$\alpha^3 + \beta^3$ の値を求めよ。ただし、$\alpha$ と $\beta$ はある二次方程式の解であるとする。(二次方程式の情報が問題文に記載されていないため、$\alpha + \beta$ と $\alpha\beta$ が既知であると仮定して解く)

代数学二次方程式解と係数の関係因数分解式の展開
2025/6/8

1. 問題の内容

α3+β3\alpha^3 + \beta^3 の値を求めよ。ただし、α\alphaβ\beta はある二次方程式の解であるとする。(二次方程式の情報が問題文に記載されていないため、α+β\alpha + \betaαβ\alpha\beta が既知であると仮定して解く)

2. 解き方の手順

α3+β3\alpha^3 + \beta^3 を因数分解の公式を用いて変形する。
α3+β3=(α+β)(α2αβ+β2)\alpha^3 + \beta^3 = (\alpha + \beta)(\alpha^2 - \alpha\beta + \beta^2)
さらに、(α+β)2=α2+2αβ+β2(\alpha + \beta)^2 = \alpha^2 + 2\alpha\beta + \beta^2 より、α2+β2=(α+β)22αβ\alpha^2 + \beta^2 = (\alpha + \beta)^2 - 2\alpha\beta である。
したがって、
α2αβ+β2=(α+β)22αβαβ=(α+β)23αβ\alpha^2 - \alpha\beta + \beta^2 = (\alpha + \beta)^2 - 2\alpha\beta - \alpha\beta = (\alpha + \beta)^2 - 3\alpha\beta
よって、
α3+β3=(α+β)((α+β)23αβ)\alpha^3 + \beta^3 = (\alpha + \beta)((\alpha + \beta)^2 - 3\alpha\beta)
もしα+β=A\alpha + \beta = A かつ αβ=B\alpha\beta = Bがわかっているなら、
α3+β3=A(A23B)=A33AB\alpha^3 + \beta^3 = A(A^2 - 3B) = A^3 - 3AB

3. 最終的な答え

二次方程式の情報がないため、α+β\alpha + \betaAAαβ\alpha\betaBB とすると、α3+β3=A33AB\alpha^3 + \beta^3 = A^3 - 3AB
もしAABBが具体的な値で与えられているなら、その値を代入することで具体的な答えが得られる。

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