画像に写っている複数の数学の問題を解く必要があります。これらの問題は2次方程式の解法、解の公式、解と係数の関係に関わるものです。

代数学二次方程式解の公式解と係数の関係因数分解判別式
2025/7/21

1. 問題の内容

画像に写っている複数の数学の問題を解く必要があります。これらの問題は2次方程式の解法、解の公式、解と係数の関係に関わるものです。

2. 解き方の手順

2.2 2次方程式の解法

1. $x^2 - 5x + 6 = 0$

因数分解すると、(x2)(x3)=0(x-2)(x-3) = 0
よって、x=2,3x = 2, 3

2. $2x^2 + x - 3 = 0$

因数分解すると、(2x+3)(x1)=0(2x+3)(x-1) = 0
よって、x=32,1x = -\frac{3}{2}, 1

3. $x^2 = 4x$

x24x=0x^2 - 4x = 0
x(x4)=0x(x-4) = 0
よって、x=0,4x = 0, 4

4. $3x^2 - 9 = 0$

3x2=93x^2 = 9
x2=3x^2 = 3
よって、x=±3x = \pm\sqrt{3}

5. $x^2 + 2x + 5 = 0$

解の公式を使うと、x=2±224(1)(5)2(1)=2±4202=2±162=2±4i2=1±2ix = \frac{-2 \pm \sqrt{2^2 - 4(1)(5)}}{2(1)} = \frac{-2 \pm \sqrt{4 - 20}}{2} = \frac{-2 \pm \sqrt{-16}}{2} = \frac{-2 \pm 4i}{2} = -1 \pm 2i
実数解はないので、「なし」
3.2 2次方程式の解の公式

1. $x^2 - 6x + 8 = 0$

解の公式を使うと、x=6±(6)24(1)(8)2(1)=6±36322=6±42=6±22=3±1x = \frac{6 \pm \sqrt{(-6)^2 - 4(1)(8)}}{2(1)} = \frac{6 \pm \sqrt{36 - 32}}{2} = \frac{6 \pm \sqrt{4}}{2} = \frac{6 \pm 2}{2} = 3 \pm 1
よって、x=4,2x = 4, 2

2. $2x^2 + 3x - 2 = 0$

解の公式を使うと、x=3±324(2)(2)2(2)=3±9+164=3±254=3±54x = \frac{-3 \pm \sqrt{3^2 - 4(2)(-2)}}{2(2)} = \frac{-3 \pm \sqrt{9 + 16}}{4} = \frac{-3 \pm \sqrt{25}}{4} = \frac{-3 \pm 5}{4}
よって、x=12,2x = \frac{1}{2}, -2

3. $5x^2 - x - 1 = 0$

解の公式を使うと、x=1±(1)24(5)(1)2(5)=1±1+2010=1±2110x = \frac{1 \pm \sqrt{(-1)^2 - 4(5)(-1)}}{2(5)} = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 20}}{10} = \frac{1 \pm \sqrt{21}}{10}

4. $x^2 + 4x + 5 = 0$

解の公式を使うと、x=4±424(1)(5)2(1)=4±16202=4±42=4±2i2=2±ix = \frac{-4 \pm \sqrt{4^2 - 4(1)(5)}}{2(1)} = \frac{-4 \pm \sqrt{16 - 20}}{2} = \frac{-4 \pm \sqrt{-4}}{2} = \frac{-4 \pm 2i}{2} = -2 \pm i

5. 一般形 $ax^2 + bx + c = 0$

解の公式は、x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}

4. 解と係数の関係

1. $x^2 - sx + p = 0$ の解を $\alpha, \beta$ とすると、解と係数の関係より、

α+β=s\alpha + \beta = s
αβ=p\alpha \beta = p

2. $\alpha, \beta$ が $x^2 - 4x + 3 = 0$ の解であるとき、解と係数の関係より、

α+β=4\alpha + \beta = 4
αβ=3\alpha \beta = 3

3. 解が $1, -3$ となる二次方程式

(x1)(x+3)=0(x - 1)(x + 3) = 0
x2+3xx3=0x^2 + 3x - x - 3 = 0
x2+2x3=0x^2 + 2x - 3 = 0

4. 解の積が $5$、和が $2$ である二次方程式

解と係数の関係より、x2()x+()=0x^2 - (\text{和})x + (\text{積}) = 0
x22x+5=0x^2 - 2x + 5 = 0

5. $x^2 - (k+1)x + k = 0$ が実数解をもつための $k$ の範囲

判別式 D=b24ac0D = b^2 - 4ac \geq 0 であればよい。
D=((k+1))24(1)(k)=(k+1)24k=k2+2k+14k=k22k+1=(k1)20D = (-(k+1))^2 - 4(1)(k) = (k+1)^2 - 4k = k^2 + 2k + 1 - 4k = k^2 - 2k + 1 = (k-1)^2 \geq 0
(k1)20(k-1)^2 \geq 0 は常に成り立つので、kk はすべての実数。

3. 最終的な答え

2.2

1. $x = 2, 3$

2. $x = -\frac{3}{2}, 1$

3. $x = 0, 4$

4. $x = \pm\sqrt{3}$

5. なし

3.2

1. $x = 4, 2$

2. $x = \frac{1}{2}, -2$

3. $x = \frac{1 \pm \sqrt{21}}{10}$

4. $x = -2 \pm i$

5. $x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$

4.

1. $\alpha + \beta = s$, $\alpha \beta = p$

2. $\alpha + \beta = 4$, $\alpha \beta = 3$

3. $x^2 + 2x - 3 = 0$

4. $x^2 - 2x + 5 = 0$

5. $k$ はすべての実数

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