$a+b<0$ かつ $5a-5b<0$ のとき、$\sqrt{a^2+2ab+b^2} + \sqrt{25a^2-50ab+25b^2}$ の値を求める問題です。

代数学不等式絶対値因数分解式の計算
2025/7/22

1. 問題の内容

a+b<0a+b<0 かつ 5a5b<05a-5b<0 のとき、a2+2ab+b2+25a250ab+25b2\sqrt{a^2+2ab+b^2} + \sqrt{25a^2-50ab+25b^2} の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた条件 a+b<0a+b<05a5b<05a-5b<0 を整理します。5a5b<05a-5b<05(ab)<05(a-b)<0 と同値なので、ab<0a-b<0 となります。したがって、a<ba<b です。
次に、与えられた式の平方根の中身をそれぞれ因数分解します。
a2+2ab+b2=(a+b)2a^2+2ab+b^2 = (a+b)^2
25a250ab+25b2=25(a22ab+b2)=25(ab)2=(5(ab))2=(5a5b)225a^2-50ab+25b^2 = 25(a^2-2ab+b^2) = 25(a-b)^2 = (5(a-b))^2 = (5a-5b)^2
したがって、与えられた式は
(a+b)2+(5a5b)2=a+b+5a5b\sqrt{(a+b)^2} + \sqrt{(5a-5b)^2} = |a+b| + |5a-5b|
と書き換えられます。
条件より、a+b<0a+b<0 であるから、a+b=(a+b)|a+b|=-(a+b) です。
また、5a5b<05a-5b<0 であるから、5a5b=(5a5b)|5a-5b|=-(5a-5b) です。
したがって、与えられた式は
(a+b)(5a5b)=ab5a+5b=6a+4b-(a+b) - (5a-5b) = -a-b-5a+5b = -6a+4b
となります。

3. 最終的な答え

6a+4b-6a+4b

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