二次方程式の解の公式の3通りの証明
二次方程式の解の公式の意味・例題・3通りの証明を紹介します。
解の公式について
解の公式について
の解は,
解の公式を使えばどのような二次方程式でも解けます。非常に強力な公式です。
を解け。
解の公式で とすると,
証明
証明
解の公式の証明を3通り紹介します。
平方完成による証明
の左辺を平方完成していく。
右辺を通分して両辺を
で割る:
両辺のルートを取る:
を移項する:
-
解の公式のルートの中身 は判別式と呼ばれます。二次方程式を考える上で重要です。→判別式まとめ【2次方程式の実数解・x軸との共有点の個数】
-
の場合は と解釈してください。
-
平方完成について,より詳しくは 平方完成のやり方といくつかの発展形 で解説しています。
代入による証明
解の公式を導出するというよりも「解の公式を知っているもとでその正しさを証明する」という天下り的な証明です。
和と積の計算による公式の導出
こちらも証明2と同じく解の公式を天下り的に証明する方法です。
とおく。このとき簡単な計算により,
が分かる。
が恒等式であることを証明すればよい。
そこで,各次数の係数を調べる。
- 二次の係数:両辺ともに
- 一次の係数:左辺は ,右辺は
- 定数項:左辺は ,右辺は
ここで求めた , は解と係数の関係と呼ばれ,二次方程式の問題ではよく使うことになります。詳しくは 二次方程式における解と係数の関係 をご覧ください。
練習問題
練習問題
の解を求めよ。
であるから,解の公式にしたがって
の解を求めよ。
であるから,解の公式にしたがって
判別式 となっている場合です。
なお,この方程式 は1の3乗根と密接に関わっている面白い方程式です。詳しくは 1の三乗根オメガを用いた計算と因数分解 をご覧ください。
応用・補足
応用・補足
一次の項の係数が偶数のときの解の公式
二次方程式において一次の項の係数が偶数のとき,解の公式はよりシンプルになります。
の解は,
二次方程式の解の公式で とするとこの公式が得られます。
解の公式の覚え方
特に語呂などはありません。二次方程式の解の公式の1番強力な覚え方は,たくさん問題を解くことです。
最初のうちは公式を見ながらでも良いので,解の公式を使う問題を数多くこなしていくことで,自然と覚えられます。
知っている公式の別証明から学ぶことも多々あります。