数学検定3級

計算技能 第5回

問1
次の二次方程式を解きなさい。
\( x^2 - 7x + 12 = 0 \)
▼ 解答・解説

答え:\( x = 3,\ 4 \)

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

\[ (x-3)(x-4) = 0 \] \[ x = 3,\ 4 \]
問2
次の二次方程式を解きなさい。
\( (x-3)^2 = 5 \)
▼ 解答・解説

答え:\( x = 3 \pm \sqrt{5} \)

\(x-3\) は \(5\) の平方根なので、

\[ x - 3 = \pm\sqrt{5} \] \[ x = 3 \pm \sqrt{5} \]
問3
次の二次方程式を解きなさい。
\( 2x^2 + 5x - 1 = 0 \)
▼ 解答・解説

答え:\( x = \dfrac{-5 \pm \sqrt{33}}{4} \)

因数分解できないので、解の公式 \( x = \dfrac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \) に \(a=2,\ b=5,\ c=-1\) を代入します。

\[ x = \frac{-5 \pm \sqrt{5^2 - 4 \times 2 \times (-1)}}{2 \times 2} = \frac{-5 \pm \sqrt{25 + 8}}{4} = \frac{-5 \pm \sqrt{33}}{4} \]
問4
次の二次方程式を解きなさい。
\( (x+2)(x-5) = 2x - 4 \)
▼ 解答・解説

答え:\( x = -1,\ 6 \)

左辺を展開して、右辺を移項し整理します。

\[ x^2 - 3x - 10 = 2x - 4 \] \[ x^2 - 5x - 6 = 0 \] \[ (x+1)(x-6) = 0 \] \[ x = -1,\ 6 \]
問5
\(x\) 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。
▼ 解答・解説

答え:\( a = 2 \)

\(x = 3\) を方程式に代入します。

\[ 3^2 + 3a - 15 = 0 \] \[ 3a = 6 \] \[ a = 2 \]
問6
上の問いの続きです。この方程式のもう1つの解を求めなさい。
▼ 解答・解説

答え:\( x = -5 \)

\(a = 2\) を代入すると、

\[ x^2 + 2x - 15 = 0 \] \[ (x+5)(x-3) = 0 \] \[ x = -5,\ 3 \]

\(3\) 以外の解なので、もう1つの解は \(-5\) です。

問7
次の二次方程式を解きなさい。
\( 3x^2 = 12x \)
▼ 解答・解説

答え:\( x = 0,\ 4 \)

右辺を移項して、共通因数 \(3x\) でくくります。両辺を \(x\) でわると \(x=0\) の解が失われるので注意します。

\[ 3x^2 - 12x = 0 \] \[ 3x(x - 4) = 0 \] \[ x = 0,\ 4 \]
問8
連続する2つの正の整数があります。この2つの数の積が \(156\) になるとき、2つの整数を求めなさい。
▼ 解答・解説

答え:\(12\) と \(13\)

小さいほうの整数を \(n\) とすると、大きいほうは \(n+1\) と表せます。

\[ n(n+1) = 156 \] \[ n^2 + n - 156 = 0 \] \[ (n+13)(n-12) = 0 \] \[ n = -13,\ 12 \]

\(n\) は正の整数なので \(n = 12\)。よって、2つの整数は \(12\) と \(13\) です。

問9
下の図のように、縦 \(8\,\text{m}\)、横 \(12\,\text{m}\) 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 \(60\,\text{m}^2\) になるとき、道の幅を \(x\,\text{m}\) として方程式をつくり、\( x^2 + px + q = 0 \) の形に整理しなさい。
12 m 8 m x m x m 花だん 花だん 花だん 花だん
▼ 解答・解説

答え:\( x^2 - 20x + 36 = 0 \)

道を土地の端に寄せて考えると、花だんは縦 \((8-x)\,\text{m}\)、横 \((12-x)\,\text{m}\) の1つの長方形になります。

\[ (8-x)(12-x) = 60 \] \[ 96 - 20x + x^2 = 60 \] \[ x^2 - 20x + 36 = 0 \]
問10
上の問いの続きです。道の幅は何 m ですか。
▼ 解答・解説

答え:\(2\,\text{m}\)

\[ x^2 - 20x + 36 = 0 \] \[ (x-2)(x-18) = 0 \] \[ x = 2,\ 18 \]

道の幅は土地の縦の長さ \(8\,\text{m}\) より短いので、\(0 < x < 8\)。よって \(x = 2\) です。