大学入試センター試験 2017年(平成29年) 本試 数学ⅠA 第1問 [1] 解説

解説

(x+2x)2を展開すると、
(x+2x)2=x2+4+4x2式A
となる。
ここで、問題文より
x2+4x2=9式B
だから、
x2+4+4x2=13
である。
なので、式Aは、
(x+2x)2=13式C
となる。

解答ア:1, イ:3

別解

今回は上の解説のように展開した方が早いけど、せっかくだから式の値を求めるときによく使う変形の復習をしておこう。

復習

A2+B2=(A+B)22AB式D
A2+B2=(AB)2+2AB
A3+B3=(A+B)33AB(A+B)式E
A3B3=(AB)3+3AB(AB)

x2+4x2=x2+(2x)2
だから、式Dより、
x2+4x2=(x+2x)22x2x
なので、
9=(x+2x)24
(x+2x)2=13式C
となる。

解答ア:1, イ:3

ここで、xは正の実数だから、
0<x+2x
と言える。
よって、式Cより
x+2x=13式F
である。


x3+8x3=x3+(2x)3
なので、A3+B3の値を求める問題。
上の復習の式Eを使ってもいいんだけど、問題文は因数分解しているから、それに合わせないといけない。
で、念のために3乗の因数分解の公式の復習だ。

公式

a3±b3=(a±b)(a2ab+b2)

なので、問題文の式は、
x3+8x3=(x+2x){x2x2x+(2x)2}
x3+8x3=(x+2x)(x2+4x22)
と変形できる。

解答ウ2

これに式B,式Fを代入して、
x3+8x3=13×(92)
            =713
となる。

解答エ:7, オ:1, カ:3


x4+16x4=(x2)2+(4x2)2
なので、復習の式Dより、
x4+16x4=(x2+4x2)22x24x2
x4+16x4=(x2+4x2)28
と変形できる。
これに式Bを代入して、
x4+16x4=928
            =73
である。

解答キ:7, ク:3