与えられた方程式を解き、指定された形式で答えを埋める。 (1) $x^3 + 64 = 0$ (2) $x^4 + 10x^2 + 9 = 0$

代数学方程式三次方程式四次方程式複素数解の公式
2025/3/21

1. 問題の内容

与えられた方程式を解き、指定された形式で答えを埋める。
(1) x3+64=0x^3 + 64 = 0
(2) x4+10x2+9=0x^4 + 10x^2 + 9 = 0

2. 解き方の手順

(1) x3+64=0x^3 + 64 = 0 を解く。
x3=64x^3 = -64
x=643x = \sqrt[3]{-64}
x=4x = -4
これは既に与えられている。
x3+64=(x+4)(x24x+16)=0x^3 + 64 = (x + 4)(x^2 - 4x + 16) = 0
x24x+16=0x^2 - 4x + 16 = 0を解く。
解の公式を用いる。
x=(4)±(4)24(1)(16)2(1)x = \frac{-(-4) \pm \sqrt{(-4)^2 - 4(1)(16)}}{2(1)}
x=4±16642x = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 64}}{2}
x=4±482x = \frac{4 \pm \sqrt{-48}}{2}
x=4±48i2x = \frac{4 \pm \sqrt{48}i}{2}
x=4±43i2x = \frac{4 \pm 4\sqrt{3}i}{2}
x=2±23ix = 2 \pm 2\sqrt{3}i
(2) x4+10x2+9=0x^4 + 10x^2 + 9 = 0 を解く。
y=x2y = x^2とおくと、
y2+10y+9=0y^2 + 10y + 9 = 0
(y+1)(y+9)=0(y + 1)(y + 9) = 0
y=1,9y = -1, -9
x2=1x^2 = -1 より x=±ix = \pm i
x2=9x^2 = -9 より x=±3ix = \pm 3i
絶対値の小さい順に並べると、x=±i,±3ix = \pm i, \pm 3i

3. 最終的な答え

(1)
ア:2
a:+
イ:2
ウ:3
(2)
ア:1
イ:3

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