$x = \frac{\sqrt{7} + \sqrt{5}}{2}$、 $y = \frac{\sqrt{7} - \sqrt{5}}{2}$ のとき、以下の式の値を求めよ。 (1) $x+y$ (2) $xy$ (3) $x^2+y^2$ (4) $x^3y+xy^3$

代数学式の計算平方根代入
2025/5/12

1. 問題の内容

x=7+52x = \frac{\sqrt{7} + \sqrt{5}}{2}y=752y = \frac{\sqrt{7} - \sqrt{5}}{2} のとき、以下の式の値を求めよ。
(1) x+yx+y
(2) xyxy
(3) x2+y2x^2+y^2
(4) x3y+xy3x^3y+xy^3

2. 解き方の手順

(1) x+yx+y
x+y=7+52+752x+y = \frac{\sqrt{7} + \sqrt{5}}{2} + \frac{\sqrt{7} - \sqrt{5}}{2}
x+y=7+5+752x+y = \frac{\sqrt{7} + \sqrt{5} + \sqrt{7} - \sqrt{5}}{2}
x+y=272x+y = \frac{2\sqrt{7}}{2}
x+y=7x+y = \sqrt{7}
(2) xyxy
xy=7+52×752xy = \frac{\sqrt{7} + \sqrt{5}}{2} \times \frac{\sqrt{7} - \sqrt{5}}{2}
xy=(7+5)(75)4xy = \frac{(\sqrt{7} + \sqrt{5})(\sqrt{7} - \sqrt{5})}{4}
xy=(7)2(5)24xy = \frac{(\sqrt{7})^2 - (\sqrt{5})^2}{4}
xy=754xy = \frac{7 - 5}{4}
xy=24xy = \frac{2}{4}
xy=12xy = \frac{1}{2}
(3) x2+y2x^2+y^2
x2+y2=(x+y)22xyx^2+y^2 = (x+y)^2 - 2xy
x2+y2=(7)22×12x^2+y^2 = (\sqrt{7})^2 - 2 \times \frac{1}{2}
x2+y2=71x^2+y^2 = 7 - 1
x2+y2=6x^2+y^2 = 6
(4) x3y+xy3x^3y+xy^3
x3y+xy3=xy(x2+y2)x^3y+xy^3 = xy(x^2+y^2)
x3y+xy3=12×6x^3y+xy^3 = \frac{1}{2} \times 6
x3y+xy3=3x^3y+xy^3 = 3

3. 最終的な答え

(1) x+y=7x+y = \sqrt{7}
(2) xy=12xy = \frac{1}{2}
(3) x2+y2=6x^2+y^2 = 6
(4) x3y+xy3=3x^3y+xy^3 = 3

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