与えられた方程式 $27x^3 - 8 = 0$ を解いて、$x$ の値を求める問題です。

代数学方程式三次方程式複素数
2025/7/1

1. 問題の内容

与えられた方程式 27x38=027x^3 - 8 = 0 を解いて、xx の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた方程式を以下のように変形します。
27x3=827x^3 = 8
両辺を27で割ります。
x3=827x^3 = \frac{8}{27}
次に、両辺の立方根をとります。
x=8273x = \sqrt[3]{\frac{8}{27}}
827\frac{8}{27}23\frac{2}{3} の3乗であるため、
x=23x = \frac{2}{3}
また、複素数解も求めます。
27x38=(3x2)(9x2+6x+4)=027x^3 - 8 = (3x - 2)(9x^2 + 6x + 4) = 0
3x2=03x - 2 = 0 より x=23x = \frac{2}{3} (実数解)
9x2+6x+4=09x^2 + 6x + 4 = 0 を解くと、二次方程式の解の公式を使って
x=6±6249429=6±3614418=6±10818=6±6i318=1±i33x = \frac{-6 \pm \sqrt{6^2 - 4 \cdot 9 \cdot 4}}{2 \cdot 9} = \frac{-6 \pm \sqrt{36 - 144}}{18} = \frac{-6 \pm \sqrt{-108}}{18} = \frac{-6 \pm 6i\sqrt{3}}{18} = \frac{-1 \pm i\sqrt{3}}{3}
したがって、複素数解は x=1+i33x = \frac{-1 + i\sqrt{3}}{3}x=1i33x = \frac{-1 - i\sqrt{3}}{3} です。

3. 最終的な答え

x=23,1+i33,1i33x = \frac{2}{3}, \frac{-1 + i\sqrt{3}}{3}, \frac{-1 - i\sqrt{3}}{3}

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