実数 $a$ に対して、$A = \sqrt{9a^2 - 6a + 1} + |a+2|$ を簡単にすることを目的とする問題です。絶対値記号とルート記号を外すために、$a$ の値の範囲によって場合分けを行います。

代数学絶対値式の計算場合分けルート
2025/6/29

1. 問題の内容

実数 aa に対して、A=9a26a+1+a+2A = \sqrt{9a^2 - 6a + 1} + |a+2| を簡単にすることを目的とする問題です。絶対値記号とルート記号を外すために、aa の値の範囲によって場合分けを行います。

2. 解き方の手順

まず、9a26a+1\sqrt{9a^2 - 6a + 1} を簡単にします。
9a26a+1=(3a1)29a^2 - 6a + 1 = (3a - 1)^2 であるため、
9a26a+1=(3a1)2=3a1\sqrt{9a^2 - 6a + 1} = \sqrt{(3a - 1)^2} = |3a - 1| となります。
したがって、A=3a1+a+2A = |3a - 1| + |a + 2| となります。
絶対値を外すために、3a13a - 1a+2a + 2 の符号が変化する aa の値を求めます。
3a1=03a - 1 = 0 より a=13a = \frac{1}{3}
a+2=0a + 2 = 0 より a=2a = -2
したがって、aa の値の範囲を以下の3つの場合に分けて考えます。
(i) a>13a > \frac{1}{3} のとき、3a1>03a - 1 > 0 かつ a+2>0a + 2 > 0 であるため、
A=(3a1)+(a+2)=4a+1A = (3a - 1) + (a + 2) = 4a + 1
(ii) 2a13-2 \le a \le \frac{1}{3} のとき、3a103a - 1 \le 0 かつ a+20a + 2 \ge 0 であるため、
A=(3a1)+(a+2)=3a+1+a+2=2a+3A = -(3a - 1) + (a + 2) = -3a + 1 + a + 2 = -2a + 3
(iii) a<2a < -2 のとき、3a1<03a - 1 < 0 かつ a+2<0a + 2 < 0 であるため、
A=(3a1)(a+2)=3a+1a2=4a1A = -(3a - 1) - (a + 2) = -3a + 1 - a - 2 = -4a - 1
したがって、
- ア = 3
- イ = 1
- ウ = 1
- エ = 3
- カキ = -2
となります。
それぞれの範囲における AA の値は、選択肢から以下のようになります。
- a>13a > \frac{1}{3} のとき、A=4a+1A = 4a + 1 なので、オ = 3
- 2a13-2 \le a \le \frac{1}{3} のとき、A=2a+3A = -2a + 3 なので、ク = 6
- a<2a < -2 のとき、A=4a1A = -4a - 1 なので、ケ = 2

3. 最終的な答え

ア = 3
イ = 1
ウ = 1
エ = 3
カキ = -2
オ = 3
ク = 6
ケ = 2

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