2次方程式 $5x^2 - 7x + k = 0$ の2つの解が $\sin \theta$、$\cos \theta$ であるとき、定数 $k$ の値を求め、また2つの解を求める問題です。

代数学二次方程式解と係数の関係三角関数
2025/6/26

1. 問題の内容

2次方程式 5x27x+k=05x^2 - 7x + k = 0 の2つの解が sinθ\sin \thetacosθ\cos \theta であるとき、定数 kk の値を求め、また2つの解を求める問題です。

2. 解き方の手順

2次方程式の解と係数の関係を利用します。2つの解を α\alphaβ\beta とすると、
α+β=75=75\alpha + \beta = -\frac{-7}{5} = \frac{7}{5}
αβ=k5\alpha \beta = \frac{k}{5}
今回の問題では、α=sinθ\alpha = \sin \thetaβ=cosθ\beta = \cos \theta なので、
sinθ+cosθ=75\sin \theta + \cos \theta = \frac{7}{5}
sinθcosθ=k5\sin \theta \cos \theta = \frac{k}{5}
(sinθ+cosθ)2=(75)2(\sin \theta + \cos \theta)^2 = (\frac{7}{5})^2 を計算します。
(sinθ)2+2sinθcosθ+(cosθ)2=4925(\sin \theta)^2 + 2\sin \theta \cos \theta + (\cos \theta)^2 = \frac{49}{25}
(sinθ)2+(cosθ)2=1(\sin \theta)^2 + (\cos \theta)^2 = 1 なので、
1+2sinθcosθ=49251 + 2\sin \theta \cos \theta = \frac{49}{25}
2sinθcosθ=49251=24252\sin \theta \cos \theta = \frac{49}{25} - 1 = \frac{24}{25}
sinθcosθ=1225\sin \theta \cos \theta = \frac{12}{25}
sinθcosθ=k5\sin \theta \cos \theta = \frac{k}{5} なので、
k5=1225\frac{k}{5} = \frac{12}{25}
k=1225×5=125k = \frac{12}{25} \times 5 = \frac{12}{5}
k=125k = \frac{12}{5}5x27x+k=05x^2 - 7x + k = 0 に代入します。
5x27x+125=05x^2 - 7x + \frac{12}{5} = 0
両辺を5倍します。
25x235x+12=025x^2 - 35x + 12 = 0
(5x3)(5x4)=0(5x - 3)(5x - 4) = 0
x=35,45x = \frac{3}{5}, \frac{4}{5}

3. 最終的な答え

k=125k = \frac{12}{5}
2つの解は 35,45\frac{3}{5}, \frac{4}{5}

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