3次方程式 $x^3 - 6x + 3 = 0$ の実数解の個数を求める問題です。

代数学3次方程式実数解微分増減極値
2025/7/31

1. 問題の内容

3次方程式 x36x+3=0x^3 - 6x + 3 = 0 の実数解の個数を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、関数 f(x)=x36x+3f(x) = x^3 - 6x + 3 を定義します。
この関数の導関数を求め、増減を調べます。
f(x)=3x26f'(x) = 3x^2 - 6
f(x)=0f'(x) = 0 となる xx を求めます。
3x26=03x^2 - 6 = 0
x2=2x^2 = 2
x=±2x = \pm \sqrt{2}
x=2x = -\sqrt{2}x=2x = \sqrt{2} は極値を与える点です。
次に、これらの点での f(x)f(x) の値を計算します。
f(2)=(2)36(2)+3=22+62+3=42+3f(-\sqrt{2}) = (-\sqrt{2})^3 - 6(-\sqrt{2}) + 3 = -2\sqrt{2} + 6\sqrt{2} + 3 = 4\sqrt{2} + 3
f(2)=(2)36(2)+3=2262+3=42+3f(\sqrt{2}) = (\sqrt{2})^3 - 6(\sqrt{2}) + 3 = 2\sqrt{2} - 6\sqrt{2} + 3 = -4\sqrt{2} + 3
42+3>04\sqrt{2} + 3 > 0
42+3<0-4\sqrt{2} + 3 < 0
したがって、f(x)f(x)x<2x < -\sqrt{2} で増加、2<x<2 -\sqrt{2} < x < \sqrt{2} で減少し、x>2x > \sqrt{2} で増加します。
極大値 f(2)=42+3>0f(-\sqrt{2}) = 4\sqrt{2} + 3 > 0、極小値 f(2)=42+3<0f(\sqrt{2}) = -4\sqrt{2} + 3 < 0 です。
したがって、f(x)=0f(x)=0となる実数解は3個存在します。

3. 最終的な答え

3個

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