方程式 $x^3 - 1 = 0$ を解きます。

代数学三次方程式因数分解複素数
2025/7/19

1. 問題の内容

方程式 x31=0x^3 - 1 = 0 を解きます。

2. 解き方の手順

まず、x31x^3 - 1 を因数分解します。これは a3b3=(ab)(a2+ab+b2)a^3 - b^3 = (a-b)(a^2+ab+b^2) という因数分解の公式を利用します。
x31=x313x^3 - 1 = x^3 - 1^3 と見なせるので、a=xa=xb=1b=1 とすると、
x31=(x1)(x2+x+1)x^3 - 1 = (x-1)(x^2 + x + 1)
となります。
したがって、方程式は
(x1)(x2+x+1)=0(x-1)(x^2+x+1) = 0
と書き換えられます。
この式が0となるためには、x1=0x-1=0 または x2+x+1=0x^2+x+1=0 である必要があります。
x1=0x-1 = 0 を解くと、x=1x = 1 が得られます。
x2+x+1=0x^2+x+1 = 0 を解くために、解の公式を使います。ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 の解は
x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
で与えられます。この場合、a=1a=1, b=1b=1, c=1c=1 なので、
x=1±124(1)(1)2(1)=1±32=1±i32x = \frac{-1 \pm \sqrt{1^2 - 4(1)(1)}}{2(1)} = \frac{-1 \pm \sqrt{-3}}{2} = \frac{-1 \pm i\sqrt{3}}{2}
となります。

3. 最終的な答え

したがって、x31=0x^3 - 1 = 0 の解は、
x=1,1+i32,1i32x = 1, \frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}, \frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}
です。

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