3次方程式 $x^3 - 5x^2 + 11x - 7 = 0$ の解を求める問題です。解は $x = \text{ア}, \text{イ} \pm \sqrt{\text{ウ}}i$ の形式で与えられます。

代数学三次方程式解の公式複素数因数分解
2025/3/20

1. 問題の内容

3次方程式 x35x2+11x7=0x^3 - 5x^2 + 11x - 7 = 0 の解を求める問題です。解は x=,±ix = \text{ア}, \text{イ} \pm \sqrt{\text{ウ}}i の形式で与えられます。

2. 解き方の手順

まず、与えられた3次方程式に x=1x=1 を代入してみます。
135(1)2+11(1)7=15+117=01^3 - 5(1)^2 + 11(1) - 7 = 1 - 5 + 11 - 7 = 0
したがって、x=1x=1 はこの方程式の解の一つです。つまり、多項式 x35x2+11x7x^3 - 5x^2 + 11x - 7(x1)(x-1) を因数に持ちます。
次に、多項式 x35x2+11x7x^3 - 5x^2 + 11x - 7(x1)(x-1) で割ります(筆算または組み立て除法)。
x35x2+11x7=(x1)(x24x+7)x^3 - 5x^2 + 11x - 7 = (x-1)(x^2 - 4x + 7)
したがって、方程式は (x1)(x24x+7)=0(x-1)(x^2 - 4x + 7) = 0 となります。
x=1x=1 または x24x+7=0x^2 - 4x + 7 = 0
次に、2次方程式 x24x+7=0x^2 - 4x + 7 = 0 を解きます。解の公式を使うと、
x=(4)±(4)24(1)(7)2(1)=4±16282=4±122=4±232=2±3ix = \frac{-(-4) \pm \sqrt{(-4)^2 - 4(1)(7)}}{2(1)} = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 28}}{2} = \frac{4 \pm \sqrt{-12}}{2} = \frac{4 \pm 2\sqrt{-3}}{2} = 2 \pm \sqrt{3}i
したがって、3次方程式の解は x=1,2+3i,23ix = 1, 2 + \sqrt{3}i, 2 - \sqrt{3}i です。

3. 最終的な答え

ア = 1
イ = 2
ウ = 3

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