与えられた4次方程式 $x^4 + 2x^3 - 4x^2 - 7x - 2 = 0$ を解き、その解をカンマ区切りで記述します。

代数学四次方程式因数分解解の公式多項式
2025/6/24

1. 問題の内容

与えられた4次方程式 x4+2x34x27x2=0x^4 + 2x^3 - 4x^2 - 7x - 2 = 0 を解き、その解をカンマ区切りで記述します。

2. 解き方の手順

与えられた方程式は、x4+2x34x27x2=0x^4 + 2x^3 - 4x^2 - 7x - 2 = 0 です。
まず、整数解を探すために、定数項の約数(-2の約数)を試します。
x=1x = 1 を代入すると、1+2472=1001 + 2 - 4 - 7 - 2 = -10 \neq 0 となり、x=1x=1 は解ではありません。
x=1x = -1 を代入すると、124+72=01 - 2 - 4 + 7 - 2 = 0 となり、x=1x=-1 は解です。
したがって、x+1x+1 は与えられた多項式の因数です。
多項式を x+1x+1 で割ります。
\begin{array}{c|ccccc}
& 1 & 2 & -4 & -7 & -2 \\
-1 & & -1 & -1 & 5 & 2 \\
\hline
& 1 & 1 & -5 & -2 & 0 \\
\end{array}
よって、 x4+2x34x27x2=(x+1)(x3+x25x2)x^4 + 2x^3 - 4x^2 - 7x - 2 = (x+1)(x^3 + x^2 - 5x - 2) となります。
次に、x3+x25x2=0x^3 + x^2 - 5x - 2 = 0 を解きます。
x=2x = -2 を代入すると、8+4+102=40-8 + 4 + 10 - 2 = 4 \neq 0 となり、x=2x=-2 は解ではありません。
x=2x = 2 を代入すると、8+4102=08 + 4 - 10 - 2 = 0 となり、x=2x=2 は解です。
したがって、x2x-2x3+x25x2x^3 + x^2 - 5x - 2 の因数です。
\begin{array}{c|cccc}
& 1 & 1 & -5 & -2 \\
2 & & 2 & 6 & 2 \\
\hline
& 1 & 3 & 1 & 0 \\
\end{array}
よって、x3+x25x2=(x2)(x2+3x+1)x^3 + x^2 - 5x - 2 = (x-2)(x^2 + 3x + 1) となります。
したがって、x4+2x34x27x2=(x+1)(x2)(x2+3x+1)=0x^4 + 2x^3 - 4x^2 - 7x - 2 = (x+1)(x-2)(x^2 + 3x + 1) = 0 となります。
最後に、x2+3x+1=0x^2 + 3x + 1 = 0 を解きます。
解の公式より、
x=3±3241121=3±942=3±52x = \frac{-3 \pm \sqrt{3^2 - 4 \cdot 1 \cdot 1}}{2 \cdot 1} = \frac{-3 \pm \sqrt{9 - 4}}{2} = \frac{-3 \pm \sqrt{5}}{2}
したがって、x=1,2,3+52,352x = -1, 2, \frac{-3 + \sqrt{5}}{2}, \frac{-3 - \sqrt{5}}{2}

3. 最終的な答え

-1, 2, (-3+√5)/2, (-3-√5)/2

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