$\frac{1}{3\sqrt{2}-4}$ の整数部分を $a$、小数部分を $b$ とするとき、$b^2+ab$ の値を求める問題です。

代数学有理化平方根整数部分小数部分式の計算
2025/5/28

1. 問題の内容

1324\frac{1}{3\sqrt{2}-4} の整数部分を aa、小数部分を bb とするとき、b2+abb^2+ab の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、1324\frac{1}{3\sqrt{2}-4} を有理化します。分母と分子に 32+43\sqrt{2}+4 をかけます。
1324=32+4(324)(32+4)=32+4(32)242=32+41816=32+42=322+2\frac{1}{3\sqrt{2}-4} = \frac{3\sqrt{2}+4}{(3\sqrt{2}-4)(3\sqrt{2}+4)} = \frac{3\sqrt{2}+4}{(3\sqrt{2})^2 - 4^2} = \frac{3\sqrt{2}+4}{18-16} = \frac{3\sqrt{2}+4}{2} = \frac{3}{2}\sqrt{2} + 2
ここで、1.414<2<1.4151.414 < \sqrt{2} < 1.415 なので、
32×1.414<322<32×1.415 \frac{3}{2} \times 1.414 < \frac{3}{2}\sqrt{2} < \frac{3}{2} \times 1.415
2.121<322<2.1225 2.121 < \frac{3}{2}\sqrt{2} < 2.1225
したがって、
2.121+2<322+2<2.1225+2 2.121 + 2 < \frac{3}{2}\sqrt{2}+2 < 2.1225 + 2
4.121<322+2<4.1225 4.121 < \frac{3}{2}\sqrt{2}+2 < 4.1225
よって、1324=322+2\frac{1}{3\sqrt{2}-4} = \frac{3}{2}\sqrt{2}+2 の整数部分は a=4a=4、小数部分は b=(322+2)4=3222b = (\frac{3}{2}\sqrt{2}+2) - 4 = \frac{3}{2}\sqrt{2}-2 となります。
b2+ab=b(b+a)b^2+ab = b(b+a)a=4a=4b=3222b = \frac{3}{2}\sqrt{2}-2 を代入します。
b2+ab=(3222)((3222)+4)=(3222)(322+2)=(322)222=94×24=924=9282=12b^2 + ab = (\frac{3}{2}\sqrt{2}-2)((\frac{3}{2}\sqrt{2}-2)+4) = (\frac{3}{2}\sqrt{2}-2)(\frac{3}{2}\sqrt{2}+2) = (\frac{3}{2}\sqrt{2})^2 - 2^2 = \frac{9}{4}\times 2 - 4 = \frac{9}{2} - 4 = \frac{9}{2} - \frac{8}{2} = \frac{1}{2}

3. 最終的な答え

12\frac{1}{2}

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