数学検定3級

計算技能 第4回

問1

次の二次方程式を解きなさい。

\( x^2 - 7x + 12 = 0 \)
答え:\( x = 3,\ 4 \)

かけて \(12\)、たして \(-7\) になる2数は \(-3\) と \(-4\) です。

\( (x-3)(x-4) = 0 \) より \( x = 3,\ 4 \)

問2

次の二次方程式を解きなさい。

\( 2x^2 - 5x + 1 = 0 \)
答え:\( x = \dfrac{5 \pm \sqrt{17}}{4} \)

因数分解できないので、解の公式を使います。\( a=2,\ b=-5,\ c=1 \) より

\[ x = \frac{-(-5) \pm \sqrt{(-5)^2 - 4 \times 2 \times 1}}{2 \times 2} = \frac{5 \pm \sqrt{17}}{4} \]

問3

\(x\) についての二次方程式 \( x^2 + ax - 15 = 0 \) の解の1つが \(3\) であるとき、\(a\) の値を求めなさい。

答え:\( a = 2 \)

\( x = 3 \) を代入すると \( 9 + 3a - 15 = 0 \)

\( 3a = 6 \) より \( a = 2 \)

問4

上の問いの続きです。

この二次方程式のもう1つの解を求めなさい。

答え:\( x = -5 \)

\( a = 2 \) より、方程式は \( x^2 + 2x - 15 = 0 \)

\( (x+5)(x-3) = 0 \) より \( x = -5,\ 3 \)

もう1つの解は \( x = -5 \) です。

問5

\(x\) についての二次方程式 \( x^2 + ax + b = 0 \) の解が \(-2\) と \(6\) であるとき、\(a\) の値を求めなさい。

答え:\( a = -4 \)

解が \(-2\) と \(6\) である二次方程式(\(x^2\) の係数が1)は

\( (x+2)(x-6) = 0 \) すなわち \( x^2 - 4x - 12 = 0 \)

係数を比べて \( a = -4 \)

問6

上の問いの続きです。

\(b\) の値を求めなさい。

答え:\( b = -12 \)

問5の \( x^2 - 4x - 12 = 0 \) と係数を比べて \( b = -12 \)

(別解)\(x=-2,\ 6\) をそれぞれ代入して連立方程式 \( 4 - 2a + b = 0,\ 36 + 6a + b = 0 \) を解いても求められます。

問7

連続する2つの正の整数があり、それぞれを2乗した数の和は \(85\) です。小さいほうの整数を \(x\) として二次方程式をつくり、\( x^2 + px + q = 0 \) の形で表しなさい。

答え:\( x^2 + x - 42 = 0 \)

大きいほうの整数は \( x + 1 \) と表せるので

\( x^2 + (x+1)^2 = 85 \)

\( 2x^2 + 2x + 1 = 85 \) → \( 2x^2 + 2x - 84 = 0 \)

両辺を2でわって \( x^2 + x - 42 = 0 \)

問8

上の問いの続きです。

この2つの正の整数を求めなさい。

答え:\(6\) と \(7\)

\( x^2 + x - 42 = 0 \) より \( (x+7)(x-6) = 0 \) → \( x = -7,\ 6 \)

\(x\) は正の整数なので \( x = 6 \)

よって、2つの整数は \(6\) と \(7\)(確かめ:\(36 + 49 = 85\))

問9

下の図のように、縦 \(20\,\mathrm{m}\)、横 \(30\,\mathrm{m}\) の長方形の土地に、同じ幅の道を縦と横に1本ずつつくり、残りを花だんにします。花だんの面積が \(504\,\mathrm{m}^2\) になるとき、道の幅を \(x\,\mathrm{m}\) として二次方程式をつくり、\( x^2 + px + q = 0 \) の形で表しなさい。

30 m 20 m x x 花だん
答え:\( x^2 - 50x + 96 = 0 \)

道を端に寄せて考えると、花だんは縦 \( (20 - x)\,\mathrm{m} \)、横 \( (30 - x)\,\mathrm{m} \) の長方形と同じ面積になります。

\( (20 - x)(30 - x) = 504 \)

\( 600 - 50x + x^2 = 504 \) → \( x^2 - 50x + 96 = 0 \)

問10

上の問いの続きです。

道の幅は何 m ですか。

答え:\( 2\,\mathrm{m} \)

\( x^2 - 50x + 96 = 0 \) より \( (x - 2)(x - 48) = 0 \) → \( x = 2,\ 48 \)

道の幅は土地の縦 \(20\,\mathrm{m}\) より短いので、\( 0 < x < 20 \)

よって \( x = 2 \)(\( x = 48 \) は問題に合わない)