$x = \frac{\sqrt{2} + \sqrt{3}}{\sqrt{2} - \sqrt{3}}$、 $y = \frac{\sqrt{2} - \sqrt{3}}{\sqrt{2} + \sqrt{3}}$ のとき、次の式の値を求めます。 (1) $x+y$, $xy$ (2) $x^2 - xy + y^2$

代数学式の計算有理化平方根展開
2025/7/9

1. 問題の内容

x=2+323x = \frac{\sqrt{2} + \sqrt{3}}{\sqrt{2} - \sqrt{3}}y=232+3y = \frac{\sqrt{2} - \sqrt{3}}{\sqrt{2} + \sqrt{3}} のとき、次の式の値を求めます。
(1) x+yx+y, xyxy
(2) x2xy+y2x^2 - xy + y^2

2. 解き方の手順

まず、xxyyの分母を有理化します。
x=2+323=(2+3)(2+3)(23)(2+3)=2+26+323=5+261=526x = \frac{\sqrt{2} + \sqrt{3}}{\sqrt{2} - \sqrt{3}} = \frac{(\sqrt{2} + \sqrt{3})(\sqrt{2} + \sqrt{3})}{(\sqrt{2} - \sqrt{3})(\sqrt{2} + \sqrt{3})} = \frac{2 + 2\sqrt{6} + 3}{2 - 3} = \frac{5 + 2\sqrt{6}}{-1} = -5 - 2\sqrt{6}
y=232+3=(23)(23)(2+3)(23)=226+323=5261=5+26y = \frac{\sqrt{2} - \sqrt{3}}{\sqrt{2} + \sqrt{3}} = \frac{(\sqrt{2} - \sqrt{3})(\sqrt{2} - \sqrt{3})}{(\sqrt{2} + \sqrt{3})(\sqrt{2} - \sqrt{3})} = \frac{2 - 2\sqrt{6} + 3}{2 - 3} = \frac{5 - 2\sqrt{6}}{-1} = -5 + 2\sqrt{6}
(1) x+y=(526)+(5+26)=10x+y = (-5 - 2\sqrt{6}) + (-5 + 2\sqrt{6}) = -10
xy=(526)(5+26)=(5)2(26)2=2546=2524=1xy = (-5 - 2\sqrt{6})(-5 + 2\sqrt{6}) = (-5)^2 - (2\sqrt{6})^2 = 25 - 4 \cdot 6 = 25 - 24 = 1
(2) x2xy+y2=(x+y)23xyx^2 - xy + y^2 = (x+y)^2 - 3xy
x2xy+y2=(10)23(1)=1003=97x^2 - xy + y^2 = (-10)^2 - 3(1) = 100 - 3 = 97

3. 最終的な答え

(1) x+y=10x+y = -10, xy=1xy = 1
(2) x2xy+y2=97x^2 - xy + y^2 = 97

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