与えられた方程式 $x^4 + 10x^2 + 9 = 0$ の解を求め、絶対値の小さい順に答える。

代数学方程式複素数二次方程式因数分解絶対値
2025/3/21

1. 問題の内容

与えられた方程式 x4+10x2+9=0x^4 + 10x^2 + 9 = 0 の解を求め、絶対値の小さい順に答える。

2. 解き方の手順

まず、x2=yx^2 = y と置換すると、与えられた方程式は次のようになる。
y2+10y+9=0y^2 + 10y + 9 = 0
この2次方程式を解く。因数分解すると、
(y+1)(y+9)=0(y+1)(y+9) = 0
よって、y=1,9y = -1, -9 となる。
y=x2y = x^2 であるから、x2=1x^2 = -1 および x2=9x^2 = -9 となる。
x2=1x^2 = -1 のとき、x=±1=±ix = \pm \sqrt{-1} = \pm i となる。
x2=9x^2 = -9 のとき、x=±9=±3ix = \pm \sqrt{-9} = \pm 3i となる。
したがって、解は x=±i,±3ix = \pm i, \pm 3i である。
絶対値の小さい順に並べると、±i,±3i\pm i, \pm 3i となる。

3. 最終的な答え

x=±i,±3ix = \pm i, \pm 3i