与えられた式を計算し、簡単にします。 (1) $\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{3}-1} - \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{5}+\sqrt{3}}$ (2) $\frac{\sqrt{7}+1}{\sqrt{7}-\sqrt{3}} - \frac{\sqrt{7}-1}{\sqrt{7}+\sqrt{3}}$ (3) $\frac{1}{1+\sqrt{2}} + \frac{1}{\sqrt{2}+\sqrt{3}} + \frac{1}{\sqrt{3}+2}$ (4) $\frac{\sqrt{2}+1}{\sqrt{2}-1} + \frac{\sqrt{3}+\sqrt{2}}{\sqrt{3}-\sqrt{2}} + \frac{4(1+\sqrt{2})}{1-\sqrt{3}}$

代数学式の計算有理化平方根
2025/5/21
はい、承知いたしました。それでは、問題(1)から(4)まで順に解いていきます。

1. 問題の内容

与えられた式を計算し、簡単にします。
(1) 53135+3\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{3}-1} - \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{5}+\sqrt{3}}
(2) 7+173717+3\frac{\sqrt{7}+1}{\sqrt{7}-\sqrt{3}} - \frac{\sqrt{7}-1}{\sqrt{7}+\sqrt{3}}
(3) 11+2+12+3+13+2\frac{1}{1+\sqrt{2}} + \frac{1}{\sqrt{2}+\sqrt{3}} + \frac{1}{\sqrt{3}+2}
(4) 2+121+3+232+4(1+2)13\frac{\sqrt{2}+1}{\sqrt{2}-1} + \frac{\sqrt{3}+\sqrt{2}}{\sqrt{3}-\sqrt{2}} + \frac{4(1+\sqrt{2})}{1-\sqrt{3}}

2. 解き方の手順

(1) 各項をそれぞれ有理化します。
531=5(3+1)(31)(3+1)=15+531=15+52\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{3}-1} = \frac{\sqrt{5}(\sqrt{3}+1)}{(\sqrt{3}-1)(\sqrt{3}+1)} = \frac{\sqrt{15}+\sqrt{5}}{3-1} = \frac{\sqrt{15}+\sqrt{5}}{2}
35+3=3(53)(5+3)(53)=15353=1532\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{5}+\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}(\sqrt{5}-\sqrt{3})}{(\sqrt{5}+\sqrt{3})(\sqrt{5}-\sqrt{3})} = \frac{\sqrt{15}-3}{5-3} = \frac{\sqrt{15}-3}{2}
したがって、
53135+3=15+521532=15+515+32=5+32\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{3}-1} - \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{5}+\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{15}+\sqrt{5}}{2} - \frac{\sqrt{15}-3}{2} = \frac{\sqrt{15}+\sqrt{5}-\sqrt{15}+3}{2} = \frac{\sqrt{5}+3}{2}
(2) 各項をそれぞれ有理化します。
7+173=(7+1)(7+3)(73)(7+3)=7+21+7+373=7+21+7+34\frac{\sqrt{7}+1}{\sqrt{7}-\sqrt{3}} = \frac{(\sqrt{7}+1)(\sqrt{7}+\sqrt{3})}{(\sqrt{7}-\sqrt{3})(\sqrt{7}+\sqrt{3})} = \frac{7+\sqrt{21}+\sqrt{7}+\sqrt{3}}{7-3} = \frac{7+\sqrt{21}+\sqrt{7}+\sqrt{3}}{4}
717+3=(71)(73)(7+3)(73)=7217+373=7217+34\frac{\sqrt{7}-1}{\sqrt{7}+\sqrt{3}} = \frac{(\sqrt{7}-1)(\sqrt{7}-\sqrt{3})}{(\sqrt{7}+\sqrt{3})(\sqrt{7}-\sqrt{3})} = \frac{7-\sqrt{21}-\sqrt{7}+\sqrt{3}}{7-3} = \frac{7-\sqrt{21}-\sqrt{7}+\sqrt{3}}{4}
したがって、
7+173717+3=7+21+7+347217+34=7+21+7+37+21+734=221+274=21+72\frac{\sqrt{7}+1}{\sqrt{7}-\sqrt{3}} - \frac{\sqrt{7}-1}{\sqrt{7}+\sqrt{3}} = \frac{7+\sqrt{21}+\sqrt{7}+\sqrt{3}}{4} - \frac{7-\sqrt{21}-\sqrt{7}+\sqrt{3}}{4} = \frac{7+\sqrt{21}+\sqrt{7}+\sqrt{3}-7+\sqrt{21}+\sqrt{7}-\sqrt{3}}{4} = \frac{2\sqrt{21}+2\sqrt{7}}{4} = \frac{\sqrt{21}+\sqrt{7}}{2}
(3) 各項をそれぞれ有理化します。
11+2=1(12)(1+2)(12)=1212=121=21\frac{1}{1+\sqrt{2}} = \frac{1(1-\sqrt{2})}{(1+\sqrt{2})(1-\sqrt{2})} = \frac{1-\sqrt{2}}{1-2} = \frac{1-\sqrt{2}}{-1} = \sqrt{2}-1
12+3=1(23)(2+3)(23)=2323=231=32\frac{1}{\sqrt{2}+\sqrt{3}} = \frac{1(\sqrt{2}-\sqrt{3})}{(\sqrt{2}+\sqrt{3})(\sqrt{2}-\sqrt{3})} = \frac{\sqrt{2}-\sqrt{3}}{2-3} = \frac{\sqrt{2}-\sqrt{3}}{-1} = \sqrt{3}-\sqrt{2}
13+2=1(32)(3+2)(32)=3234=321=23\frac{1}{\sqrt{3}+2} = \frac{1(\sqrt{3}-2)}{(\sqrt{3}+2)(\sqrt{3}-2)} = \frac{\sqrt{3}-2}{3-4} = \frac{\sqrt{3}-2}{-1} = 2-\sqrt{3}
したがって、
11+2+12+3+13+2=(21)+(32)+(23)=21+32+23=1\frac{1}{1+\sqrt{2}} + \frac{1}{\sqrt{2}+\sqrt{3}} + \frac{1}{\sqrt{3}+2} = (\sqrt{2}-1) + (\sqrt{3}-\sqrt{2}) + (2-\sqrt{3}) = \sqrt{2}-1+\sqrt{3}-\sqrt{2}+2-\sqrt{3} = 1
(4) 各項をそれぞれ有理化します。
2+121=(2+1)(2+1)(21)(2+1)=2+22+121=3+221=3+22\frac{\sqrt{2}+1}{\sqrt{2}-1} = \frac{(\sqrt{2}+1)(\sqrt{2}+1)}{(\sqrt{2}-1)(\sqrt{2}+1)} = \frac{2+2\sqrt{2}+1}{2-1} = \frac{3+2\sqrt{2}}{1} = 3+2\sqrt{2}
3+232=(3+2)(3+2)(32)(3+2)=3+26+232=5+261=5+26\frac{\sqrt{3}+\sqrt{2}}{\sqrt{3}-\sqrt{2}} = \frac{(\sqrt{3}+\sqrt{2})(\sqrt{3}+\sqrt{2})}{(\sqrt{3}-\sqrt{2})(\sqrt{3}+\sqrt{2})} = \frac{3+2\sqrt{6}+2}{3-2} = \frac{5+2\sqrt{6}}{1} = 5+2\sqrt{6}
4(1+2)13=4(1+2)(1+3)(13)(1+3)=4(1+3+2+6)13=4(1+3+2+6)2=2(1+3+2+6)=2232226\frac{4(1+\sqrt{2})}{1-\sqrt{3}} = \frac{4(1+\sqrt{2})(1+\sqrt{3})}{(1-\sqrt{3})(1+\sqrt{3})} = \frac{4(1+\sqrt{3}+\sqrt{2}+\sqrt{6})}{1-3} = \frac{4(1+\sqrt{3}+\sqrt{2}+\sqrt{6})}{-2} = -2(1+\sqrt{3}+\sqrt{2}+\sqrt{6}) = -2-2\sqrt{3}-2\sqrt{2}-2\sqrt{6}
したがって、
2+121+3+232+4(1+2)13=(3+22)+(5+26)+(2232226)=3+22+5+262232226=623\frac{\sqrt{2}+1}{\sqrt{2}-1} + \frac{\sqrt{3}+\sqrt{2}}{\sqrt{3}-\sqrt{2}} + \frac{4(1+\sqrt{2})}{1-\sqrt{3}} = (3+2\sqrt{2}) + (5+2\sqrt{6}) + (-2-2\sqrt{3}-2\sqrt{2}-2\sqrt{6}) = 3+2\sqrt{2}+5+2\sqrt{6}-2-2\sqrt{3}-2\sqrt{2}-2\sqrt{6} = 6-2\sqrt{3}

3. 最終的な答え

(1) 5+32\frac{\sqrt{5}+3}{2}
(2) 21+72\frac{\sqrt{21}+\sqrt{7}}{2}
(3) 1
(4) 6236-2\sqrt{3}

「代数学」の関連問題

$x = \frac{3+\sqrt{5}}{3-\sqrt{5}}$、 $y = \frac{3-\sqrt{5}}{3+\sqrt{5}}$ のとき、以下の式の値を求めます。 (3) $\frac...

式の計算有理化平方根式の値展開因数分解
2025/5/21

与えられた式 $(\log_3 2)(\log_4 3)$ を計算します。

対数対数の底の変換計算
2025/5/21

正の整数 $x, y$ が $x \le y$ かつ $\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{1}{2}$ を満たすとき、$x, y$ の組 $(x, y)$ を求める。

方程式整数解不等式約数
2025/5/21

$(\sqrt{15} + \sqrt{7})(\sqrt{15} - \sqrt{7})$ を計算する問題です。

平方根式の計算展開
2025/5/21

$x = \frac{\sqrt{5}+1}{2}$ 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^2 ...

式の計算無理数分数代数
2025/5/21

$(\sqrt{6} + \sqrt{5})^2$ を計算してください。

平方根展開計算
2025/5/21

与えられた式 $(1 + 3\sqrt{2})(2 - \sqrt{2})$ を計算し、簡略化せよ。

式の計算無理数展開簡略化
2025/5/21

与えられた方程式は絶対値記号を含んだ方程式であり、$|x| + 2|x-1| = x + 6$ を満たす $x$ の値を求める問題です。

絶対値方程式場合分け
2025/5/21

二次関数 $y = x^2 + 8x + 9$ のグラフと $x$ 軸との共有点の $x$ 座標を求める。

二次関数二次方程式グラフ解の公式
2025/5/21

画像には、以下の3つの二次関数の式が書かれています。それぞれの関数のグラフの頂点の座標を求めよ。 (7) $y = 2(x + 1)^2 - 4$ (8) $y = -(x - 1)^2 + 5$ (...

二次関数頂点グラフ
2025/5/21