イマセン第16回 条件をそろえよう〜4〜
ところでこの問題を、次のように解いてみたらどうだろう?
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(解答) 方程式
・・・(*)
において、解の1つを とする。その平方 も解であるから、
ここから を消去するために、(1)を について整理して、
ここで、 はこの方程式を満たさない(右辺は0だが左辺は0以外になる)ので、両辺を で割ると、
・・・(3)
これを(2)に代入して、
分母を払って整理する(途中経過はかなり省略する)と、
よって、この方程式の実数解は、 ・・・(**)
これらをそれぞれ(3)に代入して、
のとき 、 のとき 、 のとき 。
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さて、ここで解答を終了させて「」を答えにしてしまうと、〜2〜で求めた正答( のみ)と照らし合わせても分かるとおり、誤答である。
一見文字の個数=式の個数であるからきちんと解けたように見える。どういうことだろうか。
本当の答えは だけなのだが、 の値が3つも出てきてしまった。実はこの解答には続きがある。
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(解答続き)
のとき方程式(*)は となり、この2解は 。
よって条件を満たさず不適。
のとき方程式(*)は となり、この2解は 。
よって条件を満たさず不適。
のとき方程式(*)は となり、この2解は 。
これは条件を満たすので適する。
以上より、
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のとき、 である。このとき(1)(2)は(見た目こそ違うが)まったく同じ式である。
つまり「少なくとも (または1)を解に持つときの の値」を求めているに過ぎず、このとき他方の解についてはまったく考えられていない。
したがって(1)(2)だけでは「一方の解が他の解の平方」という条件をきちんと満たしているとは言えない(場合によって式の個数が減ってしまう)。だから の値を求めた後、改めてこの条件を満たすかを、方程式(*)に戻って確認しないといけないのだ。
とりあえず求められたを改めて(*)に代入して、「 であれば確かに条件を満たす」ということが導かれた。これを「十分性の確認」という。
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