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時空 解 さんの日記

 
2019
7月 26
(金)
09:29
1の3乗根もちゃんと計算したことがなかった…$ x^3 -1 = 0 $ の解は?
本文
皆さん、おはようございます。時空 解です。
 
知りませんでした、58年間と9か月間。1の3乗根は何かということです。
これは下記の数式の解なんですが…
 
$ x^3 = 1 $
 
私は昨日まで1の3乗根について、キチンと計算したことが無かったのです。
改めて数検のテキスト、実用数学技能検定 要点整理 2級 を観てみると、確かに p35 ページに明確に載ってはいますが、どうした訳かスルーしていました。眺めるだけでは記憶に残らないのでしょうね。汗
 
チャート式の参考書の練習問題で問われて、初めて計算してみた次第です。
$ x^3 = 1 $ を変形すると $ x^3 - 1 = 0 $ になりますよね。
これは $ x^3 - 1^3 = 0 $ ですので、下記のように変形できます。
 
$ (x - 1)(x^2 + x +1) = 0 $
 
これでもうお分かりかと思いますが、$ x $ は
 
$ x - 1 = 0 $
$ x^2 + x + 1 = 0 $
 
を満たす値が解となります。つまり
 
$ x = 1 $
もしくは2次方程式の解の公式より
$ {\displaystyle x={\frac {-b \pm {\sqrt {b^{2}-4ac}}}{2a}}} $ →  $ {\displaystyle x={\frac {-1 \pm {\sqrt {1^{2}-4 \cdot 1 \cdot 1}}}{2 \cdot 1}}} $ →  $ {\displaystyle x={\frac {-1 \pm {\sqrt {3} i }}{2}}} $

なんですよね。
1の3乗根の虚数解がこんな形だったなんて… $ 3 $ なんて数字が出てくるんですね、知らなかった。汗
 
"1の3乗根のうち、虚数の一つを $ \omega $ とするとき" と言う問題を数検の問題で見かけた記憶はありますが、この事を言っていたんですね。$ x $ がこの虚数の一つ $ \omega $ だとすると
 
$ \omega^2 + \omega + 1 = 0 $
 
なんです…。これを使えば例えば $ \omega^{38} + \omega^{19} + 1 $ の値がどうなるかもわかりますよね。

$ \omega^{38} + \omega^{19} + 1 = (\omega^3)^{12} \cdot \omega^2 + (\omega^3)^6 \cdot \omega + 1 = \omega^2 + \omega + 1 = 0 $

$ \omega $ が具体的にどんな虚数値なのかは出てきませんが、$ \omega^2 + \omega + 1 = 0 $ が分ってないとね。
いやはや、数学の参考書は一通りちゃんとやるべきです。数検で出題された問題を後で見直す、と言うことはやっていたのですが、それでもただ眺めてしまっていただけでした。実際に鉛筆で数式を書いてみないとね。
 
では今日も1日の習慣を始めます。小さな一歩・挑戦を試みます。

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