$x^3 + y^3$ を計算する問題です。ただし、$x = \frac{7 + 3\sqrt{5}}{-2}$ および $y = \frac{7 - 3\sqrt{5}}{2}$ です。

代数学式の計算因数分解無理数展開
2025/5/11

1. 問題の内容

x3+y3x^3 + y^3 を計算する問題です。ただし、x=7+352x = \frac{7 + 3\sqrt{5}}{-2} および y=7352y = \frac{7 - 3\sqrt{5}}{2} です。

2. 解き方の手順

x3+y3x^3 + y^3 を直接計算しても良いですが、x3+y3=(x+y)(x2xy+y2)x^3 + y^3 = (x+y)(x^2 -xy + y^2) という公式を利用すると、計算が楽になります。さらに、x2xy+y2=(x+y)23xyx^2-xy+y^2 = (x+y)^2-3xy と変形できるため、x3+y3=(x+y)((x+y)23xy)x^3+y^3=(x+y)((x+y)^2-3xy) となります。
まず、x+yx+y を計算します。
x+y=7+352+7352=(7+35)+(735)2=735+7352=652=35x + y = \frac{7 + 3\sqrt{5}}{-2} + \frac{7 - 3\sqrt{5}}{2} = \frac{-(7 + 3\sqrt{5}) + (7 - 3\sqrt{5})}{2} = \frac{-7 - 3\sqrt{5} + 7 - 3\sqrt{5}}{2} = \frac{-6\sqrt{5}}{2} = -3\sqrt{5}
次に、xyxy を計算します。
xy=7+3527352=(7+35)(735)4=72(35)24=49954=49454=44=1xy = \frac{7 + 3\sqrt{5}}{-2} \cdot \frac{7 - 3\sqrt{5}}{2} = \frac{(7 + 3\sqrt{5})(7 - 3\sqrt{5})}{-4} = \frac{7^2 - (3\sqrt{5})^2}{-4} = \frac{49 - 9 \cdot 5}{-4} = \frac{49 - 45}{-4} = \frac{4}{-4} = -1
したがって、
x3+y3=(x+y)((x+y)23xy)=(35)((35)23(1))=(35)(95+3)=(35)(45+3)=(35)(48)=1445x^3 + y^3 = (x+y)((x+y)^2 - 3xy) = (-3\sqrt{5}) ((-3\sqrt{5})^2 - 3(-1)) = (-3\sqrt{5})(9 \cdot 5 + 3) = (-3\sqrt{5})(45 + 3) = (-3\sqrt{5})(48) = -144\sqrt{5}

3. 最終的な答え

1445-144\sqrt{5}

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