与えられた4次方程式 $x^4 + x^3 - 10x^2 - 4x + 24 = 0$ の解を求め、 $x =$ ケ, コサ, シス の形式で答えよ。ただし、コサ > シスとする。

代数学4次方程式因数分解解の公式因数定理
2025/8/3

1. 問題の内容

与えられた4次方程式 x4+x310x24x+24=0x^4 + x^3 - 10x^2 - 4x + 24 = 0 の解を求め、 x=x = ケ, コサ, シス の形式で答えよ。ただし、コサ > シスとする。

2. 解き方の手順

4次方程式を解くために、因数定理を利用します。まず、定数項である24の約数(±1, ±2, ±3, ±4, ±6, ±8, ±12, ±24)をxxに代入し、方程式が0になるものを探します。
x=2x = 2 を代入すると、24+2310(22)4(2)+24=16+8408+24=02^4 + 2^3 - 10(2^2) - 4(2) + 24 = 16 + 8 - 40 - 8 + 24 = 0 となり、 x=2x=2 は解の一つです。したがって、x2x-2 は因数です。
次に、x=3x = -3 を代入すると、 (3)4+(3)310(3)24(3)+24=812790+12+24=0(-3)^4 + (-3)^3 - 10(-3)^2 - 4(-3) + 24 = 81 - 27 - 90 + 12 + 24 = 0 となり、 x=3x=-3 も解の一つです。したがって、x+3x+3 は因数です。
よって、(x2)(x+3)=x2+x6(x-2)(x+3) = x^2 + x - 6 は因数となります。与えられた4次式を x2+x6x^2 + x - 6 で割ります。
x4+x310x24x+24=(x2+x6)(x24)x^4 + x^3 - 10x^2 - 4x + 24 = (x^2 + x - 6)(x^2 - 4)
x24=(x2)(x+2)x^2 - 4 = (x-2)(x+2) なので、
x4+x310x24x+24=(x2)(x+3)(x2)(x+2)=(x2)2(x+2)(x+3)x^4 + x^3 - 10x^2 - 4x + 24 = (x-2)(x+3)(x-2)(x+2) = (x-2)^2(x+2)(x+3)
したがって、x=2,3,2x=2, -3, -2 が解となります。
x=x = ケ, コサ, シス の形式で、コサ > シスである必要があるため、
x=2,2,3x = 2, -2, -3 となります。

3. 最終的な答え

ケ: 2
コサ: -2
シス: -3

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