3つの解の対称式の値(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 3つの解の対称式の値(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
3 次方程式 $x^3+3x^2-x+2=0$ の 3 つの解を $\alpha,\ \beta,\ \gamma$ とするとき,次の式の値を求めよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\alpha^2+\beta^2+\gamma^2$
\item[(2)] $\alpha^3+\beta^3+\gamma^3$
\item[(3)] $(1-\alpha)(1-\beta)(1-\gamma)$
\item[(4)] $\alpha^2\beta^2+\beta^2\gamma^2+\gamma^2\alpha^2$
\end{enumerate}
解と係数の関係より
\[ \alpha+\beta+\gamma=-3,\qquad \alpha\beta+\beta\gamma+\gamma\alpha=-1,\qquad \alpha\beta\gamma=-2 \]
(1) $\alpha^2+\beta^2+\gamma^2=(\alpha+\beta+\gamma)^2-2(\alpha\beta+\beta\gamma+\gamma\alpha)=(-3)^2-2\cdot(-1)=11$
(2) $\alpha^3+\beta^3+\gamma^3=(\alpha+\beta+\gamma)\{(\alpha^2+\beta^2+\gamma^2)-(\alpha\beta+\beta\gamma+\gamma\alpha)\}+3\alpha\beta\gamma$
\[ =(-3)(11+1)+3\cdot(-2)=-42 \]
(3) $x^3+3x^2-x+2=(x-\alpha)(x-\beta)(x-\gamma)$ が恒等式として成り立つ.$x=1$ を代入して
\[ (1-\alpha)(1-\beta)(1-\gamma)=1+3-1+2=5 \]
(4) $(\alpha\beta+\beta\gamma+\gamma\alpha)^2=\alpha^2\beta^2+\beta^2\gamma^2+\gamma^2\alpha^2+2\alpha\beta\gamma(\alpha+\beta+\gamma)$ であるから
\[ \alpha^2\beta^2+\beta^2\gamma^2+\gamma^2\alpha^2=(-1)^2-2\cdot(-2)\cdot(-3)=1-12=-11 \]
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