$x = \frac{1}{\sqrt{2}+1}$、 $y = \frac{1}{\sqrt{2}-1}$のとき、以下の式の値を求めよ。 (1) $x+y$, $xy$ (2) $x^2+y^2$ (3) $x^2y+xy^2$

代数学式の計算有理化平方根式の値
2025/5/6

1. 問題の内容

x=12+1x = \frac{1}{\sqrt{2}+1}y=121y = \frac{1}{\sqrt{2}-1}のとき、以下の式の値を求めよ。
(1) x+yx+y, xyxy
(2) x2+y2x^2+y^2
(3) x2y+xy2x^2y+xy^2

2. 解き方の手順

まず、xxyyをそれぞれ有理化します。
x=12+1=21(2+1)(21)=2121=21x = \frac{1}{\sqrt{2}+1} = \frac{\sqrt{2}-1}{(\sqrt{2}+1)(\sqrt{2}-1)} = \frac{\sqrt{2}-1}{2-1} = \sqrt{2}-1
y=121=2+1(21)(2+1)=2+121=2+1y = \frac{1}{\sqrt{2}-1} = \frac{\sqrt{2}+1}{(\sqrt{2}-1)(\sqrt{2}+1)} = \frac{\sqrt{2}+1}{2-1} = \sqrt{2}+1
(1)
x+y=(21)+(2+1)=22x+y = (\sqrt{2}-1) + (\sqrt{2}+1) = 2\sqrt{2}
xy=(21)(2+1)=21=1xy = (\sqrt{2}-1)(\sqrt{2}+1) = 2-1 = 1
(2)
x2+y2=(x+y)22xy=(22)22(1)=82=6x^2+y^2 = (x+y)^2 - 2xy = (2\sqrt{2})^2 - 2(1) = 8-2 = 6
(3)
x2y+xy2=xy(x+y)=(1)(22)=22x^2y+xy^2 = xy(x+y) = (1)(2\sqrt{2}) = 2\sqrt{2}

3. 最終的な答え

(1) x+y=22x+y = 2\sqrt{2}, xy=1xy = 1
(2) x2+y2=6x^2+y^2 = 6
(3) x2y+xy2=22x^2y+xy^2 = 2\sqrt{2}

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