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곰쌤수학

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고1수학 – 발전 – 12202325 – 43번

Bygommath

3월 26, 2025

다항식 나눗셈과 계수 비교 문제 풀이

다항식 나눗셈과 계수 비교 문제 풀이

📘 문제 이해 및 풀이 전략

주어진 문제는 다항식 A(x)=x4+(a2a1)x2+(a2b)xb3B(x)=x2xa로 나누었을 때의 나머지가 3x+9라는 정보를 이용하여 상수 a,b에 대해 ab의 값을 구하는 문제입니다.

  • 직접 나눗셈 수행: 다항식 A(x)B(x)로 직접 나누어 나머지를 ab에 대한 식으로 구합니다.
  • 나머지 비교: 계산된 나머지를 문제에서 주어진 나머지 3x+9와 같다고 놓습니다.
  • 계수 비교: 두 다항식이 같다는 항등식의 성질을 이용하여 x의 계수와 상수항을 각각 비교하여 ab에 대한 연립 방정식을 세웁니다.
  • ab 값 계산: 세워진 연립 방정식을 풀거나, 곱셈 공식 변형을 이용하여 ab의 값을 직접 계산합니다.

✅ 단계별 풀이 과정

Step 1: 다항식 직접 나눗셈 수행

다항식 x4+0x3+(a2a1)x2+(a2b)xb3x2xa로 나눕니다. (없는 3차항의 계수는 0으로 처리합니다.)

x² + x + a² <-- 몫 ___________________ x²-x-a | x⁴ + 0x³ + (a²-a-1)x² + (-a²-b)x - b³ |-(x⁴ - x³ - ax²) |_________________________ | x³ + (a²-1)x² + (-a²-b)x | -( x³ - x² - ax) | _________________________ | a²x² + (a-a²-b)x - b³ | -(a²x² - a²x - a³) | _____________________ | (a - b)x + (a³ - b³) <-- 나머지

나눗셈 결과, 몫은 x2+x+a2이고 나머지는 (ab)x+(a3b3)입니다.

Step 2: 나머지 비교

Step 1에서 계산된 나머지가 문제에서 주어진 나머지 3x+9와 같아야 합니다.

(ab)x+(a3b3)=3x+9

Step 3: 계수 비교를 통한 연립 방정식 설정

위 등식은 x에 대한 항등식이므로, 양변의 x의 계수와 상수항이 각각 같아야 합니다.

x의 계수 비교:

ab=3(1)

상수항 비교:

a3b3=9(2)

Step 4: ab 값 계산

곱셈 공식 변형 a3b3=(ab)3+3ab(ab)를 이용합니다. 식 (1)과 (2)에서 구한 값을 이 공식에 대입합니다.

9=(3)3+3ab(3)

9=27+9ab

9ab에 대해 정리하면,

9ab=927=18

따라서 ab의 값은,

ab=189=2

🧠 마무리 개념 정리

이 문제는 다항식의 나눗셈항등식의 성질 (계수 비교법), 그리고 곱셈 공식의 변형을 종합적으로 활용하는 문제입니다. 핵심 개념은 다음과 같습니다.

  • 다항식 나눗셈: 다항식을 다른 다항식으로 나누어 몫과 나머지를 구하는 과정입니다. 나누는 식의 차수보다 나머지의 차수는 항상 작아야 합니다. 직접 나눗셈(세로셈) 방법을 정확히 수행하는 것이 중요합니다.
  • 항등식과 계수 비교법: 두 다항식이 모든 x에 대해 동일한 값을 가질 때 (항등식), 양변의 동류항의 계수는 서로 같아야 합니다. 이 성질을 이용하여 미지수를 포함한 방정식을 세울 수 있습니다.
  • 곱셈 공식 변형: a3b3=(ab)3+3ab(ab)와 같은 곱셈 공식 변형은 합/차와 곱의 관계를 이용하여 식의 값을 구하는 데 유용하게 사용됩니다.

문제 해결 과정에서 다항식 나눗셈을 통해 나머지를 미지수 a,b로 표현하고, 이를 주어진 나머지와 비교하여 aba3b3의 값을 알아낸 후, 곱셈 공식을 활용하여 최종 목표인 ab의 값을 구했습니다.

✅ 최종 정답

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