与えられた2つの二次方程式の解を求める問題です。 (1) $x^2 - 4x + 5 = 0$ (2) $(x^2 - 2x - 4)(x^2 - 2x + 3) + 6 = 0$

代数学二次方程式複素数解の公式因数分解変数変換
2025/8/4

1. 問題の内容

与えられた2つの二次方程式の解を求める問題です。
(1) x24x+5=0x^2 - 4x + 5 = 0
(2) (x22x4)(x22x+3)+6=0(x^2 - 2x - 4)(x^2 - 2x + 3) + 6 = 0

2. 解き方の手順

(1) 二次方程式 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 の解は、解の公式 x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} を使って求められます。今回の問題では、a=1a=1, b=4b=-4, c=5c=5 です。
x=(4)±(4)24(1)(5)2(1)x = \frac{-(-4) \pm \sqrt{(-4)^2 - 4(1)(5)}}{2(1)}
x=4±16202x = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 20}}{2}
x=4±42x = \frac{4 \pm \sqrt{-4}}{2}
x=4±2i2x = \frac{4 \pm 2i}{2}
x=2±ix = 2 \pm i
(2) x22x=tx^2 - 2x = t とおくと、与えられた方程式は (t4)(t+3)+6=0(t - 4)(t + 3) + 6 = 0 となります。
これを展開すると、
t2t12+6=0t^2 - t - 12 + 6 = 0
t2t6=0t^2 - t - 6 = 0
(t3)(t+2)=0(t - 3)(t + 2) = 0
したがって、t=3t = 3 または t=2t = -2 となります。
t=3t = 3 のとき、x22x=3x^2 - 2x = 3 より、x22x3=0x^2 - 2x - 3 = 0
(x3)(x+1)=0(x - 3)(x + 1) = 0
x=3,1x = 3, -1
t=2t = -2 のとき、x22x=2x^2 - 2x = -2 より、x22x+2=0x^2 - 2x + 2 = 0
解の公式より、
x=(2)±(2)24(1)(2)2(1)x = \frac{-(-2) \pm \sqrt{(-2)^2 - 4(1)(2)}}{2(1)}
x=2±482x = \frac{2 \pm \sqrt{4 - 8}}{2}
x=2±42x = \frac{2 \pm \sqrt{-4}}{2}
x=2±2i2x = \frac{2 \pm 2i}{2}
x=1±ix = 1 \pm i

3. 最終的な答え

(1) x=2+i,2ix = 2 + i, 2 - i
(2) x=3,1,1+i,1ix = 3, -1, 1 + i, 1 - i

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