方程式の可解性                            戻る

 方程式が可解かどうかは解の集合の範囲で定まるが、一般に、「複素数全体」としておけ
ば、解の集合に惑わされずに済むことはよく知られている。

 この意味で、1次方程式 ax+b=0 は、常に、解 x=−b/a を持つ。

 2次方程式 ax2+bx+c=0 についても、解の公式

          

を用いれば、必ず、複素数の範囲に解を持つことが分かる。

 解の公式を使って2次方程式を解く場合、文字 a、b、c に数値を当てはめて解かせるに
は解かせるのだが

(1) まず、判別式 D=b2−4ac を計算させ、その後、徐に

(2)  を求め、その結果から、

(3) 解 x を、 (−b±)/2a で導出する。

という流れで、指導する方がいられるかもしれない。

 (1)により、一番煩わしい計算 b2−4ac を手早く済ませ、さらに、実数解を持つかどうか
も瞬時に分かるこの計算手順は、私自身、一番好ましい方法だと常々思っていた。

 この手順はガロア理論と大いに関係があるということが、次の書籍に示されている。

   小島寛之 著  天才ガロアの発想力  (技術評論社)

 2次方程式 ax2+bx+c=0 の2つの解を、α、β とおくと、

解と係数の関係から、 α+β=−b/a 、 αβ=c/a が成り立つ。

 このとき、 判別式 D=a2(α−β)2 より、 α−β=±/a なので、

    2α=−b/a±/a=(−b±)/a

より、 α=(−b±)/2a  と解の公式が導かれる。

 解の公式があるかどうかは、解と係数の関係と判別式が大いに関係していることが伺える。


(追記) 令和8年6月3日付け

 次の東北大学 後期理系(2009)の問題は、3次方程式の解に関わる問題である。

問題  実数の間の等式 =2 ・・・ (*) を以下の手順に従っ
  て示せ。

(1) 係数が整数であるxの3次方程式で、x=が解になるものを
  1つ求めよ。
(2) (1)で求めた3次方程式を解くことにより、等式(*)を証明せよ。

(解)(1) x3=()3

 =5+7−(5+7)−3()=14−3x

 よって、求める3次方程式は、 x3+3x−14=0

(2) (1)より、(x−2)(x2+2x+7)=0 で、x2+2x+7=0 は実数解を持たないから、

 x=2 で、 =2 が成り立つ。  (終)



   以下、工事中