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
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