問題は、二次式 $x^2 - 4x + 7$ を複素数の範囲で因数分解することです。

代数学二次方程式因数分解複素数解の公式
2025/5/17

1. 問題の内容

問題は、二次式 x24x+7x^2 - 4x + 7 を複素数の範囲で因数分解することです。

2. 解き方の手順

二次式を因数分解するために、まず二次方程式 x24x+7=0x^2 - 4x + 7 = 0 の解を求めます。
解の公式を利用します。
解の公式は、ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 の解が x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} で与えられるというものです。
この問題の場合、a=1a = 1, b=4b = -4, c=7c = 7 なので、解は
x=(4)±(4)241721=4±16282=4±122=4±232=2±3=2±i3x = \frac{-(-4) \pm \sqrt{(-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 7}}{2 \cdot 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} = 2 \pm i\sqrt{3}
となります。
したがって、二次方程式の解は x=2+i3x = 2 + i\sqrt{3}x=2i3x = 2 - i\sqrt{3} です。
二次式の因数分解は、解を α\alphaβ\beta とすると、a(xα)(xβ)a(x-\alpha)(x-\beta) で与えられます。
この問題では、a=1a=1, α=2+i3\alpha = 2 + i\sqrt{3}, β=2i3\beta = 2 - i\sqrt{3} なので、
(x(2+i3))(x(2i3))=(x2i3)(x2+i3)(x - (2 + i\sqrt{3}))(x - (2 - i\sqrt{3})) = (x - 2 - i\sqrt{3})(x - 2 + i\sqrt{3})

3. 最終的な答え

(x2i3)(x2+i3)(x - 2 - i\sqrt{3})(x - 2 + i\sqrt{3})

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