3次方程式 $x^3 - 5x^2 + 10x - 6 = 0$ の解を求め、与えられた形式 $x = チ, ツ \pm \sqrt{テ}i$ に当てはめる問題です。

代数学3次方程式解の公式複素数因数定理因数分解
2025/8/16

1. 問題の内容

3次方程式 x35x2+10x6=0x^3 - 5x^2 + 10x - 6 = 0 の解を求め、与えられた形式 x=,±ix = チ, ツ \pm \sqrt{テ}i に当てはめる問題です。

2. 解き方の手順

(1) まず、整数解を探します。方程式の定数項は-6なので、解の候補は±1,±2,±3,±6\pm 1, \pm 2, \pm 3, \pm 6です。
x=1x=1を代入すると、135(1)2+10(1)6=15+106=01^3 - 5(1)^2 + 10(1) - 6 = 1 - 5 + 10 - 6 = 0 となり、x=1x=1は解の一つです。
(2) x=1x=1が解であることから、x1x-1は多項式 x35x2+10x6x^3 - 5x^2 + 10x - 6 の因数となります。多項式をx1x-1で割ります。
x35x2+10x6=(x1)(x24x+6)x^3 - 5x^2 + 10x - 6 = (x-1)(x^2 - 4x + 6)
(3) 残りの解は、2次方程式 x24x+6=0x^2 - 4x + 6 = 0 の解となります。この2次方程式を解の公式で解きます。
解の公式は、x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} です。
x24x+6=0x^2 - 4x + 6 = 0 に当てはめると、a=1a=1, b=4b=-4, c=6c=6 なので、
x=(4)±(4)24(1)(6)2(1)x = \frac{-(-4) \pm \sqrt{(-4)^2 - 4(1)(6)}}{2(1)}
x=4±16242x = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 24}}{2}
x=4±82x = \frac{4 \pm \sqrt{-8}}{2}
x=4±8i2x = \frac{4 \pm \sqrt{8}i}{2}
x=4±22i2x = \frac{4 \pm 2\sqrt{2}i}{2}
x=2±2ix = 2 \pm \sqrt{2}i
したがって、方程式 x35x2+10x6=0x^3 - 5x^2 + 10x - 6 = 0 の解は、x=1,2±2ix = 1, 2 \pm \sqrt{2}i となります。

3. 最終的な答え

チ:1
ツ:2
テ:2

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