方程式 $\frac{-x^3 - 2x^2 + 1}{\sqrt{1-x^2} (x+1)^2} = 0$ を $0 < x < 1$ の範囲で解く問題です。

代数学方程式三次方程式二次方程式解の公式因数分解分数式
2025/3/20

1. 問題の内容

方程式 x32x2+11x2(x+1)2=0\frac{-x^3 - 2x^2 + 1}{\sqrt{1-x^2} (x+1)^2} = 00<x<10 < x < 1 の範囲で解く問題です。

2. 解き方の手順

分数が0になるためには、分子が0でなければなりません。したがって、x32x2+1=0-x^3 - 2x^2 + 1 = 0 を解きます。これは x3+2x21=0x^3 + 2x^2 - 1 = 0 と同等です。
x=1x = -1 を代入すると (1)3+2(1)21=1+21=0(-1)^3 + 2(-1)^2 - 1 = -1 + 2 - 1 = 0 となるので、x=1x = -1 は解の一つです。
ここで、x3+2x21x^3 + 2x^2 - 1(x+1)(x+1) で割ります。
```
x^2 + x - 1
x+1 | x^3 + 2x^2 + 0x - 1
-(x^3 + x^2)
---------
x^2 + 0x
-(x^2 + x)
---------
-x - 1
-(-x - 1)
---------
0
```
したがって、x3+2x21=(x+1)(x2+x1)=0x^3 + 2x^2 - 1 = (x+1)(x^2 + x - 1) = 0 となります。
次に、二次方程式 x2+x1=0x^2 + x - 1 = 0 を解きます。解の公式を用いると、
x=1±124(1)(1)2(1)=1±52x = \frac{-1 \pm \sqrt{1^2 - 4(1)(-1)}}{2(1)} = \frac{-1 \pm \sqrt{5}}{2}
ここで、0<x<10 < x < 1 の範囲の解を探します。
x=1+521+2.23621.23620.618x = \frac{-1 + \sqrt{5}}{2} \approx \frac{-1 + 2.236}{2} \approx \frac{1.236}{2} \approx 0.6180<x<10 < x < 1 の範囲にあります。
x=15212.23623.23621.618x = \frac{-1 - \sqrt{5}}{2} \approx \frac{-1 - 2.236}{2} \approx \frac{-3.236}{2} \approx -1.6180<x<10 < x < 1 の範囲にありません。
また、x=1x=-10<x<10 < x < 1 の範囲にありません。
分母が0にならないことも確認します。
1x2\sqrt{1-x^2}x=1+52x = \frac{-1 + \sqrt{5}}{2}00 になりません。
(x+1)2(x+1)^2x=1+52x = \frac{-1 + \sqrt{5}}{2}00 になりません。

3. 最終的な答え

x=1+52x = \frac{-1 + \sqrt{5}}{2}

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