与えられた2次式 $x^2 - 4x + 1$ を因数分解する問題です。

代数学因数分解二次方程式解の公式
2025/6/25

1. 問題の内容

与えられた2次式 x24x+1x^2 - 4x + 1 を因数分解する問題です。

2. 解き方の手順

この式は、通常の因数分解の公式(例えば (x+a)(x+b)(x+a)(x+b) の形にする)では整数係数の範囲では因数分解できません。
そこで、解の公式を用いて解を求め、そこから因数分解の形を導きます。
2次方程式 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 の解の公式は以下の通りです。
x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
与えられた式 x24x+1=0x^2 - 4x + 1 = 0 に、解の公式を適用します。
a=1a = 1, b=4b = -4, c=1c = 1 なので、
x=(4)±(4)24(1)(1)2(1)x = \frac{-(-4) \pm \sqrt{(-4)^2 - 4(1)(1)}}{2(1)}
x=4±1642x = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 4}}{2}
x=4±122x = \frac{4 \pm \sqrt{12}}{2}
x=4±232x = \frac{4 \pm 2\sqrt{3}}{2}
x=2±3x = 2 \pm \sqrt{3}
したがって、解は x1=2+3x_1 = 2 + \sqrt{3}x2=23x_2 = 2 - \sqrt{3} です。
因数分解された形は、(xx1)(xx2)(x - x_1)(x - x_2) となるので、
(x(2+3))(x(23))(x - (2 + \sqrt{3}))(x - (2 - \sqrt{3}))
(x23)(x2+3)(x - 2 - \sqrt{3})(x - 2 + \sqrt{3})

3. 最終的な答え

(x23)(x2+3)(x - 2 - \sqrt{3})(x - 2 + \sqrt{3})

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