$x = \frac{2}{\sqrt{3} + \sqrt{2}}$、 $y = \frac{2}{\sqrt{3} - \sqrt{2}}$ のとき、$x^2 + y^2$ の値を求めよ。

代数学式の計算有理化平方根展開
2025/7/19

1. 問題の内容

x=23+2x = \frac{2}{\sqrt{3} + \sqrt{2}}y=232y = \frac{2}{\sqrt{3} - \sqrt{2}} のとき、x2+y2x^2 + y^2 の値を求めよ。

2. 解き方の手順

まず、xxyyの分母を有理化します。
x=23+2=2(32)(3+2)(32)=2(32)32=2(32)x = \frac{2}{\sqrt{3} + \sqrt{2}} = \frac{2(\sqrt{3} - \sqrt{2})}{(\sqrt{3} + \sqrt{2})(\sqrt{3} - \sqrt{2})} = \frac{2(\sqrt{3} - \sqrt{2})}{3 - 2} = 2(\sqrt{3} - \sqrt{2})
y=232=2(3+2)(32)(3+2)=2(3+2)32=2(3+2)y = \frac{2}{\sqrt{3} - \sqrt{2}} = \frac{2(\sqrt{3} + \sqrt{2})}{(\sqrt{3} - \sqrt{2})(\sqrt{3} + \sqrt{2})} = \frac{2(\sqrt{3} + \sqrt{2})}{3 - 2} = 2(\sqrt{3} + \sqrt{2})
次に、x2x^2y2y^2を計算します。
x2=[2(32)]2=4(32)2=4(326+2)=4(526)=2086x^2 = [2(\sqrt{3} - \sqrt{2})]^2 = 4(\sqrt{3} - \sqrt{2})^2 = 4(3 - 2\sqrt{6} + 2) = 4(5 - 2\sqrt{6}) = 20 - 8\sqrt{6}
y2=[2(3+2)]2=4(3+2)2=4(3+26+2)=4(5+26)=20+86y^2 = [2(\sqrt{3} + \sqrt{2})]^2 = 4(\sqrt{3} + \sqrt{2})^2 = 4(3 + 2\sqrt{6} + 2) = 4(5 + 2\sqrt{6}) = 20 + 8\sqrt{6}
最後に、x2+y2x^2 + y^2を計算します。
x2+y2=(2086)+(20+86)=40x^2 + y^2 = (20 - 8\sqrt{6}) + (20 + 8\sqrt{6}) = 40

3. 最終的な答え

40

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