3次方程式 $x^3 - 1 = 0$ を解く問題です。

代数学3次方程式因数分解解の公式複素数
2025/6/10

1. 問題の内容

3次方程式 x31=0x^3 - 1 = 0 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、x31x^3 - 1 を因数分解します。これは、a3b3=(ab)(a2+ab+b2)a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2) の公式を利用できます。
x31=x313x^3 - 1 = x^3 - 1^3 なので、a=xa = xb=1b = 1 と考えます。
すると、
x31=(x1)(x2+x+1)x^3 - 1 = (x - 1)(x^2 + x + 1)
となります。
したがって、方程式 x31=0x^3 - 1 = 0
(x1)(x2+x+1)=0(x - 1)(x^2 + x + 1) = 0
と書き換えられます。
これより、x1=0x - 1 = 0 または x2+x+1=0x^2 + x + 1 = 0 が成り立ちます。
x1=0x - 1 = 0 を解くと、x=1x = 1 が得られます。
x2+x+1=0x^2 + x + 1 = 0 を解くために、解の公式を使います。解の公式は、ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 に対して
x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
です。
今回の場合は、a=1a = 1b=1b = 1c=1c = 1 なので、
x=1±124(1)(1)2(1)=1±142=1±32=1±i32x = \frac{-1 \pm \sqrt{1^2 - 4(1)(1)}}{2(1)} = \frac{-1 \pm \sqrt{1 - 4}}{2} = \frac{-1 \pm \sqrt{-3}}{2} = \frac{-1 \pm i\sqrt{3}}{2}
となります。

3. 最終的な答え

x=1,1+i32,1i32x = 1, \frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}, \frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}

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