正の数 $a$ を係数とする2次方程式 $x^2 - ax + 1 = 0$ が、実数解 $p$ と $q$ を持ち、$p - q = 1$ を満たすとき、$a$ と $p$ の値を求める問題です。

代数学二次方程式解と係数の関係解の差平方根
2025/6/21

1. 問題の内容

正の数 aa を係数とする2次方程式 x2ax+1=0x^2 - ax + 1 = 0 が、実数解 ppqq を持ち、pq=1p - q = 1 を満たすとき、aapp の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

2次方程式 x2ax+1=0x^2 - ax + 1 = 0 の解が ppqq であるから、解と係数の関係より、
\begin{align*}
p + q &= a \\
pq &= 1
\end{align*}
また、pq=1p - q = 1 である。
p+q=ap + q = apq=1p - q = 1 の2式から、ppqqaa で表すことを試みる。
2式を足し合わせると、
2p=a+12p = a + 1
よって、
p=a+12p = \frac{a+1}{2}
同様に、2式を引き合わせると、
2q=a12q = a - 1
よって、
q=a12q = \frac{a-1}{2}
ここで、pq=1pq = 1 であるから、
(a+12)(a12)=1(\frac{a+1}{2})(\frac{a-1}{2}) = 1
a214=1\frac{a^2 - 1}{4} = 1
a21=4a^2 - 1 = 4
a2=5a^2 = 5
a=±5a = \pm \sqrt{5}
aa は正の数であるから、a=5a = \sqrt{5}
p=a+12p = \frac{a+1}{2} であり、a=5a = \sqrt{5} であるから、
p=5+12p = \frac{\sqrt{5}+1}{2}

3. 最終的な答え

a=5a = \sqrt{5}
p=5+12p = \frac{\sqrt{5}+1}{2}

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