雑学1473612 views
中学数学623755 views
高校物理160203 views
いろは3010814 views
中学社会668760 views
中学理科1630641 views
小学社会310485 views
小学算数1200427 views
英語613639 views
数学講師2886227 views
Help
Tools
NewsSpreadsheetCalendarBookkeepingMarkdown TablesLanguage Model NewsSlidesTier ListPen ToolIllustrationCrayonWatercolorPixel ArtASCII ArtPerspectiveEndless StairsGraphMind MapER DiagramFamily TreeMemeCurved TextImage EditorMosaicRetro FilterPencil SketchSwirl EffectLine ArtOCR/HighlighterMakeup EditorFaviconVideo TrimmerScrolling VideoVideo TitleColor PickerColor ExtractorBonfireFireworksCherry BlossomWater RippleWater SplashBreaking GlassGlass TextureFabric TextureWood GrainMarble TextureBrick Wall TextureMetal TextureWashi Paper TextureCardboard TextureCSS ButtonIcon MakerBar ChartGrouped Bar ChartStacked Bar ChartPie ChartLine ChartArea ChartStacked Area ChartScatter Plot3D Bar Chart3D Pie ChartBar Chart RaceBubble ChartPopulation PyramidPictogramEarningsCandlestick ChartInvestment RiskMortgage SimulatorCalculatorMatrix CalculatorFunction GraphPolynomial ExpansionVenn DiagramField VisualizerRubik's Cube Group TheoryTraveling SalesmanVoronoi and DelaunayFractalColumn ArithmeticDraw Math FiguresArithmetic AnimationArithmetic Word ProblemsCounting with Tree DiagramsCube NetsRolling DiceCross SectionsMotion PathMechanicsWavesElectromagnetic WavesCapacitorsLight and LensesThermodynamicsHow Semiconductors WorkMolecular StructuresAtomic OrbitalsElectrochemical CellsChemical EquilibriumCrystal LatticesBuffer pHOrganic Reaction MapPeriodic TableComplex IonsDNA Double HelixCell DivisionMembrane ChannelsNerve ImpulseMuscle ContractionHormones and HomeostasisRock ClassificationWeatherConstellationsSolar and Lunar Eclipses3D ModelingFloor PlanSeismic StructuresIntersection TurnMaglevCooking AnimationOrigamiLive Viewer CountGeoJSON MapRailway MapPopulation MapCrime MapLand Price MapSchool MapShrine and Castle MapHouse of Representatives MapWord MapSolitaireReversiHakoiri MusumeChessHamburgerRippleSlide Puzzle MakerNeon PinballNovel MakerJapanese Typing PracticePiano Score EditorMusic TheoryShogi StrategyPiano Rhythm Game

English

2乗の式で割った余りは接線そのもの?剰余の定理と微分のつながり

で割った余りは です。

一方、 における接線も 。同じ式になりました。

偶然ではありません。整式を で割った余りは、いつでもその点の接線の式です[1]

余りを文字でおく

は 2 次式なので、余りは 1 次以下です。 とおきます。

まず を代入します。 なので第 1 項が消えます。

次に両辺を微分します。積の部分は、 の微分が になることを使います。

ここに を入れると、前の 2 項が消えて だけが残ります。

が接線の傾き、 が切片です。まとめると余りはこう書けます。

これは接線の方程式そのものです。

余りを とおく

を代入して の式を作る

微分してから代入し、 を出す

例:割り算をせずに余りを出す

で割った余りを求めます。実際に割るのは大変です。

から 。余りは です。

で割るなら で、余りは

次数がいくら上がっても手間が変わりません。代入を 2 回するだけです。

割られる式割る式余り

で割った余りは です。 から出ます。

赤い直線は曲線に触れて離れます。割り算の余りが、幾何の言葉では接線になっていました。

割り切れる条件

余りが になるのは、 かつ のときです。

接線の式が になるということは、その点で曲線が 軸に触れているということ。 が重解になります。

で割り切れる

が解だという条件

で割り切れる

の両方。 が重解だという条件

剰余の定理は 1 次で割った余りが になる、というものでした。 乗で割ると、そこに が加わります。

例:割り切れる条件から係数を出す

で割り切れる を求めます。

から

です。 と因数分解でき、確かに割り切れます。

で割り切れる場合も見ます。 です。

になります。

余りの直線が横軸と重なる瞬間、曲線も横軸に触れています。2 つの条件が同時に満たされたところです。

例:中身の商まで出す

で割ります。 から

余りは です。

商を出すには、もとの式から余りを引いて で割ります。

これを で割ると 。まとめると次の形になります。

例:余りが与えられて係数を決める

で割った余りが になる を求めます。

余りは の形です。傾きを比べて

なので から です。

を余りに入れると なので から

を確かめます。。余りは で合っています。

余りを比べるときは、 での値と傾きに分けて読む

を直接比べてもよいが、 に直すほうが式が短い。

で割った余りはどれですか。

__RESULT__

から です。余りは になります。 を入れると になり、 と一致します。

割り切れる条件も確かめます。

で割り切れるときの はいくつですか。

__RESULT__

が条件です。後者から 、前者から になります。

割り算の余りと接線が同じものだった。剰余の定理に微分を 1 つ足すと、 乗で割る場合まで届きます。

出典

3.3 Differentiation Rules. Calculus Volume 1, OpenStax.
Derivative. Encyclopedia of Mathematics.
Nombre dérivé – Fonction dérivée. Maths-Cours.fr.
$x^4$ を $(x-1)^2$ で割った余りは $4x - 3$ で、これは $x = 1$ における接線の式と同じです。余りを $px + q$ とおいて代入すると $f(a) = pa + q$、両辺を微分してから代入すると $p = f'(a)$ が出るためです。だから余りは $f'(a)(x-a) + f(a)$。$x^{10}$ でも代入 2 回で $10x - 9$ と分かります。余りが $0$ になる条件は $f(a) = 0$ かつ $f'(a) = 0$ で、重解の条件そのもの。余りから係数を逆算する例も入れました。