与えられた方程式 $x^3 = 8$ を解きます。

代数学三次方程式因数分解複素数解の公式
2025/5/22

1. 問題の内容

与えられた方程式 x3=8x^3 = 8 を解きます。

2. 解き方の手順

まず、方程式を以下のように変形します。
x38=0x^3 - 8 = 0
次に、左辺を因数分解します。a3b3=(ab)(a2+ab+b2)a^3 - b^3 = (a-b)(a^2+ab+b^2) の公式を利用すると、x323=0x^3 - 2^3 = 0 より、
(x2)(x2+2x+4)=0(x-2)(x^2 + 2x + 4) = 0
したがって、x2=0x-2 = 0 または x2+2x+4=0x^2 + 2x + 4 = 0 となります。
x2=0x-2 = 0 より、x=2x = 2 が得られます。
次に、x2+2x+4=0x^2 + 2x + 4 = 0 を解きます。これは二次方程式なので、解の公式 x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} を用います。ここで、a=1a=1, b=2b=2, c=4c=4 なので、
x=2±224(1)(4)2(1)x = \frac{-2 \pm \sqrt{2^2 - 4(1)(4)}}{2(1)}
x=2±4162x = \frac{-2 \pm \sqrt{4 - 16}}{2}
x=2±122x = \frac{-2 \pm \sqrt{-12}}{2}
x=2±232x = \frac{-2 \pm 2\sqrt{-3}}{2}
x=1±3x = -1 \pm \sqrt{-3}
x=1±i3x = -1 \pm i\sqrt{3}
したがって、x=2x = 2, x=1+i3x = -1 + i\sqrt{3}, x=1i3x = -1 - i\sqrt{3} が解となります。

3. 最終的な答え

x=2,1+i3,1i3x = 2, -1 + i\sqrt{3}, -1 - i\sqrt{3}

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