与えられた方程式を解く問題です。方程式は以下の通りです。 $\frac{-(x^3 - 2x^2 + 1)}{\sqrt{1-x^2}(x+1)^2} = 0$

代数学方程式因数分解解の公式無理数
2025/3/20

1. 問題の内容

与えられた方程式を解く問題です。方程式は以下の通りです。
(x32x2+1)1x2(x+1)2=0\frac{-(x^3 - 2x^2 + 1)}{\sqrt{1-x^2}(x+1)^2} = 0

2. 解き方の手順

方程式を解くには、まず分数が0になる条件を考えます。分数が0になるのは、分子が0で、かつ分母が0でないときです。
分子を0とおくと、
(x32x2+1)=0-(x^3 - 2x^2 + 1) = 0
x32x2+1=0x^3 - 2x^2 + 1 = 0
この式を因数分解します。x=1x=1を代入すると12+1=01 - 2 + 1 = 0となるので、x1x-1を因数に持つことがわかります。組み立て除法などを使って因数分解すると、
(x1)(x2x1)=0(x-1)(x^2 - x - 1) = 0
したがって、x=1x=1 または x2x1=0x^2 - x - 1 = 0となります。
x2x1=0x^2 - x - 1 = 0の解は、解の公式より
x=1±14(1)2=1±52x = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4(-1)}}{2} = \frac{1 \pm \sqrt{5}}{2}
次に、分母が0にならない条件を考えます。
1x2(x+1)20\sqrt{1-x^2} (x+1)^2 \neq 0
これは、1x2>01-x^2 > 0 かつ x+10x+1 \neq 0 を意味します。
1x2>01-x^2 > 0より、 1<x<1-1 < x < 1
x+10x+1 \neq 0より、x1x \neq -1
したがって、1<x<1-1 < x < 1となります。
上記の条件を満たす解を探します。
x=1x=11<x<1-1 < x < 1 を満たさないので、解ではありません。
x=1+521+2.23621.618>1x = \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \approx \frac{1+2.236}{2} \approx 1.618 > 1 なので、解ではありません。
x=15212.23620.618x = \frac{1 - \sqrt{5}}{2} \approx \frac{1-2.236}{2} \approx -0.618 なので、 1<x<1-1 < x < 1 を満たします。

3. 最終的な答え

x=152x = \frac{1-\sqrt{5}}{2}

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