2次方程式 $2x^2 - 2x + 3 = 0$ の2つの解を $\alpha, \beta$ とするとき、以下の値を求めます。 (1) $\alpha + \beta$ (2) $\alpha \beta$ (3) $\alpha^2 + \beta^2$ (4) $2\alpha^2\beta + 2\alpha\beta^2$ (5) $4(3-\alpha)(3-\beta)$ (6) $2(\alpha^3 + \beta^3)$ (7) $\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta}$ (8) $9(\frac{1}{\alpha^2} + \frac{1}{\beta^2})$

代数学二次方程式解と係数の関係式の計算
2025/5/4

1. 問題の内容

2次方程式 2x22x+3=02x^2 - 2x + 3 = 0 の2つの解を α,β\alpha, \beta とするとき、以下の値を求めます。
(1) α+β\alpha + \beta
(2) αβ\alpha \beta
(3) α2+β2\alpha^2 + \beta^2
(4) 2α2β+2αβ22\alpha^2\beta + 2\alpha\beta^2
(5) 4(3α)(3β)4(3-\alpha)(3-\beta)
(6) 2(α3+β3)2(\alpha^3 + \beta^3)
(7) 1α+1β\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta}
(8) 9(1α2+1β2)9(\frac{1}{\alpha^2} + \frac{1}{\beta^2})

2. 解き方の手順

まず、解と係数の関係より、
α+β=22=1\alpha + \beta = -\frac{-2}{2} = 1
αβ=32\alpha \beta = \frac{3}{2}
(1) α+β=1\alpha + \beta = 1
(2) αβ=32\alpha \beta = \frac{3}{2}
(3) α2+β2=(α+β)22αβ=122(32)=13=2\alpha^2 + \beta^2 = (\alpha + \beta)^2 - 2\alpha\beta = 1^2 - 2(\frac{3}{2}) = 1 - 3 = -2
(4) 2α2β+2αβ2=2αβ(α+β)=2(32)(1)=32\alpha^2\beta + 2\alpha\beta^2 = 2\alpha\beta(\alpha + \beta) = 2(\frac{3}{2})(1) = 3
(5) 4(3α)(3β)=4(93α3β+αβ)=4(93(α+β)+αβ)=4(93(1)+32)=4(6+32)=4(152)=304(3-\alpha)(3-\beta) = 4(9 - 3\alpha - 3\beta + \alpha\beta) = 4(9 - 3(\alpha+\beta) + \alpha\beta) = 4(9 - 3(1) + \frac{3}{2}) = 4(6 + \frac{3}{2}) = 4(\frac{15}{2}) = 30
(6) α3+β3=(α+β)(α2αβ+β2)=(α+β)((α+β)23αβ)=(1)(123(32))=192=72\alpha^3 + \beta^3 = (\alpha + \beta)(\alpha^2 - \alpha\beta + \beta^2) = (\alpha + \beta)((\alpha + \beta)^2 - 3\alpha\beta) = (1)(1^2 - 3(\frac{3}{2})) = 1 - \frac{9}{2} = -\frac{7}{2}
2(α3+β3)=2(72)=72(\alpha^3 + \beta^3) = 2(-\frac{7}{2}) = -7
(7) 1α+1β=α+βαβ=132=23\frac{1}{\alpha} + \frac{1}{\beta} = \frac{\alpha + \beta}{\alpha\beta} = \frac{1}{\frac{3}{2}} = \frac{2}{3}
(8) 1α2+1β2=α2+β2(αβ)2=2(32)2=294=249=89\frac{1}{\alpha^2} + \frac{1}{\beta^2} = \frac{\alpha^2 + \beta^2}{(\alpha\beta)^2} = \frac{-2}{(\frac{3}{2})^2} = \frac{-2}{\frac{9}{4}} = -2 \cdot \frac{4}{9} = -\frac{8}{9}
9(1α2+1β2)=9(89)=89(\frac{1}{\alpha^2} + \frac{1}{\beta^2}) = 9(-\frac{8}{9}) = -8

3. 最終的な答え

(1) 1
(2) 32\frac{3}{2}
(3) -2
(4) 3
(5) 30
(6) -7
(7) 23\frac{2}{3}
(8) -8

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