$x = 2 - \sqrt{3}$ のとき、以下の式の値を求めよ。 (1) $x + \frac{1}{x}$ (2) $x^2 + \frac{1}{x^2}$ (3) $x^3 + \frac{1}{x^3}$ (4) $x^4 + \frac{1}{x^4}$ (5) $x^5 + \frac{1}{x^5}$ (6) $x^6 + \frac{1}{x^6}$

代数学式の計算有理化分数式累乗根
2025/5/14

1. 問題の内容

x=23x = 2 - \sqrt{3} のとき、以下の式の値を求めよ。
(1) x+1xx + \frac{1}{x}
(2) x2+1x2x^2 + \frac{1}{x^2}
(3) x3+1x3x^3 + \frac{1}{x^3}
(4) x4+1x4x^4 + \frac{1}{x^4}
(5) x5+1x5x^5 + \frac{1}{x^5}
(6) x6+1x6x^6 + \frac{1}{x^6}

2. 解き方の手順

まず、x=23x = 2 - \sqrt{3} より、1x\frac{1}{x} を求める。
1x=123=2+3(23)(2+3)=2+343=2+3\frac{1}{x} = \frac{1}{2 - \sqrt{3}} = \frac{2 + \sqrt{3}}{(2 - \sqrt{3})(2 + \sqrt{3})} = \frac{2 + \sqrt{3}}{4 - 3} = 2 + \sqrt{3}
(1) x+1x=(23)+(2+3)=4x + \frac{1}{x} = (2 - \sqrt{3}) + (2 + \sqrt{3}) = 4
(2) x2+1x2=(x+1x)22=422=162=14x^2 + \frac{1}{x^2} = (x + \frac{1}{x})^2 - 2 = 4^2 - 2 = 16 - 2 = 14
(3) x3+1x3=(x+1x)33(x+1x)=4334=6412=52x^3 + \frac{1}{x^3} = (x + \frac{1}{x})^3 - 3(x + \frac{1}{x}) = 4^3 - 3 \cdot 4 = 64 - 12 = 52
(4) x4+1x4=(x2+1x2)22=1422=1962=194x^4 + \frac{1}{x^4} = (x^2 + \frac{1}{x^2})^2 - 2 = 14^2 - 2 = 196 - 2 = 194
(5) x5+1x5=(x2+1x2)(x3+1x3)(x+1x)=14524=7284=724x^5 + \frac{1}{x^5} = (x^2 + \frac{1}{x^2})(x^3 + \frac{1}{x^3}) - (x + \frac{1}{x}) = 14 \cdot 52 - 4 = 728 - 4 = 724
(6) x6+1x6=(x3+1x3)22=5222=27042=2702x^6 + \frac{1}{x^6} = (x^3 + \frac{1}{x^3})^2 - 2 = 52^2 - 2 = 2704 - 2 = 2702

3. 最終的な答え

(1) 4
(2) 14
(3) 52
(4) 194
(5) 724
(6) 2702

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