【質問】数学:4x^2+y^2+25z^2-2xy-5zy-10xz=0が成り立つときの x:y:z

〔質問〕
4x2+y2+25z2-2xy-5zy-10xz=0 が成り立つとき、x:y:z=◻︎:◻︎:◻︎ となる。
という問題のやり方を教えてください。
〔回答〕
「2次式=0」という方程式を解けという問題の場合、99%以上はふつうの解き方(因数分解、もしくは解の公式)をしますが、
ごくまれに A2+B2=0 や A2+B2+C2=0 のような2乗の和の形に変形し、A2, B2, C2 のそれぞれが負になることはないため A=0, B=0, C=0 しかありえない、という解き方をする場合があります(厳密には「A, B, C は実数なので」の注記が必要)
 
今回の問題を解くに当たっては、いきなりは気付けないと思いますので、まずは因数分解することを検討してもらったら構いません。
ですが、実際にはできないので、次の作戦として、A2+B2+C2=0 型ではないのか?という思考回路で解いていくことになります。
 
方法としては、複数文字の場合の定石として、ある1つの文字に注目して変形します。例えば x に注目するなら、y, z は数字扱いします。
今回は因数分解ができませんので、次の選択肢として平方完成することを検討してください。
 
すると、{●x+(●y+●z)}2+(y, z の2次式)=0 という形に変形できると思いますが、今回は後ろの(y, z の2次式)の部分もうまく変形できて、A2+B2=0 型の式に変形できると思います。
その結果、A=0, B=0 しかありえない、という計算をしてもらったらOKです。

 

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