和と積がともに3であるような2つの数を求めます。2つの数を$x, y$とすると、以下の連立方程式が成り立ちます。 $x + y = 3$ $xy = 3$

代数学二次方程式解の公式複素数連立方程式
2025/6/23

1. 問題の内容

和と積がともに3であるような2つの数を求めます。2つの数をx,yx, yとすると、以下の連立方程式が成り立ちます。
x+y=3x + y = 3
xy=3xy = 3

2. 解き方の手順

まず、x+y=3x + y = 3 より、y=3xy = 3 - xと変形します。
次に、xy=3xy = 3y=3xy = 3 - xを代入します。
x(3x)=3x(3-x) = 3
3xx2=33x - x^2 = 3
x23x+3=0x^2 - 3x + 3 = 0
この2次方程式を解の公式を用いて解きます。解の公式は、ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0の解がx=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}で与えられるというものです。この場合、a=1,b=3,c=3a = 1, b = -3, c = 3なので、
x=(3)±(3)24(1)(3)2(1)x = \frac{-(-3) \pm \sqrt{(-3)^2 - 4(1)(3)}}{2(1)}
x=3±9122x = \frac{3 \pm \sqrt{9 - 12}}{2}
x=3±32x = \frac{3 \pm \sqrt{-3}}{2}
x=3±i32x = \frac{3 \pm i\sqrt{3}}{2}
ここで、iiは虚数単位(i2=1i^2 = -1)です。
x=3+i32x = \frac{3 + i\sqrt{3}}{2} のとき、y=3x=33+i32=6(3+i3)2=3i32y = 3 - x = 3 - \frac{3 + i\sqrt{3}}{2} = \frac{6 - (3 + i\sqrt{3})}{2} = \frac{3 - i\sqrt{3}}{2}
x=3i32x = \frac{3 - i\sqrt{3}}{2} のとき、y=3x=33i32=6(3i3)2=3+i32y = 3 - x = 3 - \frac{3 - i\sqrt{3}}{2} = \frac{6 - (3 - i\sqrt{3})}{2} = \frac{3 + i\sqrt{3}}{2}
したがって、求める2数は3+i32\frac{3 + i\sqrt{3}}{2}3i32\frac{3 - i\sqrt{3}}{2} です。

3. 最終的な答え

3+i32\frac{3 + i\sqrt{3}}{2}, 3i32\frac{3 - i\sqrt{3}}{2}

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