与えられた4次方程式 $x^4 + x^2 - 20 = 0$ を解き、解の形式 $x = \pm \text{キ}, \pm \sqrt{\text{ク}}i$ を満たすように、空欄を埋める問題です。

代数学方程式4次方程式複素数二次方程式因数分解
2025/4/9

1. 問題の内容

与えられた4次方程式 x4+x220=0x^4 + x^2 - 20 = 0 を解き、解の形式 x=±,±ix = \pm \text{キ}, \pm \sqrt{\text{ク}}i を満たすように、空欄を埋める問題です。

2. 解き方の手順

まず、x2=yx^2 = y とおくと、与えられた方程式は y2+y20=0y^2 + y - 20 = 0 となります。
この2次方程式を解きます。
y2+y20=0y^2 + y - 20 = 0
(y+5)(y4)=0(y + 5)(y - 4) = 0
よって、y=5y = -5 または y=4y = 4 となります。
y=x2y = x^2 より、x2=5x^2 = -5 または x2=4x^2 = 4 となります。
x2=4x^2 = 4 のとき、x=±2x = \pm 2 となります。
x2=5x^2 = -5 のとき、x=±5=±5ix = \pm \sqrt{-5} = \pm \sqrt{5}i となります。
したがって、解は x=±2,±5ix = \pm 2, \pm \sqrt{5}i です。

3. 最終的な答え

x=±2,±5ix = \pm 2, \pm \sqrt{5}i

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