質問<373>2000/12/1
from=文系学生
「方程式の初歩的な質問」


武田先生、失礼します。方程式の初歩的な質問なのですけど、
経済学の問題で、x(エックス)とp(ピー)を変数に持つ2次式、
p=3x[2乗]-32x+94という式をxについて解いて答えを出す問題
があるのですが、これを解く過程は以下のように、
  p=3x[2乗]-32x+94
  3x[2乗]-32x+94-p=0
  解の公式より、x=~
という過程を経ることになりますよね。
ここで疑問に思ったのですが、
左辺=0、というイコールゼロの形にしてから、解の公式などで解くというのは、
高校数学的には、方程式を解く「テクニック」だと考えていてよいのでしょうか?
どうも、なぜイコールゼロにするのかがピンとこないんです。
方程式を因数分解して解く、(x+α)(x-β)=0より、
x=-α、βというのでしたら、質問<365>で教えていただいた
「ゼロの性質、A・B=0ならば、A=0またはB=0」から、
なんとなく分かるような感じがするのですが。

また、似たような疑問なのですが、
-4x[2乗]+(4/3)x[2乗]+96x-48x=0を解くときに、
次の2つのうち、どちらの方法でも正しいのでしょうか?

1.両辺を3倍してから解く
2.そのまま解く

つまり右辺がゼロでも、両辺に加減乗除をしても方程式は成り立った
ままなのでしょうか?
2の方法が正しいのは当然だと思いますが、1でやると、計算過程において、
2と異なる式が出てきてしまいますが、それでいいのでしょうか?
たとえば2で解くと、-(8/3)x(x-18)=0より、x=0、18となりますが、
1で解くと、x(x-18)=0より、x=0、18となります。
答えは同じになりますが、過程が上記のように違うのですが、
これでいいのですか?


お返事2000/12/2
from=武田


問1
2つの変数をもつ式において、見方により、2つの側面が考えられます。
1つは、2つの変数を組にして、座標と考え、グラフを書くことです。
2つ目は、2つの変数の内1つを定数と仮定して、もう1つの変数を未
知数と考えて、方程式を解くことです。
つまり、1つ目は、f(x,y)=0→グラフ
    2つ目は、f(x,p)=0→方程式
質問の2次式は、2つ目の方の使い方をしています。
p=3x2 -32x+94という関数形をしていますが、
実際は、2次方程式
3x2 -32x+94-p=0がよいでしょう。
このときpは定数と仮定しておきます。
方程式なので、因数分解や解の公式など使って解きます。
その結果、解は
x=f(p)という関数形になりますから、pは定数から変数にもどして、
変数pの範囲によって、xの値がいろいろ変化します。

問2
次の質問は、「等式変形」と「方程式の解法」の違いの混乱から来てい
るようです。
例えば、
4  1
─x+─
3  6
を6倍して
8x+1
と変形するとき、

「等式変形」としては間違いになってしまいます。
4  1
─x+─≠8x+1
3  6

しかし、「方程式の解法」としては可能になります。
4  1
─x+─=0
3  6
両辺を6倍して、
 4  1
(─x+─)・6=0・6
 3  6
8x+1=0

どうやら方程式は、右辺が0だからいろいろ可能になるようです。


お便り2000/12/25
from=文系学生


武田先生、失礼します。いつも回答くださいましてありがとうございます。
ところで、私は、質問<373>で、次のように質問してしまった部分がある
のですが、これは細かくいえば、左辺=0の方程式なら、以下のように訂正
していいのですよね?
原文:「両辺に加減乗除をしても方程式は成り立ったままなのでしょうか?」
訂正:「両辺に加減乗をしても方程式は成り立ったままなのでしょうか?」

たとえば、2x-8-(50/x2乗)=0ですと、両辺にx2乗をかけて、
2x3乗-8x2乗-50=0にして解けばいいのだと思うのですけど、
逆に、この、2x3乗-8x2乗-50=0の両辺をx2乗で割って、
2x-8-(50/x2乗)=0とは出来ないのですよね?
でも左辺も右辺もゼロじゃないときは、
両辺に加減乗除をしても方程式は成り立ったままなのですよね?


お返事2000/12/25
from=武田


左辺=右辺の式は変形して、左辺-右辺=0という「=0」の方程式に
変形できます。
任意の数を両辺に加減乗除することは自由に出来ます。ただし、「0で
割る」ことだけは出来ません。
文字のときは、中身が見えないので、うっかり「0で割る」ことをしか
ねませんが、その点だけ注意すれば、両辺に加減乗除をすることができ
ます。
上の例の2x-8-(50/x2 )=0ですと、両辺にx2 をかけることは
問題ありません。なぜなら、与式の分母にxが入っているので、必ず
x≠0となるからです。
逆に、この、2x3 -8x2 -50=0の両辺をx2 で割って、
2x-8-(50/x2 )=0とすることも、x≠0を宣言すれば可能となります。