与えられた方程式 $x^3 = 27$ を解く問題です。

代数学三次方程式因数分解解の公式複素数
2025/5/25

1. 問題の内容

与えられた方程式 x3=27x^3 = 27 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、方程式を x327=0x^3 - 27 = 0 と変形します。次に、27を 333^3 と表現できることに注目し、因数分解の公式 a3b3=(ab)(a2+ab+b2)a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2) を利用します。
x333=0x^3 - 3^3 = 0
(x3)(x2+3x+9)=0(x - 3)(x^2 + 3x + 9) = 0
したがって、x3=0x - 3 = 0 または x2+3x+9=0x^2 + 3x + 9 = 0 となります。
x3=0x - 3 = 0 より、 x=3x = 3 が一つの解です。
次に、x2+3x+9=0x^2 + 3x + 9 = 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。この場合、a=1a = 1, b=3b = 3, c=9c = 9 です。
x=3±3241921x = \frac{-3 \pm \sqrt{3^2 - 4 \cdot 1 \cdot 9}}{2 \cdot 1}
x=3±9362x = \frac{-3 \pm \sqrt{9 - 36}}{2}
x=3±272x = \frac{-3 \pm \sqrt{-27}}{2}
x=3±3i32x = \frac{-3 \pm 3i\sqrt{3}}{2}
したがって、x=3x = 3, x=3+3i32x = \frac{-3 + 3i\sqrt{3}}{2}, x=33i32x = \frac{-3 - 3i\sqrt{3}}{2} が解となります。

3. 最終的な答え

x=3,3+3i32,33i32x = 3, \frac{-3 + 3i\sqrt{3}}{2}, \frac{-3 - 3i\sqrt{3}}{2}

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