$x = \frac{\sqrt{7} - \sqrt{3}}{\sqrt{7} + \sqrt{3}}$、$y = \frac{\sqrt{7} + \sqrt{3}}{\sqrt{7} - \sqrt{3}}$のとき、次の値を求めます。 (1) $x+y$ (2) $xy$ (3) $x^2 + y^2$

代数学式の計算有理化平方根式の値
2025/7/30

1. 問題の内容

x=737+3x = \frac{\sqrt{7} - \sqrt{3}}{\sqrt{7} + \sqrt{3}}y=7+373y = \frac{\sqrt{7} + \sqrt{3}}{\sqrt{7} - \sqrt{3}}のとき、次の値を求めます。
(1) x+yx+y
(2) xyxy
(3) x2+y2x^2 + y^2

2. 解き方の手順

まず、xxyyをそれぞれ有理化します。
x=737+3=(73)(73)(7+3)(73)=7221+373=102214=5212x = \frac{\sqrt{7} - \sqrt{3}}{\sqrt{7} + \sqrt{3}} = \frac{(\sqrt{7} - \sqrt{3})(\sqrt{7} - \sqrt{3})}{(\sqrt{7} + \sqrt{3})(\sqrt{7} - \sqrt{3})} = \frac{7 - 2\sqrt{21} + 3}{7 - 3} = \frac{10 - 2\sqrt{21}}{4} = \frac{5 - \sqrt{21}}{2}
y=7+373=(7+3)(7+3)(73)(7+3)=7+221+373=10+2214=5+212y = \frac{\sqrt{7} + \sqrt{3}}{\sqrt{7} - \sqrt{3}} = \frac{(\sqrt{7} + \sqrt{3})(\sqrt{7} + \sqrt{3})}{(\sqrt{7} - \sqrt{3})(\sqrt{7} + \sqrt{3})} = \frac{7 + 2\sqrt{21} + 3}{7 - 3} = \frac{10 + 2\sqrt{21}}{4} = \frac{5 + \sqrt{21}}{2}
(1) x+y=5212+5+212=521+5+212=102=5x+y = \frac{5 - \sqrt{21}}{2} + \frac{5 + \sqrt{21}}{2} = \frac{5 - \sqrt{21} + 5 + \sqrt{21}}{2} = \frac{10}{2} = 5
(2) xy=737+37+373=1xy = \frac{\sqrt{7} - \sqrt{3}}{\sqrt{7} + \sqrt{3}} \cdot \frac{\sqrt{7} + \sqrt{3}}{\sqrt{7} - \sqrt{3}} = 1
または、xy=52125+212=25214=44=1xy = \frac{5 - \sqrt{21}}{2} \cdot \frac{5 + \sqrt{21}}{2} = \frac{25 - 21}{4} = \frac{4}{4} = 1
(3) x2+y2=(x+y)22xy=522(1)=252=23x^2 + y^2 = (x+y)^2 - 2xy = 5^2 - 2(1) = 25 - 2 = 23

3. 最終的な答え

(1) x+y=5x+y = 5
(2) xy=1xy = 1
(3) x2+y2=23x^2 + y^2 = 23

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