【中3数学】a+b=100 のとき a^3+b^3+3ab(a+b) の値は?公式に気づけば10秒で終わる問題?

中3数学

今日の1問は、一見すると計算が大変そうな式の値の問題です。
でも、ある公式に気づくと10秒で終わる?♪

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今日の問題

正の整数 a、b が a + b = 100 を満たしている。このとき、a3 + b3 + 3ab(a + b) の値を求めよ。

正の整数a,bがa+b=100を満たすとき、a³+b³+3ab(a+b)の値を求める問題の図

まずヒント

a と b の値は1つに決まりません。それでも答えは決まります。

(a + b)3 を展開すると、どんな式になるでしょうか?

解き方

ステップ1 (a+b)3 を展開する

(a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3

ステップ2 問題の式と見比べる

3a2b + 3ab2 = 3ab(a + b) なので、(a + b)3 = a3 + b3 + 3ab(a + b) と書けます。

つまり、問題の式は (a + b)3 そのものです。

ステップ3 a+b=100 を入れる

(a + b)3 = 1003 = 100 × 100 × 100

ステップ4 具体的な値で確かめる

a = 1、b = 99 とすると、1 + 970299 + 3 × 1 × 99 × 100 = 1 + 970299 + 29700 = 1000000。確かに同じ値になります。

答え

1000000(100万)

1003 = 1000000 です。

ひらめきで解く方法

式のかたちを見て「どこかで見た公式に似ている」と気づくのがコツです。a3 + b3 + 3ab(a + b) は、(a + b)3 の展開をそのまま並べたものです。

a や b を求めようとせず、まとまりで見ると一気に簡単になります。

間違えやすいところ

  • a、b を1つずつ求めようとしない(組はたくさんあります)
  • (a + b)3 を a3 + b3 と書かない(3ab(a + b) の項が必要です)
  • 1003 のゼロの数は6個です

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