$\sqrt{x^2 - 10x + 25} + \sqrt{x^2 + 4x + 4}$ を $x$ の多項式で表す問題です。

代数学根号因数分解絶対値多項式
2025/6/3

1. 問題の内容

x210x+25+x2+4x+4\sqrt{x^2 - 10x + 25} + \sqrt{x^2 + 4x + 4}xx の多項式で表す問題です。

2. 解き方の手順

まず、根号の中身を因数分解します。
x210x+25x^2 - 10x + 25(x5)2(x-5)^2 に因数分解できます。
x2+4x+4x^2 + 4x + 4(x+2)2(x+2)^2 に因数分解できます。
したがって、
x210x+25+x2+4x+4=(x5)2+(x+2)2\sqrt{x^2 - 10x + 25} + \sqrt{x^2 + 4x + 4} = \sqrt{(x-5)^2} + \sqrt{(x+2)^2}
となります。
ここで、a2=a\sqrt{a^2} = |a| であることを利用すると、
(x5)2+(x+2)2=x5+x+2\sqrt{(x-5)^2} + \sqrt{(x+2)^2} = |x-5| + |x+2|
となります。絶対値記号を外すには、場合分けが必要です。
場合1: x<2x < -2 のとき
x5<0x-5 < 0 なので x5=(x5)=x+5|x-5| = -(x-5) = -x+5
x+2<0x+2 < 0 なので x+2=(x+2)=x2|x+2| = -(x+2) = -x-2
したがって、 x5+x+2=(x+5)+(x2)=2x+3|x-5| + |x+2| = (-x+5) + (-x-2) = -2x + 3
場合2: 2x<5-2 \le x < 5 のとき
x5<0x-5 < 0 なので x5=(x5)=x+5|x-5| = -(x-5) = -x+5
x+20x+2 \ge 0 なので x+2=x+2|x+2| = x+2
したがって、 x5+x+2=(x+5)+(x+2)=7|x-5| + |x+2| = (-x+5) + (x+2) = 7
場合3: x5x \ge 5 のとき
x50x-5 \ge 0 なので x5=x5|x-5| = x-5
x+2>0x+2 > 0 なので x+2=x+2|x+2| = x+2
したがって、 x5+x+2=(x5)+(x+2)=2x3|x-5| + |x+2| = (x-5) + (x+2) = 2x - 3
しかし、問題文では「xの多項式で表せ」とあるため場合分けは不要と解釈し、
(x5)2=x5\sqrt{(x-5)^2} = x-5 , (x+2)2=x+2\sqrt{(x+2)^2} = x+2 として計算します。
x210x+25+x2+4x+4=(x5)+(x+2)=2x3\sqrt{x^2 - 10x + 25} + \sqrt{x^2 + 4x + 4} = (x-5) + (x+2) = 2x-3

3. 最終的な答え

2x32x-3

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