2次方程式の解き方いろいろ

Copyright (C) virtual_high_school, 2019

§1． 婆茶留高校お勧めの方法

【例題 1】 2次方程式 $-9x^2+6x-13=0$ を解け。---

【解1-1】 両辺を $-1$ 倍して
　　　$9x^2-6x+13=0$
　　　$D=36-4\cdot 9\cdot 13=36-468=-432$
数�Tなら、$D<0$ のため、実数解なし。……(答)

数�Uなら、
　　　$x=\frac{6\pm 12\sqrt{3}i}{18}$
このあと $(6,12,18)$ の 3数を同時に約分して
　　　$x=\frac{1\pm 2\sqrt{3}i}{3}$……(答)

ところで両辺を $-1$ 倍したのは、そうしないと
　　　$x=\frac{-6\pm 12\sqrt{3}i}{-18}=\frac{1\mp 2\sqrt{3}i}{3}$
で、複号はさかさまでも同じだから
　　　$x=\frac{1\pm 2\sqrt{3}i}{3}$……(答)
としてよい、との断り書きが面倒だからだ。

【例題 2】 2次方程式 $2x^2+x-15=0$ を解け。---

【解2-1】 $D=1+4\cdot 2\cdot 15=121$
　　　$x=\frac{-1\pm 11}{4}=\frac{10}{4},\frac{-12}{4}=\frac{5}{2},-3$……(答)

$D$ が2乗数($=11^2$) になった時点で因数分解できることが分かるのだが、あえて解の公式を使うのだ。

このように、すべての2次方程式を同じ方法 ($D \rightarrow x$) で解くのだ。この方法はオール・マイティ(常に使える方法)だ。

§2． 教科書主義の方法

【例題 1】 2次方程式 $-9x^2+6x-13=0$ を解け。---

【解1-2】 両辺を $-1$ 倍して
　　　$9x^2-6x+13=0$
数�Tなら、
　　　$9(x-\frac{1}{3})^2+12>0$ のため、実数解なし。……(答)

数�Uなら、解の公式を使って
　　　$x=\frac{6\pm 12\sqrt{3}i}{18}=\frac{6(1\pm 2\sqrt{3}i)}{18}=\frac{1\pm 2\sqrt{3}i}{3}$……(答)

実数解を持たないことを示した方法は厳密だけど、平方完成は面倒だ。

【例題 2】 2次方程式 $2x^2+x-15=0$ を解け。---

【解2-2】 $(2x-5)(x+3)=0$
　　　$x=\frac{5}{2},-3$……(答)

因数分解できるときには解の公式は使わない、という立場だ。

§3． 原理主義的方法

【例題 2】 2次方程式 $2x^2+x-15=0$ を解け。---

【解2-3】 $x^2+\frac{1}{2}x=\frac{15}{2}$
　　　$(x+\frac{1}{4})^2-\frac{1}{16}=\frac{15}{2}$
　　　$(x+\frac{1}{4})^2=\frac{121}{16}$
　　　$x+\frac{1}{4}=\pm\sqrt{\frac{121}{16}}=\pm\frac{11}{4}$
　　　$x=-\frac{1}{4}\pm\frac{11}{4}=\frac{5}{2},-3$……(答)

毎回この解き方をするのはいくらなんでもシンドイ。解の公式を曾野綾子のように目の敵にしないで、大いに使えばよいだろう。