問題文は、xとyが実数であるとき、3つの命題における必要条件と十分条件の関係を問うものです。具体的には、 1. $x=y$ は $x = \sqrt{y^2}$ であるための(必要条件、十分条件、必要十分条件、いずれでもない)?

代数学命題必要条件十分条件実数有理数絶対値
2025/6/1

1. 問題の内容

問題文は、xとyが実数であるとき、3つの命題における必要条件と十分条件の関係を問うものです。具体的には、

1. $x=y$ は $x = \sqrt{y^2}$ であるための(必要条件、十分条件、必要十分条件、いずれでもない)?

2. $|xy|=xy$ は $x=0$ または $y=0$ であるための(必要条件、十分条件、必要十分条件、いずれでもない)?

3. $x, y$ がともに有理数であることは、$x+y$ が有理数であるための(必要条件、十分条件、必要十分条件、いずれでもない)?

という3つの命題について、それぞれ答えます。

2. 解き方の手順

1. **命題1: $x=y$ は $x = \sqrt{y^2}$ であるための?**

x=yx=y ならば x=y2x = \sqrt{y^2} は常に成り立ちます。 なぜなら、y=xy=xx=y2x = \sqrt{y^2} に代入すると、x=x2x=\sqrt{x^2}となり、xxは実数なのでx0x \ge 0の場合、x=xx=xとなります。xxが負の場合は成り立ちません。したがって、x=yx=yx=y2x = \sqrt{y^2}であるための十分条件ではありません。
逆に、x=y2x = \sqrt{y^2} ならば、x=yx=|y|となります。このとき、x=yx=yとは限りません。例えば、x=2x=2y=2y=-2のとき、x=y2x = \sqrt{y^2} は成り立ちますが、x=yx=y は成り立ちません。したがって、x=yx=yx=y2x = \sqrt{y^2}であるための必要条件ではありません。
したがって、x=yx=yx=y2x = \sqrt{y^2}であるための必要条件でも十分条件でもありません。

2. **命題2: $|xy|=xy$ は $x=0$ または $y=0$ であるための?**

xy=xy|xy|=xy は、xy0xy \ge 0を意味します。
x=0x=0またはy=0y=0ならば、xy=0xy=0となり、xy=0=0=xy|xy|=|0|=0=xy。したがって、xy=xy|xy|=xyは成り立ちます。よって、x=0x=0またはy=0y=0xy=xy|xy|=xyであるための十分条件です。
しかし、xy=xy|xy|=xy(すなわち、xy0xy \ge 0)でも、x=0x=0またはy=0y=0とは限りません。例えば、x=1x=1, y=1y=1のとき、xy=10xy=1 \ge 0なので、xy=xy|xy|=xyは成り立ちますが、x=0x=0またはy=0y=0は成り立ちません。よって、x=0x=0またはy=0y=0xy=xy|xy|=xyであるための必要条件ではありません。
したがって、xy=xy|xy|=xyx=0x=0またはy=0y=0であるための十分条件であるが必要条件ではありません。

3. **命題3: $x, y$ がともに有理数であることは、$x+y$ が有理数であるための?**

x,yx, y がともに有理数ならば、x+yx+y も有理数です。これは有理数の定義より明らかです。したがって、x,yx, y がともに有理数であることは、x+yx+y が有理数であるための十分条件です。
x+yx+y が有理数ならば、x,yx, y がともに有理数であるとは限りません。例えば、x=2x=\sqrt{2}y=12y=1-\sqrt{2}のとき、x+y=1x+y=1は有理数ですが、x=2x=\sqrt{2}は無理数です。したがって、x,yx, y がともに有理数であることは、x+yx+y が有理数であるための必要条件ではありません。
したがって、x,yx, y がともに有理数であることは、x+yx+y が有理数であるための十分条件であるが必要条件ではありません。

3. 最終的な答え

1. $x=y$は$x = \sqrt{y^2}$であるための (エ) 必要条件でも十分条件でもない。

2. $|xy|=xy$は$x=0$または$y=0$であるための (イ) 十分条件であるが必要条件でない。

3. $x, y$ がともに有理数であることは、$x+y$ が有理数であるための (イ) 十分条件であるが必要条件でない。

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