二次方程式 $x^2 - 3x + 7 = 0$ の2つの解を $\alpha$、$\beta$ とするとき、$(\alpha^2 + 3\alpha + 7)(\beta^2 - 3\beta + 7)$ の値を求める問題です。

代数学二次方程式解と係数の関係式の計算
2025/5/19

1. 問題の内容

二次方程式 x23x+7=0x^2 - 3x + 7 = 0 の2つの解を α\alphaβ\beta とするとき、(α2+3α+7)(β23β+7)(\alpha^2 + 3\alpha + 7)(\beta^2 - 3\beta + 7) の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

α\alphaβ\betax23x+7=0x^2 - 3x + 7 = 0 の解なので、
α23α+7=0\alpha^2 - 3\alpha + 7 = 0 および β23β+7=0\beta^2 - 3\beta + 7 = 0 が成り立ちます。
このことから、α2=3α7\alpha^2 = 3\alpha - 7 および β2=3β7\beta^2 = 3\beta - 7 が導かれます。
与えられた式を以下のように変形します。
(α2+3α+7)(β23β+7)=(3α7+3α+7)(3β73β+7)(\alpha^2 + 3\alpha + 7)(\beta^2 - 3\beta + 7) = (3\alpha - 7 + 3\alpha + 7)(3\beta - 7 - 3\beta + 7)
=(6α)(0)=0= (6\alpha)(0) = 0
しかし、β23β+7=0\beta^2 - 3\beta + 7 = 0 を用いると、β2β+7=2β\beta^2 - \beta + 7 = 2\betaとなるので、
(α2+3α+7)(β2β+7)=(3α7+3α+7)(2β)=(6α)(2β)=12αβ(\alpha^2 + 3\alpha + 7)(\beta^2 - \beta + 7) = (3\alpha - 7 + 3\alpha + 7)(2\beta) = (6\alpha)(2\beta) = 12\alpha\beta
解と係数の関係より、α+β=3\alpha + \beta = 3 かつ αβ=7\alpha\beta = 7 です。
したがって、
(α2+3α+7)(β2β+7)=12αβ=127=84(\alpha^2 + 3\alpha + 7)(\beta^2 - \beta + 7) = 12 \alpha \beta = 12 \cdot 7 = 84

3. 最終的な答え

84

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