画像の問題は、主に指数計算、式の展開、因数分解、および因数分解を利用した方程式の解法に関する問題です。特に、問い4の(2)は、$x^3 + 2x^2 - x - 2 = 0$ を因数分解を用いて解く問題です。$P(x) = x^3 + 2x^2 - x - 2$ とおき、$P(a) = 0$ となる $a$ を見つけることがヒントとして与えられています。

代数学因数分解三次方程式多項式方程式の解
2025/6/1

1. 問題の内容

画像の問題は、主に指数計算、式の展開、因数分解、および因数分解を利用した方程式の解法に関する問題です。特に、問い4の(2)は、x3+2x2x2=0x^3 + 2x^2 - x - 2 = 0 を因数分解を用いて解く問題です。P(x)=x3+2x2x2P(x) = x^3 + 2x^2 - x - 2 とおき、P(a)=0P(a) = 0 となる aa を見つけることがヒントとして与えられています。

2. 解き方の手順

まず、P(x)=x3+2x2x2P(x) = x^3 + 2x^2 - x - 2 に対して、P(a)=0P(a) = 0 となる aa を探します。
a=1a = 1 を試すと、P(1)=13+2(1)212=1+212=0P(1) = 1^3 + 2(1)^2 - 1 - 2 = 1 + 2 - 1 - 2 = 0 となります。
したがって、x1x - 1P(x)P(x) の因数です。
次に、P(x)P(x)x1x - 1 で割ります。
\begin{array}{c|cccc}
\multicolumn{2}{r}{x^2} & +3x & +2 \\
\cline{2-5}
x-1 & x^3 & +2x^2 & -x & -2 \\
\multicolumn{2}{r}{x^3} & -x^2 \\
\cline{2-3}
\multicolumn{2}{r}{0} & 3x^2 & -x \\
\multicolumn{2}{r}{} & 3x^2 & -3x \\
\cline{3-4}
\multicolumn{2}{r}{} & 0 & 2x & -2 \\
\multicolumn{2}{r}{} & & 2x & -2 \\
\cline{4-5}
\multicolumn{2}{r}{} & & 0 & 0 \\
\end{array}
したがって、x3+2x2x2=(x1)(x2+3x+2)x^3 + 2x^2 - x - 2 = (x - 1)(x^2 + 3x + 2) となります。
さらに、x2+3x+2x^2 + 3x + 2 を因数分解します。
x2+3x+2=(x+1)(x+2)x^2 + 3x + 2 = (x + 1)(x + 2) となります。
したがって、x3+2x2x2=(x1)(x+1)(x+2)=0x^3 + 2x^2 - x - 2 = (x - 1)(x + 1)(x + 2) = 0 となります。

3. 最終的な答え

(x1)(x+1)(x+2)=0(x - 1)(x + 1)(x + 2) = 0 より、x=1,1,2x = 1, -1, -2 が解となります。
答え:x=1,1,2x = 1, -1, -2

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