与えられた数式を計算して、その値を求めます。数式は以下の通りです。 $\frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{2 + \sqrt{4 + 2\sqrt{3}}}}$

算数根号式の計算簡略化
2025/6/8

1. 問題の内容

与えられた数式を計算して、その値を求めます。数式は以下の通りです。
312+4+23\frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{2 + \sqrt{4 + 2\sqrt{3}}}}

2. 解き方の手順

まず、分母の根号の中にある 4+234 + 2\sqrt{3} を簡略化します。
4+23=1+3+213=(1+3)24 + 2\sqrt{3} = 1 + 3 + 2\sqrt{1 \cdot 3} = (1 + \sqrt{3})^2 と変形できます。
したがって、4+23=(1+3)2=1+3\sqrt{4 + 2\sqrt{3}} = \sqrt{(1+\sqrt{3})^2} = 1 + \sqrt{3} となります。
次に、分母の根号の中にある 2+4+232 + \sqrt{4 + 2\sqrt{3}} を計算します。
2+4+23=2+(1+3)=3+32 + \sqrt{4 + 2\sqrt{3}} = 2 + (1 + \sqrt{3}) = 3 + \sqrt{3} となります。
したがって、分母は 3+3\sqrt{3 + \sqrt{3}} となります。
元の式は 313+3\frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{3 + \sqrt{3}}} です。
ここで、分母と分子に 2\sqrt{2} を掛けてみます。
313+3=(31)22(3+3)=626+23\frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{3 + \sqrt{3}}} = \frac{(\sqrt{3} - 1)\sqrt{2}}{\sqrt{2(3 + \sqrt{3})}} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{\sqrt{6 + 2\sqrt{3}}}
分母の根号の中にある 6+236 + 2\sqrt{3} を簡略化することを試みます。
6+23=3+3+236 + 2\sqrt{3} = 3 + 3 + 2\sqrt{3}
しかし、このままではこれ以上簡単になりそうにありません。
別の方法として、分母の二重根号を外すことを考えます。
2+4+23=2+(3+1)2=2+3+1=3+3\sqrt{2 + \sqrt{4 + 2\sqrt{3}}} = \sqrt{2 + \sqrt{(\sqrt{3} + 1)^2}} = \sqrt{2 + \sqrt{3} + 1} = \sqrt{3 + \sqrt{3}}
このままでは二重根号を外せません。
313+3=31(3+3)1/2\frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{3 + \sqrt{3}}} = \frac{\sqrt{3} - 1}{(3 + \sqrt{3})^{1/2}}
この問題は、多分どこかで間違えているか、またはこれ以上簡単にできない可能性があります。
しかし、問題文の数式が正しいと仮定すると、これが最終的な答えとなります。

3. 最終的な答え

313+3\frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{3 + \sqrt{3}}}

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