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何重根号・改
難易度:
★★★★★
ケンスー
2009/04/28 22:43
前回は問題にミスがありましたので、出題し直します。今度はミスがないと思います。
問 次の根号を
全て
外せ。
4
√(-26+(20√2)+(8i√2)
6
√((14√2)+20))+
4
√(-26+(20√2)-(8i√2)
6
√((14√2)+20))
iは√(-1)です。
【
±4
】
回答募集は終了しました。
▲
△
▽
▼
No.1
小さい6とか4は、○乗根 の意味ですか?
よっしー
2009/04/29 12:48
質問すみません
ケンスー
そうです。
▲
△
▽
▼
No.2
ボムボム
2009/04/30 18:25
すいません、少し疑問点があります。
√の中身で複素数の場合は定義されていなかったと思うのですが?
例えば√iを考える場合、{±(1+i)/(√2)}^2=iですので、どちらかを取るように設定する必要があると思います。
しかし実数の場合の√4=+2のように、+を取ればいいとは一概には言えません。
というのも、実数では大小関係がありましたが、複素数そのものでは大小が意味のない関係になってしまうからです。
設定がないままですと一つの四乗根につき四通りの複素数が考えられます。
つまり答えの可能性は4*4=16通り、あり得ると思います。
ですので、せめてこの問題においてだけでも、
n
√(複素数)をどの複素数をとるか定義して頂かないと、答えが
でなくなる
特定できなくなると思います。
(4/30 23:36 一部修正)
ケンスー
めっちゃ遅れてすいません
ボムボムさんの解き方はわかりませんが、左右の項を別々に計算しているんですよね?(違ったらすいません)詳しくは計算していないんですけど左も右も実数解は一つではないですか?解は4つのうちの実数解にしてください。
あ、よく考えると虚数解でした
▲
△
▽
▼
No.3
ボムボム
2009/05/20 19:42
↑そうなんです、四つとも虚数になるのです
問題をA+Bと見なすと、AとBの根号の中身は共役なので、仮に(Aが4通り)×(Bが4通り)の計16通り計算すると、そのうちの四つは実数になると思います。
そのうちのどれかがおそらくケンスーさんの用意している答えになるのですが…
ケンスー
ボムボムさん以外くる気配がないので答え公開してもよろしいですか?
それから、こっちが用意している解を使って残りの解をだそうとしているんですが・・・どうみても(整数)+(虚数)になりそうにないので、解は一つかと。一応引き続き解いてみます
そういえば解は2つ用意していました。それつかえば2次方程式になるじゃん
というわけで解いてみると十六通り中解が実数になるのは
二つ
(四つでした)で、その
どちらも
うち二つが整数でした。解が一つでれば残りも出せるので頑張ってください
▲
△
▽
▼
No.4
ボムボム
2009/05/21 19:21
ケンスーさん、計算してみますのでお待ちください…
必ず四つ実数になると思いますが、整数になるかどうかは分かりません
▲
△
▽
▼
No.5
ボムボム
2009/05/21 23:38
参加者も少ないようですし、コメントの方に書きます。
問題があるようでしたら削除してください。改めて囁きの方に書きますので
6
√{(14√2)+20)}
に関しては中身が実数なので、正の数を取ることにすると、
6
√{(14√2)+20)} =
6
√{(2+√2)
3
} = √(2+√2)
でしたので、問題の式は
4
√{-26+(20√2)+(8i√2)√(2+√2)}+
4
√{-26+(20√2)-(8i√2)√(2+√2)}
です。ここからは根号の中身が複素数なので上で述べたことを考慮する必要がある。
上の式を
4
√(a
4
)+
4
√(b
4
)
と表す。
x=
4
√(a
4
)
とすると、
x
4
=a
4
x=a,ia,-a,-ia(iは虚数単位)
と表せる。
いろいろと計算した結果、
{2±i√(2-√2)}
4
= -26+(20√2)±(8i√2)√(2+√2)
でしたので、
a=2+i√(2-√2), b=2-i√(2-√2)
とおけることがわかりました。
4
√(a
4
)+
4
√(b
4
)
が実数になるのは、b=a
*
(
*
は共役の関係を表す)なので、
a+a
*
= a+b
ia+(ia)
*
= ia-ia
*
=i(a-b)
(-a)+(-a)
*
= -(a+b)
(-ia)+(-ia)
*
= -ia+ia
*
= i(-a+b)
の四つの場合だけ。
したがって実数の答えは
a+b = 4
i(a-b) = -2√(2-√2)
-(a+b) = -4
i(-a+b) = 2√(2-√2)
である。
まとめると、±4,±2√(2-√2)となる。
ケンスーさん、答えはこんなのになりましたけど、いかがでしょうか?
ケンスー
完璧です
ていうかいろいろ計算するだけで四乗根出せるんですか
ちなみに問題文には「全て外せ」なので±4が用意してた解です。昨日はテスト前で急いでいたのでミス連発してしまいました
それからどうでもいいことですが学校が休校に
テストも中止になりました
▲
△
▽
▼
No.6
ボムボム
2009/05/22 19:56
根号を外すときはこんな感じの計算をしました
四乗根は二乗根二つなので、まず-26+(20√2)±(8i√2)√(2+√2)を(a+bi)
2
と考えると
(a
2
-b
2
) + 2abi = {-26+(20√2)} ± {(8√2)√(2+√2)}i
ですので、実部・虚部がそれぞれ等しいので、
a
2
-b
2
= -26+20√2
ab = ±4(√2)√(2+√2)
です。
下の方を二乗してマイナスの符号をつけると
(a
2
)(-b
2
) = -32(2+√2)
ですので、a
2
と-b
2
を解に持つ二次方程式を解きました。
出て来た解のうち正の方がa
2
、負の方が-b
2
です。
a
2
の解が分かるのでaは±√(略)になりますが、
ab = ±4(√2)√(2+√2)
なので+の符号の場合はab>0だからab同符号、ab<0ならab異符号です。
したがって+の符号でも-の符号でもそれぞれ解は二通り出てきます。
(これはx
2
=-1のとき、x=±iとなるのと同じこと)
ただし、上で述べたように一つでも解を見つければ、x=a,ia,-a,-iaの計算で四つが出ることが分かっています。
ですのでそのうちのどれか一つだけについて計算していけばいいので、分かりやすいa>0,b>0のものと、a>0,b<0のものについての計算を進めました。
これで二乗根は外せるので、もう一度同じことをすれば四乗根を外せます。
僕の市にもついに感染者がでました
あちこち休校が出て来ているようです
ケンスー
やっぱりそうするしかないですよね。本解は違う方法で解いていますが
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よっしー
ボムボム
□
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