## 1. 問題の内容

代数学二次方程式複素数解の公式
2025/4/29
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1. 問題の内容

次の2次方程式を解け。
(1) x2=9x^2 = -9
(2) x2+3x+10=0x^2 + 3x + 10 = 0
(3) x24x+8=0x^2 - 4x + 8 = 0
(4) 2(x1)2+2(x1)+1=02(x-1)^2 + 2(x-1) + 1 = 0
(5) (21)x2+2x+1=0(\sqrt{2}-1)x^2 + \sqrt{2}x + 1 = 0
(6) (x+1)(x+3)=x(92x)(x+1)(x+3) = x(9-2x)
(7) 1.4x1.2x2=0.61.4x - 1.2x^2 = 0.6
(8) x2+12=x13\frac{x^2+1}{2} = \frac{x-1}{3}
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2. 解き方の手順

(1) x2=9x^2 = -9
x=±9x = \pm \sqrt{-9}
x=±9ix = \pm \sqrt{9}i
x=±3ix = \pm 3i
(2) x2+3x+10=0x^2 + 3x + 10 = 0
解の公式を用いる。x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
x=3±324(1)(10)2(1)x = \frac{-3 \pm \sqrt{3^2 - 4(1)(10)}}{2(1)}
x=3±9402x = \frac{-3 \pm \sqrt{9 - 40}}{2}
x=3±312x = \frac{-3 \pm \sqrt{-31}}{2}
x=3±31i2x = \frac{-3 \pm \sqrt{31}i}{2}
(3) x24x+8=0x^2 - 4x + 8 = 0
解の公式を用いる。x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
x=4±(4)24(1)(8)2(1)x = \frac{4 \pm \sqrt{(-4)^2 - 4(1)(8)}}{2(1)}
x=4±16322x = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 32}}{2}
x=4±162x = \frac{4 \pm \sqrt{-16}}{2}
x=4±4i2x = \frac{4 \pm 4i}{2}
x=2±2ix = 2 \pm 2i
(4) 2(x1)2+2(x1)+1=02(x-1)^2 + 2(x-1) + 1 = 0
t=x1t = x-1 とおく。
2t2+2t+1=02t^2 + 2t + 1 = 0
解の公式を用いる。t=b±b24ac2at = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
t=2±224(2)(1)2(2)t = \frac{-2 \pm \sqrt{2^2 - 4(2)(1)}}{2(2)}
t=2±484t = \frac{-2 \pm \sqrt{4 - 8}}{4}
t=2±44t = \frac{-2 \pm \sqrt{-4}}{4}
t=2±2i4t = \frac{-2 \pm 2i}{4}
t=1±i2t = \frac{-1 \pm i}{2}
x1=1±i2x - 1 = \frac{-1 \pm i}{2}
x=1+1±i2x = 1 + \frac{-1 \pm i}{2}
x=22+1±i2x = \frac{2}{2} + \frac{-1 \pm i}{2}
x=1±i2x = \frac{1 \pm i}{2}
(5) (21)x2+2x+1=0(\sqrt{2}-1)x^2 + \sqrt{2}x + 1 = 0
解の公式を用いる。x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
x=2±(2)24(21)(1)2(21)x = \frac{-\sqrt{2} \pm \sqrt{(\sqrt{2})^2 - 4(\sqrt{2}-1)(1)}}{2(\sqrt{2}-1)}
x=2±242+42(21)x = \frac{-\sqrt{2} \pm \sqrt{2 - 4\sqrt{2} + 4}}{2(\sqrt{2}-1)}
x=2±6422(21)x = \frac{-\sqrt{2} \pm \sqrt{6 - 4\sqrt{2}}}{2(\sqrt{2}-1)}
x=2±2(322)2(21)x = \frac{-\sqrt{2} \pm \sqrt{2(3 - 2\sqrt{2})}}{2(\sqrt{2}-1)}
x=2±2(322)2(21)x = \frac{-\sqrt{2} \pm \sqrt{2}(\sqrt{3 - 2\sqrt{2}})}{2(\sqrt{2}-1)}
x=2±2((21)2)2(21)x = \frac{-\sqrt{2} \pm \sqrt{2}(\sqrt{(\sqrt{2}-1)^2})}{2(\sqrt{2}-1)}
x=2±2(21)2(21)x = \frac{-\sqrt{2} \pm \sqrt{2}(\sqrt{2}-1)}{2(\sqrt{2}-1)}
x=2±(22)2(21)x = \frac{-\sqrt{2} \pm (2-\sqrt{2})}{2(\sqrt{2}-1)}
x=2+222(21)=2222(21)=2(12)2(21)=1x = \frac{-\sqrt{2} + 2 - \sqrt{2}}{2(\sqrt{2}-1)} = \frac{2-2\sqrt{2}}{2(\sqrt{2}-1)} = \frac{2(1-\sqrt{2})}{2(\sqrt{2}-1)} = -1
x=22+22(21)=22(21)=121=1(2+1)(21)(2+1)=2121=21x = \frac{-\sqrt{2} - 2 + \sqrt{2}}{2(\sqrt{2}-1)} = \frac{-2}{2(\sqrt{2}-1)} = \frac{-1}{\sqrt{2}-1} = \frac{-1(\sqrt{2}+1)}{(\sqrt{2}-1)(\sqrt{2}+1)} = \frac{-\sqrt{2}-1}{2-1} = -\sqrt{2}-1
(6) (x+1)(x+3)=x(92x)(x+1)(x+3) = x(9-2x)
x2+4x+3=9x2x2x^2 + 4x + 3 = 9x - 2x^2
3x25x+3=03x^2 - 5x + 3 = 0
解の公式を用いる。x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
x=5±(5)24(3)(3)2(3)x = \frac{5 \pm \sqrt{(-5)^2 - 4(3)(3)}}{2(3)}
x=5±25366x = \frac{5 \pm \sqrt{25 - 36}}{6}
x=5±116x = \frac{5 \pm \sqrt{-11}}{6}
x=5±11i6x = \frac{5 \pm \sqrt{11}i}{6}
(7) 1.4x1.2x2=0.61.4x - 1.2x^2 = 0.6
1.2x21.4x+0.6=01.2x^2 - 1.4x + 0.6 = 0
12x214x+6=012x^2 - 14x + 6 = 0
6x27x+3=06x^2 - 7x + 3 = 0
解の公式を用いる。x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
x=7±(7)24(6)(3)2(6)x = \frac{7 \pm \sqrt{(-7)^2 - 4(6)(3)}}{2(6)}
x=7±497212x = \frac{7 \pm \sqrt{49 - 72}}{12}
x=7±2312x = \frac{7 \pm \sqrt{-23}}{12}
x=7±23i12x = \frac{7 \pm \sqrt{23}i}{12}
(8) x2+12=x13\frac{x^2+1}{2} = \frac{x-1}{3}
3(x2+1)=2(x1)3(x^2+1) = 2(x-1)
3x2+3=2x23x^2 + 3 = 2x - 2
3x22x+5=03x^2 - 2x + 5 = 0
解の公式を用いる。x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
x=2±(2)24(3)(5)2(3)x = \frac{2 \pm \sqrt{(-2)^2 - 4(3)(5)}}{2(3)}
x=2±4606x = \frac{2 \pm \sqrt{4 - 60}}{6}
x=2±566x = \frac{2 \pm \sqrt{-56}}{6}
x=2±56i6x = \frac{2 \pm \sqrt{56}i}{6}
x=2±214i6x = \frac{2 \pm 2\sqrt{14}i}{6}
x=1±14i3x = \frac{1 \pm \sqrt{14}i}{3}
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3. 最終的な答え

(1) x=±3ix = \pm 3i
(2) x=3±31i2x = \frac{-3 \pm \sqrt{31}i}{2}
(3) x=2±2ix = 2 \pm 2i
(4) x=1±i2x = \frac{1 \pm i}{2}
(5) x=1,21x = -1, -\sqrt{2}-1
(6) x=5±11i6x = \frac{5 \pm \sqrt{11}i}{6}
(7) x=7±23i12x = \frac{7 \pm \sqrt{23}i}{12}
(8) x=1±14i3x = \frac{1 \pm \sqrt{14}i}{3}

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