問題は2つあります。 1つ目は、$(x-1)(x-2)(x-3) = 4 \cdot 3 \cdot 2$ を解く問題です。 2つ目は、$(x^2 - 5x + 1)(x^2 - 5x + 9) + 15 = 0$ を解く問題です。

代数学三次方程式二次方程式因数分解複素数変数変換
2025/7/18

1. 問題の内容

問題は2つあります。
1つ目は、(x1)(x2)(x3)=432(x-1)(x-2)(x-3) = 4 \cdot 3 \cdot 2 を解く問題です。
2つ目は、(x25x+1)(x25x+9)+15=0(x^2 - 5x + 1)(x^2 - 5x + 9) + 15 = 0 を解く問題です。

2. 解き方の手順

**1つ目の問題:** (x1)(x2)(x3)=432(x-1)(x-2)(x-3) = 4 \cdot 3 \cdot 2
まず、右辺を計算します。
432=244 \cdot 3 \cdot 2 = 24
次に、左辺を展開します。
(x1)(x2)(x3)=(x23x+2)(x3)=x33x23x2+9x+2x6=x36x2+11x6(x-1)(x-2)(x-3) = (x^2 - 3x + 2)(x-3) = x^3 - 3x^2 - 3x^2 + 9x + 2x - 6 = x^3 - 6x^2 + 11x - 6
よって、方程式は次のようになります。
x36x2+11x6=24x^3 - 6x^2 + 11x - 6 = 24
x36x2+11x30=0x^3 - 6x^2 + 11x - 30 = 0
この三次方程式を解くには、因数定理を利用します。x=3x=3を代入してみると、2754+3330027 - 54 + 33 - 30 \ne 0なので、x=3x=3は解ではありません。次にx=5x=5を代入すると、125150+5530=0125 - 150 + 55 - 30 = 0なので、x=5x=5は解です。
したがって、x5x-5は因数です。三次式をx5x-5で割ると、
x36x2+11x30=(x5)(x2x+6)x^3 - 6x^2 + 11x - 30 = (x-5)(x^2 - x + 6)
x2x+6=0x^2 - x + 6 = 0の解は、x=1±1462=1±232=1±i232x = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot 6}}{2} = \frac{1 \pm \sqrt{-23}}{2} = \frac{1 \pm i\sqrt{23}}{2}
したがって、解はx=5,1+i232,1i232x = 5, \frac{1 + i\sqrt{23}}{2}, \frac{1 - i\sqrt{23}}{2}
**2つ目の問題:** (x25x+1)(x25x+9)+15=0(x^2 - 5x + 1)(x^2 - 5x + 9) + 15 = 0
y=x25xy = x^2 - 5xと置くと、与えられた方程式は次のようになります。
(y+1)(y+9)+15=0(y + 1)(y + 9) + 15 = 0
y2+10y+9+15=0y^2 + 10y + 9 + 15 = 0
y2+10y+24=0y^2 + 10y + 24 = 0
(y+6)(y+4)=0(y + 6)(y + 4) = 0
したがって、y=6y = -6またはy=4y = -4
x25x=6x^2 - 5x = -6のとき、x25x+6=0x^2 - 5x + 6 = 0(x2)(x3)=0(x-2)(x-3) = 0、よってx=2,3x = 2, 3
x25x=4x^2 - 5x = -4のとき、x25x+4=0x^2 - 5x + 4 = 0(x1)(x4)=0(x-1)(x-4) = 0、よってx=1,4x = 1, 4

3. 最終的な答え

1つ目の問題:x=5,1+i232,1i232x = 5, \frac{1 + i\sqrt{23}}{2}, \frac{1 - i\sqrt{23}}{2}
2つ目の問題:x=1,2,3,4x = 1, 2, 3, 4

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