二次方程式
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二次方程式 ax2 + bx + c = 0 に対し、 a ( x + b 2 a ) 2 + c − b 2 4 a = 0 ⟺ ( x + b 2 a ) 2 = b 2 − 4 a c 4 a 2 ⟺ x + b 2 a = ± b 2 − 4 a c 2 a ⟺ x = − b ± b 2 − 4 a c 2 a {\displaystyle {\begin{aligned}a\left(x+{\frac {b}{2a}}\right)^{\!2}+c-{\frac {b^{2}}{4a}}=0&\iff \left(x+{\frac {b}{2a}}\right)^{2}={\frac {b^{2}-4ac}{4a^{2}}}\\&\iff x+{\frac {b}{2a}}=\pm {\frac {\sqrt {b^{2}-4ac}}{2a}}\\&\iff x={\cfrac {-b\pm {\sqrt {b^{2}-4ac}}}{2a}}\end{aligned}}}

特に、b が 2 を因数に持つ場合、b = 2b' とおくと x = − b ′ ± ( b ′ ) 2 − a c a {\displaystyle x={\frac {-b'\pm {\sqrt {(b')^{2}-ac}}}{a}}}

と簡明になる。
特別な二次方程式の解

数学定数の中で、定義が特別な二次方程式であるものがある。

1の虚立方根 ω(x2 + x + 1 = 0 の解 x = − 1 ± 3 i 2 {\displaystyle x={\frac {-1\pm {\sqrt {3}}\,i}{2}}} (2つのどちらでもよい))

三次方程式の解、アイゼンシュタイン整数 など


貴金属数

黄金数 φ(x2 − x − 1 = 0 の正の解 x = 1 + 5 2 {\displaystyle x={\frac {1+{\sqrt {5}}}{2}}\,} )

フィボナッチ数 など



実数係数の二次方程式

二次方程式 a x 2 + b x + c = 0 {\displaystyle ax^{2}+bx+c=0}

の係数 a, b, c は実数とする。
虚数の導入

二次方程式の解の公式 x = − b ± b 2 − 4 a c 2 a {\displaystyle x={\frac {-b\pm {\sqrt {b^{2}-4ac}}}{2a}}} における b 2 − 4 a c {\displaystyle b^{2}-4ac} が負の場合は、解が虚数になる。2つの解は、共役な虚数である。

虚数も数に含めると、代数学の基本定理(全ての複素数係数の代数方程式は複素数の範囲で必ず解を持つ)が成り立つ。
判別式と実数解の個数

実数係数の二次方程式においては、解の公式に見られるように、 b 2 − 4 a c {\displaystyle b^{2}-4ac} の符号が実数解の個数を決める。

二次方程式 a x 2 + b x + c = 0 {\displaystyle ax^{2}+bx+c=0} の重複を込めた解を α, β とするとき、 Δ := a 2 ( α − β ) 2 {\displaystyle \Delta :=a^{2}(\alpha -\beta )^{2}}

を二次方程式の判別式という。


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
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