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高次方程式の解き方 ①

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Academic year: 2021

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1

高次方程式の解き方 ①

高次方程式

 の整式   が   次式のとき,方程式   を   の   次方程式 という。 

また,   次以上の方程式を 高次方程式 という。 

高次方程式は (       )  or (       )  を活用して解く。

x P(x) n P(x) = 0

x n 3

x − 1 = 0

左辺を因数分解すると

 を解きなさい。

x

3

− 1 = 0

よって

(x − 1)(x2 + x + 1) = 0

または

x2 + x + 1 = 0

したがって

x = 1, −1 ± 3i 2

← a3b3 = (a b)(a2+ ab + b2)

例は   となる数   を求めている。 

ある数を   乗して   になるとき,その数を   の x3 = 1 x  乗根 という。

3 a a 3

x2 + 2 = 0

左辺を因数分解すると

よって

(x2+ 2)(x2− 9) = 0

または

x2 − 9 = 0

したがって

x = ± 2i, ±3

← x2 = X より

 X27X 18 = 0

  (X + 2)(X 9) = 0

  (x2 + 2)(x2 9) = 0

 の   乗根

1 3

名前 (       )

因数分解 組立除法

例題

 を解きなさい。

x

4

− 7x

2

− 18 = 0

(2)

2

練習問題1 練習問題2

解 解

 を解きなさい。

x

3

− 8 = 0 x

4

− 256 = 0  を解きなさい。

x − 2 = 0

左辺を因数分解すると

よって

(x − 2)(x2+ 2x + 4) = 0

または

x2 + 2x + 4 = 0

したがって

x = 2, −1 ± 3i

x2+ 16 = 0

左辺を因数分解すると

よって

(x2 + 16)(x2− 16) = 0

または

x2 − 16 = 0

したがって

x = ± 4i, ±4

← x2 = X より

 X2 256 = 0

  (X + 16)(X 16) = 0

  (x2+ 16)(x2 16) = 0

 の   乗根

8 3

名前 (       )

高次方程式の解き方 ①

← a3b3 = (a b)(a2+ ab + b2)

(3)

 とすると

P(x) = x

3

− 4x

2

− 2 x + 5

3

高次方程式の解き方 ②

P(1) = 13 − 4 ⋅ 12 − 2 ⋅1 + 5 = 0

よって, P(x)  は  x − 1  を因数にもち,組立除法より

P(x) = (x − 1)(x2 − 3x − 5)

P(x) = 0  から

x − 1 = 0

または

x2 − 3x − 5 = 0

したがって

x = 1, 3 ± 29 2

1 −4 −2 5

0

1

1 −13 −−53 −5

P(−1) = (−1)3+ 5 ⋅ (−1)2+ 8 ⋅ (−1) + 4 = 0

 とすると

P(x) = x

3

+ 5x

2

+ 8x + 4

よって, P(x)  は  x + 1  を因数にもち,組立除法より

P(x) = (x + 1)(x2 + 4x + 4)

P(x) = 0  から

x + 1 = 0

または

(x + 2)2 = 0

したがって

x = − 1, −2

= (x + 1)(x + 2)2

例題   の方程式   の解   を,この方程式の   重解 という。

2 (x + 1)(x + 2)

2

= 0

x = − 2 2

2

重解

名前 (       )

 を解きなさい。

x

3

− 4x

2

− 2x + 5 = 0

高次方程式は  

(       )   or  (       )  を活用して解く。

因数分解 組立除法

1 5 8 4

0

−1

1 −41 −44 −4

例題

 を解きなさい。

x

3

+ 5x

2

+ 8x + 4 = 0

(4)

4

練習問題1 練習問題2

 を解きなさい。

x

3

− 10x

2

+ 18x + 9 = 0

P(3) = 33− 10 ⋅ 32 + 18 ⋅ 3 + 9 = 0

 とすると

P(x) = x

3

− 10x

2

+ 18x + 9

よって, P(x)  は  x − 3  を因数にもち,組立除法より

P(x) = (x − 3)(x2 − 7x − 3)

P(x) = 0  から

x − 3 = 0

または

x2 − 7x − 3 = 0

したがって

x = 3, 7 ± 61 2

 を解きなさい。

x

4

− 5x

3

+ 6x

2

+ 4x − 8 = 0

P(−1) = (−1)4− 5⋅ (−1)3+ 6 ⋅ (−1)2 + 4 ⋅ (−1) − 8

= 0

 とすると

P(x) = x

4

− 5x

3

+ 6x

2

+ 4x − 8

よって, P(x)  は  x + 1  を因数にもち,組立除法より

P(x) = (x + 1)(x3− 6x2 + 12x − 8)

P(x) = 0  から

x + 1 = 0

または

(x − 2)3 = 0

したがって

x = − 1, 2

= (x + 1)(x − 2)3

 

重解

3

←   

   

a3− 3a2b + 3ab2b3

= (a− b)3

名前 (       )

高次方程式の解き方 ②

1 −10 18 9

0

3

1 −37 −−213 −9 1 −5 6 4

0

−1

1 −−16 126 −88

−12

−8

(5)

5

高次方程式と虚数解

例題2

 次方程式   が,  を解にもつとき,

定数   ,  の値を求めなさい。 

また,他の解を求めなさい。ただし, ,  は実数とする。

3 x3 6x2+ ax +b = 0 2 +i a b

a b

例題1

 がこの方程式の解であるから

2 + i

(2 +i)3 6(2 +i)2+ a(2 +i) +b = 0 (2a +b 16) + (a 13)i = 0

,  は実数であるから

2a+ b 16 a 13

2a + b 16 = 0, a 13 = 0

これを解いて

a = 13, b = 10

方程式は

x3 6x2+ 13x 10 = 0 (x 2)(x2 4x + 5) = 0

x = 2, 2 ±i

したがって

2, 2 − i a = 13, b = 10

他の解は

A.

   実部と 

←虚部に     分ける!!

     とおく 

↓ 

   因数定理より  

     

↓    組立除法

P(x) P(2) = 0

 次方程式   が,  を解にもつとき,

定数   ,  の値を求めなさい。 

また,他の解を求めなさい。ただし,  ,  は実数とする。

3 x3 +ax2 +b = 0 1i a b

a b

−1, 1 + i a = − 1, b = 2

他の解は

A.

名前 (       )

 がこの方程式の解であるから

1 i

(1 i)3+ a(1 i)2+ b = 0 (b 2) + (−2a 2)i = 0

,  は実数であるから

b 2 −2a 2

b 2 = 0, 2a 2 = 0

これを解いて

a = 1, b = 2

方程式は

x3 x2+ 2 = 0 (x + 1)(x2 2x + 2) = 0

x = 1, 1 ±i

したがって

   実部と 

←虚部に     分ける!!

     とおく 

↓ 

   因数定理より  

     

↓    組立除法

P(x)

P(−1) = 0

(6)

6

練習問題1 練習問題2

−3, 2 + i a = − 7, b = 15

他の解は

A.

±1, 1 + i a = − 2, b = 1

他の解は

A.

名前 (       )

高次方程式と虚数解

 次方程式   が,  を解

にもつとき,定数   ,  の値を求めなさい。また,他の解を 求めなさい。ただし,  ,  は実数とする。

4 x4 +ax3 +bx2 + 2bx +a = 0 1i a b

a b

 がこの方程式の解であるから

1 i

(1 i)4+ a(1 i)3+ b(1 i)2+ 2b(1 i) +a = 0 (−a+ 2b 4) + (−2a 4b)i = 0

,  は実数であるから

a+ 2b 4 2a 4b

これを解いて

a = 2, b = 1

方程式は

x4 2x3+ x2+ 2x 2 = 0 x = 1, 1 ±i

したがって

←実部と虚部     に分ける!!

a + 2b 4 = 0, 2a 4b = 0

(x 1)(x3 x2+ 2) = 0 (x 1)(x + 1)(x22x2+ 2) = 0

     とおき,  

P(x)  

P(1) = 0

     とおき,  

  P(x)

P(−1) = 0

 次方程式   が,  を解にもつとき,

定数   ,  の値を求めなさい。 

また,他の解を求めなさい。ただし, ,  は実数とする。

3 x3 x2 +ax +b = 0 2i a b

a b

 がこの方程式の解であるから

2 i

(2 i)3 (2 i)2+ a(2 i) +b = 0 (2a +b 1) + (−a 7)i = 0

,  は実数であるから

2a+ b 1 a 7

2a + b 1 = 0, a 7 = 0

これを解いて

a = 7, b = 15

方程式は

x3 x2 7x + 15 = 0 (x + 3)(x24x + 5) = 0

x = 3, 2 ±i

したがって

     とおく 

↓ 

   因数定理より  

     

↓    組立除法

P(x)

P(−3) = 0

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