与えられた二次関数 $y = x^2 + 3x + 3$ の解を求める問題です。

代数学二次関数二次方程式解の公式平方完成複素数
2025/7/21

1. 問題の内容

与えられた二次関数 y=x2+3x+3y = x^2 + 3x + 3 の解を求める問題です。

2. 解き方の手順

与えられた二次関数を平方完成します。
y=x2+3x+3y = x^2 + 3x + 3
y=(x2+3x)+3y = (x^2 + 3x) + 3
y=(x2+3x+(32)2)(32)2+3y = (x^2 + 3x + (\frac{3}{2})^2) - (\frac{3}{2})^2 + 3
y=(x+32)294+3y = (x + \frac{3}{2})^2 - \frac{9}{4} + 3
y=(x+32)294+124y = (x + \frac{3}{2})^2 - \frac{9}{4} + \frac{12}{4}
y=(x+32)2+34y = (x + \frac{3}{2})^2 + \frac{3}{4}
この式から、頂点の座標は (32,34)(-\frac{3}{2}, \frac{3}{4}) であることがわかります。
また、二次関数の最小値は 34\frac{3}{4} であることがわかります。
y=x2+3x+3=0y = x^2 + 3x + 3 = 0 の解を求めるには、二次方程式の解の公式を使うか、平方完成した式から解を求めることができます。
まず、解の公式を使用します。
ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 の解は、x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} で求められます。
y=x2+3x+3=0y = x^2 + 3x + 3 = 0 に当てはめると、a=1a=1, b=3b=3, c=3c=3 なので、
x=3±324(1)(3)2(1)x = \frac{-3 \pm \sqrt{3^2 - 4(1)(3)}}{2(1)}
x=3±9122x = \frac{-3 \pm \sqrt{9 - 12}}{2}
x=3±32x = \frac{-3 \pm \sqrt{-3}}{2}
x=3±i32x = \frac{-3 \pm i\sqrt{3}}{2}
次に、平方完成した式から解を求めます。
(x+32)2+34=0(x + \frac{3}{2})^2 + \frac{3}{4} = 0
(x+32)2=34(x + \frac{3}{2})^2 = -\frac{3}{4}
x+32=±34x + \frac{3}{2} = \pm \sqrt{-\frac{3}{4}}
x+32=±i32x + \frac{3}{2} = \pm \frac{i\sqrt{3}}{2}
x=32±i32x = -\frac{3}{2} \pm \frac{i\sqrt{3}}{2}
x=3±i32x = \frac{-3 \pm i\sqrt{3}}{2}

3. 最終的な答え

x=3+i32x = \frac{-3 + i\sqrt{3}}{2}, x=3i32x = \frac{-3 - i\sqrt{3}}{2}

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