質問<3471>
「「高次方程式」」
日付 2006/11/26
質問者 ヒロ


はじめまして、まったく解けなくて悩んでます。

 \(x^{6}\)+2\(x^{5}\)-38\(x^{4}\)-228\(x^{2}\)+72x-216=0 を解け。
   
  (ヒント: z=x-\(\frac{6}{x}\) とおくとよい)

  回答、解説をよろしくお願いします。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2006/11/29
回答者 wakky


x^2の係数は -228 ではなく +228 の誤りと思われます。

x^6+2x^5-38x^4+228x^2+72x-216=0・・・①
x=0は①の解ではないので、x≠0
①の両辺をx^3で割って整理すると
x^3-(216/x^3)+2{x^2+(36/x^2)}-38{x-(6/x)}=0

z=x-(6/x)とおくと
x^3-(216/x^3)={x-(6/x)}{x^2+6+(36/x^2)}
            ={x-(6/x)}〔{x-(6/x)}^2+18〕
            =z^3+18z
x^2+(36/x^2)={x-(6/x)}^2+12=z^2+12
∴z^3+2z^2-20z+24z=0
(z+6)(z-2)^2=0
z=-6,2(重解)
x-(6/x)=-6から x^2+6x-6=0・・・②
x-(6/x)=2から x^2-2x-6=0・・・③
②③より
x=-3\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\)15,1\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\)7(複合はともに重解)・・・(答)

お便り
日付 2006/11/30
回答者 主夫


ひょっとして問題文に誤りはありませんか?
\(x^{6}\)+2\(x^{5}\)-38\(x^{4}\)-228\(x^{2}\)+72x-216=0
ではなく,
\(x^{6}\)+2\(x^{5}\)-38\(x^{4}\)+228\(x^{2}\)+72x-216=0
の誤りだとして勝手にやってみます.(間違ってたらごめんなさい)

x=0はこの解にはならないので,与式を\(x^{3}\)で割ると,
\(x^{3}\)+2\(x^{2}\)-38x+\(\frac{228}{x}\)+72/(\(x^{2}\))-216/(\(x^{3}\))=0
こうするとヒントの形がピンとくるはずです.
特に-216/(\(x^{3}\))=(-\(\frac{6}{x}\)\()^{3}\)なので,zを代入できる形に変形していきます.
まずは並べ替えて,
\(x^{3}\)-216/(\(x^{3}\))+2{\(x^{2}\)+36/(\(x^{2}\))}-38x+\(\frac{228}{x}\)=0
(x-\(\frac{6}{x}\)\()^{3}\)+18x-\(\frac{108}{x}\)+2{(x-\(\frac{6}{x}\)\()^{2}\)+12}-38x+\(\frac{228}{x}\)=0
(x-\(\frac{6}{x}\)\()^{3}\)+2(x-\(\frac{6}{x}\)\()^{2}\)+24-20x+\(\frac{120}{x}\)=0
(x-\(\frac{6}{x}\)\()^{3}\)+2(x-\(\frac{6}{x}\)\()^{2}\)+24-20(x-\(\frac{6}{x}\))=0
これでようやくz=x-\(\frac{6}{x}\)を代入できる形になりました.
\(z^{3}\)+2\(z^{2}\)-20z+24=0
因数定理を用いて,
(z+6)(z-2\()^{2}\)=0
∴z=2,-6
ⅰ) x-\(\frac{6}{x}\)=2 のとき
両辺をx倍して整理すると,
\(x^{2}\)-2x-6=0
x=1\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\)7
ⅱ) x-\(\frac{6}{x}\)=-6 のとき,
両辺をx倍して整理すると,
\(x^{2}\)+6x-6=0
x=-3\(\pm\)\(\sqrt{\quad}\)15