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

代数学三次方程式解の公式因数分解因数定理方程式
2025/6/25

1. 問題の内容

与えられた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、与えられた方程式に整数解が存在するか探します。因数定理を利用し、定数項の約数(±1, ±2, ±4)を代入して方程式が0になるか確認します。
x=2x = -2 を代入すると、
(2)34(2)214(2)4=816+284=0(-2)^3 - 4(-2)^2 - 14(-2) - 4 = -8 - 16 + 28 - 4 = 0
よって、x=2x = -2 は方程式の解の一つです。
次に、因数分解を行います。x=2x = -2 が解であることから、x+2x + 2 を因数に持つことが分かります。与えられた3次式を x+2x + 2 で割ります。
x34x214x4x+2=x26x2\frac{x^3 - 4x^2 - 14x - 4}{x + 2} = x^2 - 6x - 2
したがって、与えられた方程式は次のように書き換えることができます。
(x+2)(x26x2)=0(x + 2)(x^2 - 6x - 2) = 0
次に、2次方程式 x26x2=0x^2 - 6x - 2 = 0 を解きます。解の公式を使用します。
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、3つの解は x=2,3+11,311x = -2, 3 + \sqrt{11}, 3 - \sqrt{11} です。

3. 最終的な答え

-2, 3+√11, 3-√11

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