代数例

$x^{2} \cdot 4 x + 4 = 0$

ステップ 1

左辺を簡約します。

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ステップ 1.1

各項を簡約します。

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ステップ 1.1.1

積の可換性を利用して書き換えます。

$4 x^{2} x + 4 = 0$

ステップ 1.1.2

指数を足して $x^{2}$ に $x$ を掛けます。

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ステップ 1.1.2.1

$x$ を移動させます。

$4 (x \cdot x^{2}) + 4 = 0$

ステップ 1.1.2.2

$x$ に $x^{2}$ をかけます。

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ステップ 1.1.2.2.1

$x$ を $1$ 乗します。

$4 (x^{1} x^{2}) + 4 = 0$

ステップ 1.1.2.2.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$4 x^{1 + 2} + 4 = 0$

ステップ 1.1.2.3

$1$ と $2$ をたし算します。

$4 x^{3} + 4 = 0$

ステップ 2

方程式の両辺から $4$ を引きます。

$4 x^{3} = - 4$

ステップ 3

方程式の両辺に $4$ を足します。

$4 x^{3} + 4 = 0$

ステップ 4

方程式の左辺を因数分解します。

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ステップ 4.1

$4$ を $4 x^{3} + 4$ で因数分解します。

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ステップ 4.1.1

$4$ を $4 x^{3}$ で因数分解します。

$4 (x^{3}) + 4 = 0$

ステップ 4.1.2

$4$ を $4$ で因数分解します。

$4 (x^{3}) + 4 (1) = 0$

ステップ 4.1.3

$4$ を $4 (x^{3}) + 4 (1)$ で因数分解します。

$4 (x^{3} + 1) = 0$

ステップ 4.2

$1$ を $1^{3}$ に書き換えます。

$4 (x^{3} + 1^{3}) = 0$

ステップ 4.3

両項とも完全立方なので、立方の和の公式 $a^{3} + b^{3} = (a + b) (a^{2} - a b + b^{2})$ を利用して、因数分解します。このとき、 $a = x$ であり、 $b = 1$ です。

$4 ((x + 1) (x^{2} - x \cdot 1 + 1^{2})) = 0$

ステップ 4.4

因数分解。

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ステップ 4.4.1

簡約します。

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ステップ 4.4.1.1

$- 1$ に $1$ をかけます。

$4 ((x + 1) (x^{2} - x + 1^{2})) = 0$

ステップ 4.4.1.2

1のすべての数の累乗は1です。

$4 ((x + 1) (x^{2} - x + 1)) = 0$

ステップ 4.4.2

不要な括弧を削除します。

$4 (x + 1) (x^{2} - x + 1) = 0$

ステップ 5

方程式の左辺の個々の因数が $0$ と等しいならば、式全体は $0$ と等しくなります。

$x + 1 = 0$

$x^{2} - x + 1 = 0$

ステップ 6

$x + 1$ を $0$ に等しくし、 $x$ を解きます。

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ステップ 6.1

$x + 1$ が $0$ に等しいとします。

$x + 1 = 0$

ステップ 6.2

方程式の両辺から $1$ を引きます。

$x = - 1$

ステップ 7

$x^{2} - x + 1$ を $0$ に等しくし、 $x$ を解きます。

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ステップ 7.1

$x^{2} - x + 1$ が $0$ に等しいとします。

$x^{2} - x + 1 = 0$

ステップ 7.2

$x$ について $x^{2} - x + 1 = 0$ を解きます。

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ステップ 7.2.1

二次方程式の解の公式を利用して解を求めます。

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

ステップ 7.2.2

$a = 1$ 、 $b = - 1$ 、および $c = 1$ を二次方程式の解の公式に代入し、 $x$ の値を求めます。

$\frac{1 \pm \sqrt{{(- 1)}^{2} - 4 \cdot (1 \cdot 1)}}{2 \cdot 1}$

ステップ 7.2.3

簡約します。

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ステップ 7.2.3.1

分子を簡約します。

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ステップ 7.2.3.1.1

$- 1$ を $2$ 乗します。

$x = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot 1 \cdot 1}}{2 \cdot 1}$

ステップ 7.2.3.1.2

$- 4 \cdot 1 \cdot 1$ を掛けます。

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ステップ 7.2.3.1.2.1

$- 4$ に $1$ をかけます。

$x = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4 \cdot 1}}{2 \cdot 1}$

ステップ 7.2.3.1.2.2

$- 4$ に $1$ をかけます。

$x = \frac{1 \pm \sqrt{1 - 4}}{2 \cdot 1}$

ステップ 7.2.3.1.3

$1$ から $4$ を引きます。

$x = \frac{1 \pm \sqrt{- 3}}{2 \cdot 1}$

ステップ 7.2.3.1.4

$- 3$ を $- 1 (3)$ に書き換えます。

$x = \frac{1 \pm \sqrt{- 1 \cdot 3}}{2 \cdot 1}$

ステップ 7.2.3.1.5

$\sqrt{- 1 (3)}$ を $\sqrt{- 1} \cdot \sqrt{3}$ に書き換えます。

$x = \frac{1 \pm \sqrt{- 1} \cdot \sqrt{3}}{2 \cdot 1}$

ステップ 7.2.3.1.6

$\sqrt{- 1}$ を $i$ に書き換えます。

$x = \frac{1 \pm i \sqrt{3}}{2 \cdot 1}$

ステップ 7.2.3.2

$2$ に $1$ をかけます。

$x = \frac{1 \pm i \sqrt{3}}{2}$

ステップ 7.2.4

最終的な答えは両方の解の組み合わせです。

$x = \frac{1 + i \sqrt{3}}{2}, \frac{1 - i \sqrt{3}}{2}$

ステップ 8

最終解は $4 (x + 1) (x^{2} - x + 1) = 0$ を真にするすべての値です。

$x = - 1, \frac{1 + i \sqrt{3}}{2}, \frac{1 - i \sqrt{3}}{2}$

代数 例

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