【基本】平方根(中学3年)

(1)$ \sqrt{150a} $ が整数となるような自然数 $a$ を小さい順に3つ書き並べなさい。

(2)$ \sqrt{ \dfrac{40}{70}A } $ が整数となる自然数 $A$ のうち最小となるものを求めなさい。

解説

ルートが外れる条件とはなにかさえわかれば、簡単に解ける問題。
ルートが外れるのは、ルートの中が平方数(何かを2乗した数)のとき!
ルートの中が、平方数になるためにはどうしたらよいかを考えよ。

解答(1)

150を素因数分解すると、150=2×3×5×5
5のペアはすでにある。2と3が1つずつしかないので、これらのペアを補充してやれば、ルート内が平方数となる。
だから、まず150に×2と×3は最低限必要。
だから最小の $a$ の値は6 ・・・(答)
150に6を掛けると、150×6=2×2×3×3×5×5=900(30の2乗)と平方数になる。

ルート内に平方数が完成したので、あとはその数に平方数を掛けていくしかない。
(平方数でない数を掛けてしまうと、その数は平方数ではなくなる。)

平方数で最小のものは、$ 1^2=1 $ だが、これを掛けても変わらないので、次に小さい $ 2^2=4 $ を掛けてやる。
よって、2番目に小さい $a$ は、6×4=24 ・・・(答)
次に小さい平方数は、$ 3^2=9 $ なので、6×9=54 ・・・(答)

解答(2)

$ \sqrt{\dfrac{40}{77}A} $ のルート内を素因数分解して表現すると、$ \sqrt{\dfrac{2^3 \cdot 5}{7 \cdot 11}A} $ となる。

分子には、2のペアが1組と、単独の2と5がある。
分母には、7と11がひとつずつ。
全体が自然数になるためには、まず分母が約分されて1にならないといけない。
よって、$A$ には、7×11がまず必要。

次に分子を見ると、すでに2のペアが1組ある。
2と5がまだ単独なので、これにペアを作ってやる。
よって、$A$ には、2×5の掛け算が必要となる。

以上より、$ A=2 \cdot 5 \cdot 7 \cdot 11=770 $ ・・・(答)