【定義・定理・公式】高校数学基本事項 – 数学Ⅰ – 【補足】対称式・交代式

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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:$a+b+c$,$ab+bc+ca$,$abc$

 

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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)

$a^2+b^2=(a+b)^2-2ab$

$a^3+b^3=(a+b)^3-3ab(a+b)$

$a^2+b^2+c^2=(a+b+c)^2-2(ab+bc+ca)$

 

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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)

$a(b+c)^2+b(c+a)^2+c(a+b)^2-4abc=(a+b)(b+c)(c+a)$

 

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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

 

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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)

$a(b^2-c^2)+b(c^2-a^2)+c(a^2-b^2)=(a-b)(b-c)(c-a)$

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