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数学の問題の解き方を教えてほしいです
高三です。この問題の最後の部分が理解出来なくて困ってます💦赤で囲んであるところです、特に波線の部分がわかりません、、
わかる方教えていただけると助かります!
回答
山田 太郎 さん、こんにちは。初めての方ですね。よろしく。
アイデアとしては
$x^2+\dfrac{16}{x^2}=9$ から
$x+\dfrac{4}{x}=\sqrt{17}$ ときた流れで、
$\sqrt{x}+\dfrac{2}{\sqrt{x}}=?$ が同じ方法で求められるんじゃないかな、と考えたのですね。
解答とは違いますが、逆方向に
$x+\dfrac{4}{x}=\left(\sqrt{x}\right)^2+\left(\dfrac{2}{\sqrt{x}}\right)^2$
と考えれば、まえと同様に
$\left(\sqrt{x}\right)^2+4+\left(\dfrac{2}{\sqrt{x}}\right)^2=4+\sqrt{17}$
$\left(\sqrt{x}+\dfrac{2}{\sqrt{x}}\right)^2=4+\sqrt{17}$ となりますよ。
ここで $\sqrt{17}$ は $4=\sqrt{16}<\sqrt{17}<\sqrt{25}=5$ なので上の式は
$4+4<\left(\sqrt{x}+\dfrac{2}{\sqrt{x}}\right)^2=4+\sqrt{17}<4+5$
$8<\left(\sqrt{x}+\dfrac{2}{\sqrt{x}}\right)^2<9$
さて、ここで2乗したものが8と9の間にあるので、
2乗する前のものは $\sqrt{8}$ と $\sqrt{9}$ の間にあるか、または
$-\sqrt{9}$ と $-\sqrt{8}$ の間にあることが分かります。
でも $\sqrt{x}>2>0,0<\dfrac{1}{\sqrt{x}}<\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ であり、和は必ず正なので、
$-\sqrt{9}$ と $-\sqrt{8}$ の間にあることはありません。
よって $\sqrt{8}<\sqrt{x}+\dfrac{2}{\sqrt{x}}<\sqrt{9}$ に限られます。
$2\sqrt{2}<\sqrt{x}+\dfrac{2}{\sqrt{x}}<3$
$2<2\sqrt{2}<\sqrt{x}+\dfrac{2}{\sqrt{x}}<3$
よって$2<\sqrt{x}+\dfrac{2}{\sqrt{x}}<3$ が分かったというわけです!
なるべく細かく途中を書いたつもりですが、どうでしょうか?
これで大丈夫ですか?会話型を目指しています。これを読んだら、わかったとか、まだこのへんがわからないから説明してほしいとか、コメント欄に何か返事を書いてください。返事がないと、せっかく書いたものを読んでくれたのかどうか、書いたものが役に立ったのかどうか、こちらではわからないのです。コメントよろしく。
丁寧な解説ありがとうございます! わからなかった部分もきちんと理解出来ました! 返信も早くしていただけてとても助かりました!!これからも利用させてください😊 ありがとうございました!
お褒めの言葉、ありがとうございます。またどうぞ!