与えられた方程式 $(x+1)(x+2)(x+3)(x+4) = 24$ の解を求める問題です。

代数学方程式二次方程式因数分解複素数解
2025/5/30

1. 問題の内容

与えられた方程式 (x+1)(x+2)(x+3)(x+4)=24(x+1)(x+2)(x+3)(x+4) = 24 の解を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、左辺の積を計算しやすいように工夫します。
(x+1)(x+4)(x+1)(x+4)(x+2)(x+3)(x+2)(x+3) をそれぞれ計算します。
(x+1)(x+4)=x2+5x+4(x+1)(x+4) = x^2 + 5x + 4
(x+2)(x+3)=x2+5x+6(x+2)(x+3) = x^2 + 5x + 6
ここで、y=x2+5xy = x^2 + 5x と置くと、方程式は次のようになります。
(y+4)(y+6)=24(y+4)(y+6) = 24
展開すると、
y2+10y+24=24y^2 + 10y + 24 = 24
y2+10y=0y^2 + 10y = 0
y(y+10)=0y(y+10) = 0
したがって、y=0y = 0 または y=10y = -10 です。
(i) y=0y = 0 のとき、
x2+5x=0x^2 + 5x = 0
x(x+5)=0x(x+5) = 0
x=0x = 0 または x=5x = -5
(ii) y=10y = -10 のとき、
x2+5x=10x^2 + 5x = -10
x2+5x+10=0x^2 + 5x + 10 = 0
この2次方程式の判別式を計算します。
D=524(1)(10)=2540=15D = 5^2 - 4(1)(10) = 25 - 40 = -15
D<0D < 0 なので、実数解は存在しません。
しかし、複素解が存在します。2次方程式の解の公式を使うと、
x=5±152=5±i152x = \frac{-5 \pm \sqrt{-15}}{2} = \frac{-5 \pm i\sqrt{15}}{2}

3. 最終的な答え

したがって、方程式の解は以下の4つです。
x=0,5,5+i152,5i152x = 0, -5, \frac{-5 + i\sqrt{15}}{2}, \frac{-5 - i\sqrt{15}}{2}

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