この計算ツールでできること
関数 f(x) の零点(ゼロ点・根)とは、f(x) = 0 となる x の値、つまりグラフが x 軸と交わる点のことです。本ツールは、標準形 f(x) = ax² + bx + c で表される2次関数の零点を求めます。係数 a・b・c を入力すると、実数解または複素数解を判別式とあわせて表示します。
使い方
3つの係数を入力するだけです。たとえば f(x) = x² − 3x + 2 なら、a = 1、b = −3、c = 2 と入力します。a = 0 のときは式が1次方程式(bx + c = 0)となり、その1つの解を返します。判別式の欄を見れば、解が「異なる2つの実数解」なのか、「重解(1つの実数解)」なのか、それとも「共役な複素数解の組」なのかが分かります。
公式の解説
零点は次の解の公式で求められます。
$$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^{2} - 4ac}}{2a}$$
平方根の中身 \(\Delta = b^{2} - 4ac\) を判別式と呼びます。\(\Delta > 0\) のときは異なる2つの実数解、\(\Delta = 0\) のときは重解(1つの実数解)、\(\Delta < 0\) のときは \(a \pm bi\) の形で表される複素数解になります。
計算例
f(x) = x² − 3x + 2 = 0 を解いてみましょう。ここで a = 1、b = −3、c = 2 です。判別式は \((-3)^{2} - 4(1)(2) = 9 - 8 = 1\)。よって $$x = \frac{3 \pm \sqrt{1}}{2} = \frac{3 \pm 1}{2}$$ となり、\(x_{1} = 2\)、\(x_{2} = 1\) が得られます。実際、\(f(x) = (x - 1)(x - 2)\) と因数分解できます。
よくある質問
判別式がマイナスになるとどうなりますか? 放物線が x 軸と交わらないため、実数解は存在しません。解は共役な複素数解の組になります。
1次関数にも使えますか? はい。a = 0 とすれば bx + c = 0 を解き、\(x = -c/b\) を返します。
解が2つではなく1つになるのはなぜですか? 判別式がちょうど 0 のとき、2つの解が一致するため、2次方程式の解は \(x = -b/(2a)\) の1つ(重解)になります。