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

代数学二次方程式解と係数の関係式の計算
2025/8/5

1. 問題の内容

2次方程式 2x2+3x4=02x^2 + 3x - 4 = 0 の2つの解を α\alpha, β\beta とするとき、以下の式の値を求めよ。
(1) (α2)(β2)(\alpha - 2)(\beta - 2)
(2) α2β+αβ2\alpha^2\beta + \alpha\beta^2
(3) 1α+1β\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta}
(4) α2+β2\alpha^2 + \beta^2
(5) βα+αβ\frac{\beta}{\alpha} + \frac{\alpha}{\beta}
(6) α3+β3\alpha^3 + \beta^3

2. 解き方の手順

まず、解と係数の関係より、
α+β=32\alpha + \beta = -\frac{3}{2}
αβ=42=2\alpha\beta = \frac{-4}{2} = -2
が成り立つ。
(1) (α2)(β2)=αβ2(α+β)+4=22(32)+4=2+3+4=5(\alpha - 2)(\beta - 2) = \alpha\beta - 2(\alpha + \beta) + 4 = -2 - 2(-\frac{3}{2}) + 4 = -2 + 3 + 4 = 5
(2) α2β+αβ2=αβ(α+β)=(2)(32)=3\alpha^2\beta + \alpha\beta^2 = \alpha\beta(\alpha + \beta) = (-2)(-\frac{3}{2}) = 3
(3) 1α+1β=α+βαβ=322=34\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta} = \frac{\alpha + \beta}{\alpha\beta} = \frac{-\frac{3}{2}}{-2} = \frac{3}{4}
(4) α2+β2=(α+β)22αβ=(32)22(2)=94+4=9+164=254\alpha^2 + \beta^2 = (\alpha + \beta)^2 - 2\alpha\beta = (-\frac{3}{2})^2 - 2(-2) = \frac{9}{4} + 4 = \frac{9 + 16}{4} = \frac{25}{4}
(5) βα+αβ=α2+β2αβ=2542=258\frac{\beta}{\alpha} + \frac{\alpha}{\beta} = \frac{\alpha^2 + \beta^2}{\alpha\beta} = \frac{\frac{25}{4}}{-2} = -\frac{25}{8}
(6) α3+β3=(α+β)(α2αβ+β2)=(α+β)((α+β)23αβ)=(32)((32)23(2))=(32)(94+6)=(32)(9+244)=(32)(334)=998\alpha^3 + \beta^3 = (\alpha + \beta)(\alpha^2 - \alpha\beta + \beta^2) = (\alpha + \beta)((\alpha + \beta)^2 - 3\alpha\beta) = (-\frac{3}{2})((-\frac{3}{2})^2 - 3(-2)) = (-\frac{3}{2})(\frac{9}{4} + 6) = (-\frac{3}{2})(\frac{9 + 24}{4}) = (-\frac{3}{2})(\frac{33}{4}) = -\frac{99}{8}

3. 最終的な答え

(1) 5
(2) 3
(3) 34\frac{3}{4}
(4) 254\frac{25}{4}
(5) 258-\frac{25}{8}
(6) 998-\frac{99}{8}

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