$x^3 - 8 = 0$ を解く問題です。

代数学三次方程式因数分解解の公式複素数
2025/4/5

1. 問題の内容

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) という因数分解の公式を利用します。
x38=x323x^3 - 8 = x^3 - 2^3 と考えられるので、a=xa = x, b=2b = 2 とすると、
x38=(x2)(x2+2x+4)x^3 - 8 = (x - 2)(x^2 + 2x + 4)
したがって、x38=0x^3 - 8 = 0(x2)(x2+2x+4)=0(x - 2)(x^2 + 2x + 4) = 0 となります。
よって、x2=0x - 2 = 0 または x2+2x+4=0x^2 + 2x + 4 = 0 を解けば良いことになります。
x2=0x - 2 = 0 より x=2x = 2 が得られます。
x2+2x+4=0x^2 + 2x + 4 = 0 について、解の公式を用いて解きます。
解の公式は、ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 のとき、x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} です。
この問題の場合、a=1a = 1, b=2b = 2, c=4c = 4 なので、
x=2±2241421=2±4162=2±122=2±232=1±3=1±i3x = \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}}{2} = -1 \pm \sqrt{-3} = -1 \pm i\sqrt{3}
したがって、x=1+i3x = -1 + i\sqrt{3}x=1i3x = -1 - i\sqrt{3} が得られます。

3. 最終的な答え

x=2,1+i3,1i3x = 2, -1 + i\sqrt{3}, -1 - i\sqrt{3}

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