3次方程式 $x^3 - 4x^2 - 14x - 4 = 0$ を解く問題です。

代数学三次方程式因数分解解の公式有理数解根の公式
2025/6/25

1. 問題の内容

3次方程式 x34x214x4=0x^3 - 4x^2 - 14x - 4 = 0 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、この3次方程式の有理数解を探索します。有理数定理によれば、有理数解の候補は定数項(-4)の約数である可能性が高いです。そこで、x=2x = -2 を代入してみます。
(2)34(2)214(2)4=816+284=0(-2)^3 - 4(-2)^2 - 14(-2) - 4 = -8 - 16 + 28 - 4 = 0
したがって、x=2x = -2 は方程式の解の一つです。これにより、x+2x+2 が因数であることがわかります。与えられた3次式を x+2x+2 で割って、残りの二次式を求めます。
筆算または組み立て除法を使って x34x214x4x^3 - 4x^2 - 14x - 4x+2x+2 で割ると、
x34x214x4=(x+2)(x26x2)x^3 - 4x^2 - 14x - 4 = (x+2)(x^2 - 6x - 2)
となります。
次に、二次方程式 x26x2=0x^2 - 6x - 2 = 0 を解きます。解の公式を使うと、
x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
ここで、a=1a=1, b=6b=-6, c=2c=-2 なので、
x=6±(6)24(1)(2)2(1)=6±36+82=6±442=6±2112=3±11x = \frac{6 \pm \sqrt{(-6)^2 - 4(1)(-2)}}{2(1)} = \frac{6 \pm \sqrt{36 + 8}}{2} = \frac{6 \pm \sqrt{44}}{2} = \frac{6 \pm 2\sqrt{11}}{2} = 3 \pm \sqrt{11}
したがって、x=3+11x = 3 + \sqrt{11} および x=311x = 3 - \sqrt{11} が二次方程式の解です。

3. 最終的な答え

x=2,3+11,311x = -2, 3 + \sqrt{11}, 3 - \sqrt{11}

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