2次方程式 $x^2 + 3x + 5 = 0$ の2つの解を $\alpha$, $\beta$ とするとき、次の式の値を求める。 (1) $\alpha + \beta$ (2) $\alpha \beta$ (3) $\alpha^2 + \beta^2$ (4) $\alpha^3 + \beta^3$ (5) $\alpha \beta^2 + \alpha^2 \beta$ (6) $\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta}$ (7) $(\alpha - \beta)^2$

代数学二次方程式解と係数の関係解の計算
2025/7/4

1. 問題の内容

2次方程式 x2+3x+5=0x^2 + 3x + 5 = 0 の2つの解を α\alpha, β\beta とするとき、次の式の値を求める。
(1) α+β\alpha + \beta
(2) αβ\alpha \beta
(3) α2+β2\alpha^2 + \beta^2
(4) α3+β3\alpha^3 + \beta^3
(5) αβ2+α2β\alpha \beta^2 + \alpha^2 \beta
(6) 1α+1β\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta}
(7) (αβ)2(\alpha - \beta)^2

2. 解き方の手順

解と係数の関係より、
α+β=31=3\alpha + \beta = -\frac{3}{1} = -3
αβ=51=5\alpha \beta = \frac{5}{1} = 5
(1) α+β=3\alpha + \beta = -3
(2) αβ=5\alpha \beta = 5
(3) α2+β2=(α+β)22αβ=(3)22(5)=910=1\alpha^2 + \beta^2 = (\alpha + \beta)^2 - 2\alpha \beta = (-3)^2 - 2(5) = 9 - 10 = -1
(4) α3+β3=(α+β)(α2αβ+β2)=(α+β)((α+β)23αβ)=(3)((3)23(5))=(3)(915)=(3)(6)=18\alpha^3 + \beta^3 = (\alpha + \beta)(\alpha^2 - \alpha \beta + \beta^2) = (\alpha + \beta)((\alpha + \beta)^2 - 3\alpha \beta) = (-3)((-3)^2 - 3(5)) = (-3)(9 - 15) = (-3)(-6) = 18
(5) αβ2+α2β=αβ(β+α)=αβ(α+β)=5(3)=15\alpha \beta^2 + \alpha^2 \beta = \alpha \beta (\beta + \alpha) = \alpha \beta (\alpha + \beta) = 5(-3) = -15
(6) 1α+1β=β+ααβ=α+βαβ=35=35\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta} = \frac{\beta + \alpha}{\alpha \beta} = \frac{\alpha + \beta}{\alpha \beta} = \frac{-3}{5} = -\frac{3}{5}
(7) (αβ)2=(α+β)24αβ=(3)24(5)=920=11(\alpha - \beta)^2 = (\alpha + \beta)^2 - 4\alpha \beta = (-3)^2 - 4(5) = 9 - 20 = -11

3. 最終的な答え

(1) α+β=3\alpha + \beta = -3
(2) αβ=5\alpha \beta = 5
(3) α2+β2=1\alpha^2 + \beta^2 = -1
(4) α3+β3=18\alpha^3 + \beta^3 = 18
(5) αβ2+α2β=15\alpha \beta^2 + \alpha^2 \beta = -15
(6) 1α+1β=35\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta} = -\frac{3}{5}
(7) (αβ)2=11(\alpha - \beta)^2 = -11

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