Document

京大文系数学 2015 解答例
% (30 点)
a ,b ,c ,d ,e を正の有理数として整式
f(x) = ax2 + bx + c
pp '
g=0
dn + e
である.ところが,p ,p' ,d ,e ,n は正の数より
pp '
>0
dn + e
g(x) = dx + e
を考える.すべての正の整数 n に対して
が成り立つので,
f( n )
は整数であるとする.このとき,
g( n )
f(x) は g(x) で割り切れることを示せ.
となるから,
g=0
である.
以上から,f(x) は g(x) で割り切れることが示された.
《解答》
2 次式 f(x) を 1 次式 g(x) で割った商を ax + b , 余りを g とすると,
a ,b ,g は有理数であり,
f(x) = g(x) (ax + b) + g
と表すことができる.
以下,g = 0 を示す.x > 0 において g(x) > 0 であるから,
g
f(x)
= ax + b +
g(x)
g(x)
である.
a ,b は有理数より,
a=
q
q'
,b =
(p ,p' は正の整数,q ,q' は整数)
p
p'
とおくと
f(x) q
q'
g
= x+
+
g(x)
p
p ' dx + e
となる.
f( n ) q
q'
g
= n+
+
g( n )
p
p ' dn + e
が整数であることから,これを pp' 倍した
p ' qn + pq ' +
pp '
g
dn + e
も整数である.p ,p' ,q ,q' ,n が整数なので,p'qn + pq' も整数である
から,
pp '
g
dn + e
も整数である.
| dn + e | > | pp'g |
を満たすような十分大きな n に対し常に
pp '
g <1
dn + e