3次方程式 $x^3 - 8 = 0$ を解く問題です。

代数学3次方程式因数分解解の公式複素数
2025/7/27

1. 問題の内容

3次方程式 x38=0x^3 - 8 = 0 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた方程式を因数分解します。a3b3=(ab)(a2+ab+b2)a^3 - b^3 = (a-b)(a^2+ab+b^2)の公式を利用します。
x38=x323x^3 - 8 = x^3 - 2^3なので、a=xa = x, b=2b = 2として因数分解すると、
x38=(x2)(x2+2x+4)=0x^3 - 8 = (x-2)(x^2 + 2x + 4) = 0
となります。
したがって、x2=0x - 2 = 0 または x2+2x+4=0x^2 + 2x + 4 = 0 を解けば良いです。
x2=0x - 2 = 0 から、x=2x = 2が得られます。
次に、x2+2x+4=0x^2 + 2x + 4 = 0 を解きます。これは二次方程式なので、解の公式を使います。
二次方程式ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0の解の公式は、x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}です。
この場合、a=1a=1, b=2b=2, c=4c=4なので、
x=2±2241421=2±4162=2±122=2±23i2=1±3ix = \frac{-2 \pm \sqrt{2^2 - 4 \cdot 1 \cdot 4}}{2 \cdot 1} = \frac{-2 \pm \sqrt{4 - 16}}{2} = \frac{-2 \pm \sqrt{-12}}{2} = \frac{-2 \pm 2\sqrt{3}i}{2} = -1 \pm \sqrt{3}i
となります。

3. 最終的な答え

x=2,1+3i,13ix = 2, -1 + \sqrt{3}i, -1 - \sqrt{3}i

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