【高校数学I】数と式を完全攻略~基本から応用までを徹底解説します!~実数-例題9

例題

$\sqrt{13+4\sqrt{10}},\ \sqrt{6-\sqrt{20}},\ \sqrt{14-3\sqrt{20}}$ のうち, 小数部分が $\sqrt{5}$ の小数部分と等しいものはどれか.

指針

2重根号を外して考える. 小数部分が $\sqrt{5}$ の小数部分と等しくなる条件は, その数と $\sqrt{5}$ との差が整数になることである.

解答

  • $\sqrt{13+4\sqrt{10}}
    =\sqrt{13+2\sqrt{40}}
    =\sqrt{(\sqrt{8}+\sqrt{5})^{2}}
    =\sqrt{8}+\sqrt{5}
    =2\sqrt{2}+\sqrt{5}$
    より, $2\sqrt{2}+\sqrt{5}-\sqrt{5}=2\sqrt{2}$ は整数ではない.
  • $\sqrt{6-\sqrt{20}}
    =\sqrt{6-2\sqrt{5}}
    =\sqrt{(\sqrt{5}-\sqrt{1})^{2}}
    =\sqrt{5}-1$
    より, $\sqrt{5}-1-\sqrt{5}=-1$ は整数.
  • $\sqrt{14-3\sqrt{20}}
    =\sqrt{14-6\sqrt{5}}
    =\sqrt{(\sqrt{9}-\sqrt{5})^{2}}
    =3-\sqrt{5}$
    より, $3-\sqrt{5}-\sqrt{5}=3-2\sqrt{5}$ は整数ではない.

従って, 小数部分が $\sqrt{5}$ の小数部分と等しいものは, $\sqrt{6-\sqrt{20}}$.

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