対称式
【定義】
$a$ と $b$ の対称式:$a$,$b$ に関する式で,文字 $a$ と $b$ を入れ替えても,元の式と同じ式になるもの
$a$,$b$,$c$ の対称式:$a$,$b$,$c$ に関する式で,どの2つの文字を入れ替えても,元の式と同じ式になるもの
$a$,$b$ の対称式の基本対称式:$a+b$,$ab$
$a$,$b$,$c$ の対称式の基本対称式:$a+b+c$,$ab+bc+ca$,$abc$
対称式と基本対称式
【定理】
全ての対象式は基本対象式で表すことができる。
例)
$a^2+b^2=(a+b)^2-2ab$
$a^3+b^3=(a+b)^3-3ab(a+b)$
$a^2+b^2+c^2=(a+b+c)^2-2(ab+bc+ca)$
対称式と因数
【定理】
$a$,$b$,$c$ の対称式が $a+b$,$b+c$,$c+a$ のうち1つを因数にもてば,他の2つも因数にもつ。
※$a$,$b$,$c$ の対称式がこの3つを必ず因数にもつわけではない。
例)
$a(b+c)^2+b(c+a)^2+c(a+b)^2-4abc=(a+b)(b+c)(c+a)$
交代式
【定義】
$a$ と $b$ の交代式:$a$,$b$ に関する式で,文字 $a$ と $b$ を入れ替えると,元の式と符号だけが変わる(元の式の $(-1)$ 倍になる)もの
$a$,$b$,$c$ の交代式:$a$,$b$,$c$ に関する式で,どの2つの文字を入れ替えても,元の式と符号だけが変わるもの
交代式と因数
【定理】
$a$,$b$ の交代式は,必ず $a-b$ を因数にもつ。
例)
$a^2-b^2=(a+b)(a-b)$
$a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2)$
$a$,$b$,$c$ の交代式は,必ず $(a-b)(b-c)(c-a)$ を因数にもつ。
例)
$a(b^2-c^2)+b(c^2-a^2)+c(a^2-b^2)=(a-b)(b-c)(c-a)$