与えられた二次式 $x^2 + 5x + 16$ を扱い、どのような処理をするべきかが不明です。ここでは、平方完成、解の判別、解の公式による解の算出の3つの可能性について考察します。

代数学二次方程式平方完成判別式解の公式
2025/7/6

1. 問題の内容

与えられた二次式 x2+5x+16x^2 + 5x + 16 を扱い、どのような処理をするべきかが不明です。ここでは、平方完成、解の判別、解の公式による解の算出の3つの可能性について考察します。

2. 解き方の手順

(1) 平方完成
与えられた二次式 x2+5x+16x^2 + 5x + 16 を平方完成します。
まず、x2+5xx^2 + 5x の部分を (x+a)2(x + a)^2 の形にすることを考えます。
(x+a)2=x2+2ax+a2(x + a)^2 = x^2 + 2ax + a^2 なので、2a=52a = 5 となるように aa を選びます。
a=52a = \frac{5}{2} となります。
したがって、x2+5x=(x+52)2(52)2=(x+52)2254x^2 + 5x = (x + \frac{5}{2})^2 - (\frac{5}{2})^2 = (x + \frac{5}{2})^2 - \frac{25}{4} となります。
x2+5x+16=(x+52)2254+16=(x+52)2254+644=(x+52)2+394x^2 + 5x + 16 = (x + \frac{5}{2})^2 - \frac{25}{4} + 16 = (x + \frac{5}{2})^2 - \frac{25}{4} + \frac{64}{4} = (x + \frac{5}{2})^2 + \frac{39}{4}
(2) 解の判別
与えられた二次式 x2+5x+16=0x^2 + 5x + 16 = 0 の判別式 DD を計算します。
D=b24acD = b^2 - 4ac で、a=1a = 1, b=5b = 5, c=16c = 16 です。
D=524116=2564=39D = 5^2 - 4 \cdot 1 \cdot 16 = 25 - 64 = -39
判別式が負なので、実数解は存在しません。
(3) 解の公式
与えられた二次式 x2+5x+16=0x^2 + 5x + 16 = 0 を解の公式を使って解きます。
解の公式は、x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} です。
a=1a = 1, b=5b = 5, c=16c = 16 を代入すると、
x=5±52411621=5±25642=5±392=5±i392x = \frac{-5 \pm \sqrt{5^2 - 4 \cdot 1 \cdot 16}}{2 \cdot 1} = \frac{-5 \pm \sqrt{25 - 64}}{2} = \frac{-5 \pm \sqrt{-39}}{2} = \frac{-5 \pm i\sqrt{39}}{2}

3. 最終的な答え

(1) 平方完成: (x+52)2+394(x + \frac{5}{2})^2 + \frac{39}{4}
(2) 判別式: D=39D = -39 (実数解なし)
(3) 解の公式: x=5±i392x = \frac{-5 \pm i\sqrt{39}}{2}

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