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方程式

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方程式(equation)は、未知の値を含む二つの式が等しいことを表す式である。

一辺xの正方形に、縦と横に幅3の長方形を付ける。残る角は3掛ける3の面積9で、補うと一辺xプラス3の正方形になる。
平方完成は、足りない正方形を補う二つの3xを図形として並べると、平方完成で係数6の半分を使う理由が見えます。面積の説明にはxが非負という条件がありますが、展開して得る等式x²+6x=(x+3)²−9はすべての実数xで成り立ちます。図を拡大参考:OpenStax:Quadratic Functions

一次方程式

2x+3=11 なら 2x=8 より x=4 である。

二次方程式

ax²+bx+c=0 (a≠0) の解は、

x=(-b ± √(b²-4ac)) / 2a

で与えられる。

判別式

D=b²-4ac を判別式という。実数範囲では D>0 なら異なる2実根、D=0なら重解、D<0なら実数解を持たない。

同値変形と解の確認

方程式を解くとは、式を満たす値の集合を求めることである。両辺へ同じ数を加える操作は解を変えないが、未知数を含む式で割るときは、その式が0となる場合を分ける必要がある。両辺を二乗する操作は、元の式からは導けても逆向きには成り立たず、余分な解が入ることがある。

例:二乗で生じる余分な解

√(x+2)=xを解く。左辺が非負なのでx≥0が必要である。二乗してx+2=x²、因数分解して(x−2)(x+1)=0となり、候補は2と−1。元の式に戻すと−1は不適で、解はx=2だけになる。定義域x≥−2と右辺の符号条件x≥0を区別して整理するとよい。

解の公式は平方完成から出る

ax²+bx+c=0をaで割り、xの一次の項の係数の半分を使って平方完成する。すると(x+b/(2a))²=(b²−4ac)/(4a²)となり、両辺の平方根から解の公式が得られる。厳密解を簡単に表せない方程式には二分法などの数値解法を使うが、近似誤差と存在の根拠は別に示す。

確認問題

x(x−3)=0の両辺をxで割り、x=3だけを答えるのは正しいか。

解答と考え方を見る

正しくない。x=0も元の式を満たす。x=0の場合とx≠0の場合を分けるか、積が0なら少なくとも一方が0という性質を使う。

参考資料・次に読む資料

資料確認日:2026-10-12。

関連項目