与えられた式は、$x^2 + 4$ です。 この式を因数分解せよという問題だと推測されます。

代数学因数分解複素数二次式虚数
2025/4/19

1. 問題の内容

与えられた式は、x2+4x^2 + 4 です。 この式を因数分解せよという問題だと推測されます。

2. 解き方の手順

x2+4x^2 + 4 は、実数の範囲では因数分解できません。なぜなら、x2x^2 は常に0以上であり、4を足すと常に正の値になるからです。つまり、x2+4=0x^2 + 4 = 0 となる実数解は存在しません。
しかし、複素数の範囲であれば因数分解可能です。
ii を虚数単位(i2=1i^2 = -1)とすると、
x2+4=x2(4)=x2(2i)2x^2 + 4 = x^2 - (-4) = x^2 - (2i)^2
と変形できます。
ここで、差の二乗の公式 a2b2=(ab)(a+b)a^2 - b^2 = (a - b)(a + b) を用いると、
x2(2i)2=(x2i)(x+2i)x^2 - (2i)^2 = (x - 2i)(x + 2i)
となります。

3. 最終的な答え

(x2i)(x+2i)(x - 2i)(x + 2i)

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