^{2}$	-	$3 x$	+	$3$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$
					+	$3 x^{2}$	-	$9 x$
							+	$3 x$	-	$9$
							+	$3 x$	-	$9$

ステップ 1.5.14

式は被除数から引く必要があるので、 $3 x - 9$ の符号をすべて変更します。

				$x^{2}$	-	$3 x$	+	$3$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$
					+	$3 x^{2}$	-	$9 x$
							+	$3 x$	-	$9$
							-	$3 x$	+	$9$

ステップ 1.5.15

記号を変更した後、乗算多項式から最後の被除数を加えて新しい被除数を求めます。

				$x^{2}$	-	$3 x$	+	$3$
$x$	-	$3$		$x^{3}$	-	$6 x^{2}$	+	$12 x$	-	$9$
			-	$x^{3}$	+	$3 x^{2}$
					-	$3 x^{2}$	+	$12 x$
					+	$3 x^{2}$	-	$9 x$
							+	$3 x$	-	$9$
							-	$3 x$	+	$9$
										$0$

ステップ 1.5.16

Since the remainder is $0$ , the final answer is the quotient.

$x^{2} - 3 x + 3$

ステップ 1.6

$x^{3} - 6 x^{2} + 12 x - 9$ を因数の集合として書き換えます。

$(x - 3) (x^{2} - 3 x + 3)$

ステップ 2

多項式が因数分解できるので、素数ではありません。

素数ではありません

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