与えられた4次方程式 $x^4 + 3x^2 - 4 = 0$ を解き、解の形式 $x = \pm \text{オ}, \pm \text{カ}i$ に当てはまる $\text{オ}$ と $\text{カ}$ の値を求める問題です。

代数学方程式4次方程式複素数因数分解
2025/8/4

1. 問題の内容

与えられた4次方程式 x4+3x24=0x^4 + 3x^2 - 4 = 0 を解き、解の形式 x=±,±ix = \pm \text{オ}, \pm \text{カ}i に当てはまる \text{オ}\text{カ} の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、x2=Xx^2 = X とおくと、与えられた方程式は XX に関する2次方程式となります。
X2+3X4=0X^2 + 3X - 4 = 0
この2次方程式を解きます。因数分解すると、
(X+4)(X1)=0(X + 4)(X - 1) = 0
したがって、X=4X = -4 または X=1X = 1 となります。
X=x2X = x^2 であったので、x2=4x^2 = -4 または x2=1x^2 = 1 となります。
x2=1x^2 = 1 のとき、x=±1x = \pm 1 です。
x2=4x^2 = -4 のとき、x=±4=±2ix = \pm \sqrt{-4} = \pm 2i です。
したがって、解は x=±1,±2ix = \pm 1, \pm 2i となります。
問題文の形式に合わせると、x=±1,±2ix = \pm 1, \pm 2i となり、=1\text{オ}=1=2\text{カ}=2となります。

3. 最終的な答え

オ: 1
カ: 2

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