34021中3・2次方程式・計算問題・解の公式で解く1

計算問題 》「解の公式」で解く①

次の 2 次方程式を「2 次方程式の解の公式」を使って解きなさい。

(1)   $x^{2}-x-1=0$

(2)   $x^{2}-5x+1=0$

(3)   $x^{2}+2x-1=0$

(4)   $x^{2}-7x+7=0$

(5)   $x^{2}+10x+15=0$

解答・解説

2次方程式の解法 《 2次方程式の解の公式 》

2 次方程式$\;\;ax^{2}+bx+c=0\;\;$の解は,

$\begin{eqnarray}x=\frac{\;-b\pm\sqrt{b^{2}-4ac\,}\;}{2a}\end{eqnarray}$

(1) $\;\begin{eqnarray}x^{2}-x-1=0\;\end{eqnarray}$

$\begin{eqnarray}x^{2}-1x-1&=&0\\[6pt]x&=&\dfrac{\;-(\,-1\,)\pm\sqrt{(-1)^{2}-4\times 1\times (\,-1\,)\,}\;}{2\times 1}\\[6pt]&=&\dfrac{\;1\pm\sqrt{1+4\,}\;}{2}\\[6pt]&=&\dfrac{\;1\pm\sqrt{5\,}\;}{2}\end{eqnarray}$

$x=\dfrac{\;1\pm\sqrt{5\,}\;}{2}$


(2) $\;\begin{eqnarray}x^{2}-5x+1=0\;\end{eqnarray}$

$\begin{eqnarray}x^{2}-5x+1&=&0\\[6pt]x&=&\dfrac{\;-(\,-5\,)\pm\sqrt{(-5)^{2}-4\times 1\times 1\,}\;}{2\times 1}\\[6pt]&=&\dfrac{\;5\pm\sqrt{25-4\,}\;}{2}\\[6pt]&=&\dfrac{\;5\pm\sqrt{21\,}\;}{2}\end{eqnarray}$

$x=\dfrac{\;5\pm\sqrt{21\,}\;}{2}$


(3) $\;\begin{eqnarray}x^{2}+2x-1=0\;\end{eqnarray}$

$\begin{eqnarray}x^{2}+2x-1&=&0\\[6pt]x&=&\dfrac{\;-2\pm\sqrt{2^{2}-4\times 1\times (-1)\,}\;}{2\times 1}\\[6pt]&=&\dfrac{\;-2\pm\sqrt{4+4\,}\;}{2}\\[6pt]&=&\dfrac{\;-2\pm\sqrt{8\,}\;}{2}\\[6pt]&=&\dfrac{\;\color{red}\cancelto{-1}{\color{black}-2}\color{black}\pm \color{red}\cancelto{1}{\color{black}2}\color{black}\sqrt{2\,}\;}{\color{red}\cancelto{1}{\color{black}2}}\\[6pt]&=&-1\pm\sqrt{2\,}\end{eqnarray}$

$x=-1\pm\sqrt{2\,}$


(4) $\;\begin{eqnarray}x^{2}-7x+7=0\;\end{eqnarray}$

$\begin{eqnarray}x^{2}-7x+7&=&0\\[6pt]x&=&\dfrac{\;-(\,-7\,)\pm\sqrt{(\,-7\,)^{2}-4\times 1\times 7\,}\;}{2\times 1}\\[6pt]&=&\dfrac{\;7\pm\sqrt{49-28\,}\;}{2}\\[6pt]&=&\dfrac{\;7 \pm \sqrt{21\,}\;}{2}\end{eqnarray}$

$x=\dfrac{\;7 \pm \sqrt{21\,}\;}{2}$


(5) $\;\begin{eqnarray}x^{2}+10x+15=0\;\end{eqnarray}$

$\begin{eqnarray}x^{2}+10x+15&=&0\\x&=&\dfrac{\;-10\pm\sqrt{10^{2}-4\times 1 \times 15\,}\;}{2\times 1}\\[6pt]&=&\dfrac{\;-10\pm\sqrt{100-60\,}\;}{2}\\[6pt]&=&\dfrac{\;-10\pm\sqrt{40\,}\;}{2}\\[6pt]&=&\dfrac{\;\color{red}\cancelto{-5}{\color{black}-10}\color{black}\pm \color{red}\cancelto{1}{\color{black}2}\color{black}\sqrt{10\,}\;}{\color{red}\cancelto{1}{\color{black}2}}\\[6pt]&=&-5\pm \sqrt{10\,}\end{eqnarray}$

$-5\pm \sqrt{10\,}$