x, y は実数とする。以下の条件について、与えられた条件が $x=2$ は $x^2 - 5x + 6 = 0$ であるため、 $x\neq 0$ は $(x-1)(x-2)=0$ であるため、 $xy=1$ は $x=1$ であるため、 $|x|=0$ は $x=0$ であるため、 $x=y=2$ は $2x-y = 2y-2 = 2$ であるため、四角形ABCDがひし形であることは四角形ABCDが正方形であるための、それぞれどのような条件(必要条件、十分条件、必要十分条件、いずれでもない)であるかを判断し、番号(1~4)とその理由を記述する。

代数学命題必要条件十分条件必要十分条件二次方程式
2025/6/10

1. 問題の内容

x, y は実数とする。以下の条件について、与えられた条件が x=2x=2x25x+6=0x^2 - 5x + 6 = 0 であるため、 x0x\neq 0(x1)(x2)=0(x-1)(x-2)=0 であるため、 xy=1xy=1x=1x=1 であるため、 x=0|x|=0x=0x=0 であるため、 x=y=2x=y=22xy=2y2=22x-y = 2y-2 = 2 であるため、四角形ABCDがひし形であることは四角形ABCDが正方形であるための、それぞれどのような条件(必要条件、十分条件、必要十分条件、いずれでもない)であるかを判断し、番号(1~4)とその理由を記述する。

2. 解き方の手順

それぞれの命題 A → B について、
(i) A ならば B が成り立つか(十分性)
(ii) B ならば A が成り立つか(必要性)
を検討する。
(i) が成り立ち、(ii) が成り立たない場合、A は B であるための十分条件であるが、必要条件ではない(②)。
(i) が成り立たず、(ii) が成り立つ場合、A は B であるための必要条件であるが、十分条件ではない(①)。
(i) も (ii) も成り立つ場合、A は B であるための必要十分条件である(③)。
(i) も (ii) も成り立たない場合、A は B であるための必要条件でも十分条件でもない(④)。
(1) x=2x=2x25x+6=0x^2 - 5x + 6 = 0 であるための?
x=2x=2 ならば、x25x+6=225(2)+6=410+6=0x^2 - 5x + 6 = 2^2 - 5(2) + 6 = 4 - 10 + 6 = 0。よって、十分条件。
x25x+6=0x^2 - 5x + 6 = 0 を解くと、(x2)(x3)=0(x-2)(x-3) = 0 より x=2,3x=2, 3x=3x=3 ならば x=2x=2 とは限らないので、必要条件ではない。
したがって、答えは ②。
(2) x0x \neq 0(x1)(x2)=0(x-1)(x-2) = 0 であるための?
(x1)(x2)=0(x-1)(x-2) = 0 を解くと、x=1,2x=1, 2
x=1x=1 ならば x0x \neq 0x=2x=2 ならば x0x \neq 0。よって、(x1)(x2)=0(x-1)(x-2) = 0 ならば x0x \neq 0。つまり、必要条件。
x0x \neq 0 であっても、例えば x=3x=3 ならば (x1)(x2)=(31)(32)=20(x-1)(x-2) = (3-1)(3-2) = 2 \neq 0。よって、十分条件ではない。
したがって、答えは ①。
(3) xy=1xy=1x=1x=1 であるための?
x=1x=1 ならば、1y=11 \cdot y = 1 より y=1y=1。よって、x=1,y=1x=1, y=1 ならば xy=1xy=1。つまり、十分条件。
xy=1xy=1 であっても、x=2,y=1/2x=2, y=1/2 ならば xy=1xy=1 だが、x=1x=1 とは限らない。よって、必要条件ではない。
したがって、答えは ②。
(4) x=0|x|=0x=0x=0 であるための?
x=0|x|=0 ならば x=0x=0
x=0x=0 ならば x=0=0|x| = |0| = 0
したがって、答えは ③。
(5) x=y=2x=y=22xy=2y2=22x-y = 2y-2 = 2 であるための?
x=y=2x=y=2 ならば、2xy=2(2)2=22x-y = 2(2) - 2 = 22y2=2(2)2=22y-2 = 2(2) - 2 = 2。よって、十分条件。
2xy=22x-y = 2 より y=2x2y = 2x-22y2=22y-2 = 2 より 2y=42y = 4、つまり y=2y=2
したがって、2x2=22x-2 = 2 より 2x=42x = 4x=2x=2。よって、x=y=2x=y=2。つまり、必要条件。
したがって、答えは ③。
(6) 四角形 ABCD がひし形であることは、四角形 ABCD が正方形であるための?
正方形ならばひし形であるので、必要条件。
ひし形であっても、正方形とは限らないので、十分条件ではない。
したがって、答えは ①。

3. 最終的な答え

(1) ②
(2) ①
(3) ②
(4) ③
(5) ③
(6) ①

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