$x = \frac{1}{2-\sqrt{3}}$、 $y = \frac{1}{2+\sqrt{3}}$のとき、次の式の値を求めます。 (1) $x+y$ (2) $xy$ (3) $x^2+y^2$ (4) $x^3y + xy^3$ (5) $x^3 + y^3$

代数学式の計算有理化展開因数分解
2025/6/21

1. 問題の内容

x=123x = \frac{1}{2-\sqrt{3}}y=12+3y = \frac{1}{2+\sqrt{3}}のとき、次の式の値を求めます。
(1) x+yx+y
(2) xyxy
(3) x2+y2x^2+y^2
(4) x3y+xy3x^3y + xy^3
(5) x3+y3x^3 + y^3

2. 解き方の手順

まず、xxyyをそれぞれ有理化します。
x=123=1(2+3)(23)(2+3)=2+343=2+3x = \frac{1}{2-\sqrt{3}} = \frac{1(2+\sqrt{3})}{(2-\sqrt{3})(2+\sqrt{3})} = \frac{2+\sqrt{3}}{4-3} = 2+\sqrt{3}
y=12+3=1(23)(2+3)(23)=2343=23y = \frac{1}{2+\sqrt{3}} = \frac{1(2-\sqrt{3})}{(2+\sqrt{3})(2-\sqrt{3})} = \frac{2-\sqrt{3}}{4-3} = 2-\sqrt{3}
(1) x+y=(2+3)+(23)=4x+y = (2+\sqrt{3}) + (2-\sqrt{3}) = 4
(2) xy=(2+3)(23)=43=1xy = (2+\sqrt{3})(2-\sqrt{3}) = 4-3 = 1
(3) x2+y2=(x+y)22xy=422(1)=162=14x^2 + y^2 = (x+y)^2 - 2xy = 4^2 - 2(1) = 16 - 2 = 14
(4) x3y+xy3=xy(x2+y2)=1(14)=14x^3y + xy^3 = xy(x^2 + y^2) = 1(14) = 14
(5) x3+y3=(x+y)33xy(x+y)=433(1)(4)=6412=52x^3+y^3=(x+y)^3 - 3xy(x+y)=4^3 - 3(1)(4)=64-12=52

3. 最終的な答え

(1) x+y=4x+y = 4
(2) xy=1xy = 1
(3) x2+y2=14x^2+y^2 = 14
(4) x3y+xy3=14x^3y+xy^3 = 14
(5) x3+y3=52x^3 + y^3 = 52

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