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

代数学式の計算有理化式の値展開因数分解
2025/5/16

1. 問題の内容

x=123x = \frac{1}{2 - \sqrt{3}}, y=12+3y = \frac{1}{2 + \sqrt{3}} のとき、次の式の値を求めよ。
(1) x+yx+y
(2) xyxy
(3) x2+y2x^2+y^2
(4) x3y+xy3x^3y + xy^3
(5) x3+y3x^3+y^3
(6) x5y2+x2y5x^5y^2 + x^2y^5

2. 解き方の手順

まず、xxyyをそれぞれ有理化する。
x=123=2+3(23)(2+3)=2+343=2+3x = \frac{1}{2 - \sqrt{3}} = \frac{2 + \sqrt{3}}{(2 - \sqrt{3})(2 + \sqrt{3})} = \frac{2 + \sqrt{3}}{4 - 3} = 2 + \sqrt{3}
y=12+3=23(2+3)(23)=2343=23y = \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+y=(2+3)+(23)=4x+y = (2 + \sqrt{3}) + (2 - \sqrt{3}) = 4
(2) xy=(2+3)(23)=43=1xy = (2 + \sqrt{3})(2 - \sqrt{3}) = 4 - 3 = 1
(3) x2+y2=(x+y)22xy=422(1)=162=14x^2 + y^2 = (x+y)^2 - 2xy = 4^2 - 2(1) = 16 - 2 = 14
(4) x3y+xy3=xy(x2+y2)=(1)(14)=14x^3y + xy^3 = xy(x^2 + y^2) = (1)(14) = 14
(5) x3+y3=(x+y)(x2xy+y2)=(x+y)((x+y)23xy)=4(423(1))=4(163)=4(13)=52x^3 + y^3 = (x+y)(x^2 - xy + y^2) = (x+y)((x+y)^2 - 3xy) = 4(4^2 - 3(1)) = 4(16 - 3) = 4(13) = 52
(6) x5y2+x2y5=x2y2(x3+y3)=(xy)2(x3+y3)=12(52)=52x^5y^2 + x^2y^5 = x^2y^2(x^3 + y^3) = (xy)^2(x^3 + y^3) = 1^2 (52) = 52

3. 最終的な答え

(1) x+y=4x+y = 4
(2) xy=1xy = 1
(3) x2+y2=14x^2+y^2 = 14
(4) x3y+xy3=14x^3y + xy^3 = 14
(5) x3+y3=52x^3+y^3 = 52
(6) x5y2+x2y5=52x^5y^2 + x^2y^5 = 52

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