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数の性質_平方根_根号の外れる条件

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 平方根

 根号の外れる条件

例題
  1. \(\sqrt{30-n}\)が整数となるような自然数\(n\)をすべて求めなさい。
  2. \(\sqrt{60n}\)が整数となるような自然数\(n\)を小さい方から3つ求めなさい。
  3. \(\sqrt{\dfrac{180}{n}}\)が整数となるような自然数\(n\)をすべて求めなさい。
  4. \(n\)が自然数で、\( n \lt \sqrt{x} \lt n+1\)を満たす整数\(x\)が\(32\)個あるとき、\(n\)の値を求めなさい。
    まずはこう解け!
 
  1. \( \sqrt{x}\)が整数になるとき\(x=k^2\)である。(\(k\)は正の整数)

—-個数の数え方—-[重要]

整数a,bに対して
      \( a \lt x \lt b \)を満たす整数\(x\)の個数は\(b-a \color{red}{-1}\)
   

    \( a \leqq x \leqq b \)を満たす整数\(x\)の個数は\(b-a \color{red}{+1}\)
   

両端を含まないときは「引いてマイナス1」、両端を含むときは「引いてプラス1」と覚える。

※番号順に並んでいると考えるとわかりやすい。

      1,2,3,4,5, 6,7,8,9,10,11,12,13
     

自分の番号が\(5\)で、番号\(12\)の人までを考える。
     
このとき、\(12-5\)というのは、自分の前から番号\(12\)まで何人いるかを計算している。つまり自分は入っていない。
     
両端を含むときは自分を含むようにプラス1をし、両端を含まないときは番号\(12\)の人を削るようにマイナス1をする。
   

解答
  1. \(\sqrt{30-n}\)が整数となるような自然数\(n\)をすべて求めなさい。
  2.  

    \(30-n=k^2\)とおく。(\(k\)は正の整数)

    \(n=30-k^2\)

      \(k=0\)のとき、\(n=30\)
      \(k=1\)のとき、\(n=29\)
      \(k=2\)のとき、\(n=26\)
      \(k=3\)のとき、\(n=21\)
      \(k=4\)のとき、\(n=14\)
      \(k=5\)のとき、\(n=5\)
      \(k=6\)のとき、\(n=-6\)となり自然数\(n\)に反する。

    \(a=5,14,21,26,29,30 \)

  3. \(\sqrt{60n}\)が整数となるような自然数\(n\)を小さい方から3つ求めなさい。
  4. \(\sqrt{60n}=\sqrt{2^2 \times 3 \times 5 \times n}\)

    根号の中が何かの二乗になれば良いので、
    \(n=3 \times 5 \times k^2\) (\(k\)は自然数)

    \(k=1\)のとき、\(n=15\)
    \(k=2\)のとき、\(n=60\)
    \(k=3\)のとき、\(n=135\)

    \(a=135 \)

  5. \(\sqrt{\dfrac{180}{a}}\)が整数となるような自然数\(n\)をすべて求めなさい。
  6.  

    \(\sqrt{\dfrac{180}{a}}=\sqrt{\dfrac{2^2 \times 3^2 \times 5}{a}}  \)

    根号の中が何かの二乗になるためには、\(a\)の因数に\(5\)は含まれる。

    また、約分できるので\(a\)の因数に\(2^2\)や\(3^2\)は含まれても良い。

    よって、

      \(a=5\)
      \(a=5 \times 2^2=20 \)
      \(a=5 \times 3^2=45 \)
      \(a=5 \times 2^2 \times 3^2=180 \)
     

    \(a=5,20,45,180 \)

  7. \(n\)が自然数で、\( n \lt \sqrt{x} \lt n+1\)を満たす整数\(x\)が\(32\)個あるとき、\(n\)の値を求めなさい。
  8.  

    すべての辺を二乗すると、

    \( n^2 \lt x \lt (n+1)^2 \)

    個数の関係から、

    \((n+1)^2-n^2-1=32\)

    \(2n=32\)

    \(n=16\)

    \(n=16 \)

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