与えられた4次方程式 $x^4 + x^3 - 10x^2 - 4x + 24 = 0$ を解き、$x$ の値を求める問題です。ただし、解は3つあり、$x =$ ケ, コサ, シス のように表され、コサ > シス であるという条件が与えられています。

代数学四次方程式因数分解解の公式
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 を解き、xx の値を求める問題です。ただし、解は3つあり、x=x = ケ, コサ, シス のように表され、コサ > シス であるという条件が与えられています。

2. 解き方の手順

まず、与えられた4次方程式を因数分解することを試みます。整数解を見つけるために、定数項の約数(ここでは24の約数)を代入してみます。
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
となるので、x=2x = 2 は解の一つです。
次に、x=2x = -2 を代入すると、
(2)4+(2)310(2)24(2)+24=16840+8+24=0(-2)^4 + (-2)^3 - 10(-2)^2 - 4(-2) + 24 = 16 - 8 - 40 + 8 + 24 = 0
となるので、x=2x = -2 も解の一つです。
x=3x = 3 を代入すると、
34+3310(32)4(3)+24=81+279012+24=3003^4 + 3^3 - 10(3^2) - 4(3) + 24 = 81 + 27 - 90 - 12 + 24 = 30 \ne 0
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
となるので、x=3x = -3 も解の一つです。
x=4x=4 を代入すると、
44+4310(42)4(4)+24=256+6416016+24=16804^4 + 4^3 - 10(4^2) - 4(4) + 24 = 256 + 64 - 160 - 16 + 24 = 168 \ne 0
x=4x = -4 を代入すると、
(4)4+(4)310(4)24(4)+24=25664160+16+24=720(-4)^4 + (-4)^3 - 10(-4)^2 - 4(-4) + 24 = 256 - 64 - 160 + 16 + 24 = 72 \ne 0
x=1x= 1 を代入すると、
14+1310(12)4(1)+24=1+1104+24=1201^4 + 1^3 - 10(1^2) - 4(1) + 24 = 1 + 1 - 10 - 4 + 24 = 12 \ne 0
x=1x= -1 を代入すると、
(1)4+(1)310(1)24(1)+24=1110+4+24=180(-1)^4 + (-1)^3 - 10(-1)^2 - 4(-1) + 24 = 1 - 1 - 10 + 4 + 24 = 18 \ne 0
x=2x = 2, x=2x = -2, x=3x = -3 が解であることから、(x2)(x+2)(x+3)=(x24)(x+3)=x3+3x24x12(x-2)(x+2)(x+3) = (x^2 - 4)(x+3) = x^3 + 3x^2 - 4x - 12 で割り切れるはずです。
x4+x310x24x+24x^4 + x^3 - 10x^2 - 4x + 24x3+3x24x12x^3 + 3x^2 - 4x - 12 で割ると、x2x - 2 となります。
よって、x4+x310x24x+24=(x2)(x+2)(x+3)(x2)=(x2)2(x+2)(x+3)=0x^4 + x^3 - 10x^2 - 4x + 24 = (x-2)(x+2)(x+3)(x-2) = (x-2)^2(x+2)(x+3) = 0
したがって、解は x=2,2,3x = 2, -2, -3 です。
条件 コサ > シス より、2>22 > -2 なので、コサは2、シスは-2となります。

3. 最終的な答え

ケ:-3
コサ:2
シス:-2

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