質問<3471>2006/11/26
from=ヒロ
「高次方程式」


はじめまして、まったく解けなくて悩んでます。 

 x^6+2x^5-38x^4-228x^2+72x-216=0  を解け。
   
  (ヒント: z=x-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2006/11/29
from=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±√15,1±√7(複合はともに重解)・・・(答)


お便り2006/11/30
from=主夫


ひょっとして問題文に誤りはありませんか?
x^6+2x^5-38x^4-228x^2+72x-216=0
ではなく,
x^6+2x^5-38x^4+228x^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+2x^2-38x+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)=(-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+228/x=0
(x-6/x)^3+18x-108/x+2{(x-6/x)^2+12}-38x+228/x=0
(x-6/x)^3+2(x-6/x)^2+24-20x+120/x=0
(x-6/x)^3+2(x-6/x)^2+24-20(x-6/x)=0
これでようやくz=x-6/xを代入できる形になりました.
z^3+2z^2-20z+24=0
因数定理を用いて,
(z+6)(z-2)^2=0
∴z=2,-6
ⅰ) x-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±√7
ⅱ) x-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±√15