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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:cos 20°を代数的に求める)

cos 20°を代数的に求める方法

このQ&Aのポイント
  • 三角関数の値を近似値を用いずにcos 20°を代数的に求める方法について考えます。
  • 3の倍数の角度については、正五角形の対角線の長さを利用して求めることができますが、20°の値を求めるためには三次方程式を解く必要があります。
  • しかし、三次方程式を解く方法について詳しく知りたいと思っています。

質問者が選んだベストアンサー

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  • ojisan7
  • ベストアンサー率47% (489/1029)
回答No.2

三次方程式が3実根を持つ場合について、カルダノの公式を使うと立方根号の内部に虚数が表れます。しかし、その値は実数ですから虚数を使わずに根を表記できそうですが、係数と根号だけを用いている(代数的解法にこだわっている)限り、虚数を消すことはできません。これを還元不能といいます。数値的な解を求めようとするならば、カルダノ公式はほとんど役に立ちません。さらに、1実根を持つ場合、しかもそれが整数解であったとしても、カルダノ公式で計算しようとすると難しいですね。そういう意味では、カルダノの公式は役に立たないのです。ですから、高校や大学(数学科以外の)で公式を教えないのです。カルダノの公式は、単に、「代数的に解ける」という事実の理論的・形式的な意義しかありません。 ちなみに数値的な解の近似値は、 x=-0.766044,-0.173648,0.939693 となりますが、cos 20°>0 ですから、cos 20°≒0.939693 この表記で我慢(?)するしかありません。

noname#82102
質問者

お礼

きめ細やかで解りやすい回答ありがとうございます。 実数であるにもかかわらず、虚数を使わないと表せない数、 そんなものがあるんですね。 結果としては、納得のいかない感じになってしまいましたが、勉強になりました。 ありがとうございます。

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その他の回答 (1)

  • arrysthmia
  • ベストアンサー率38% (442/1154)
回答No.1

それで良いのです。 方程式 x^3 -(3/4)x -(1/8) = 0 を解けば、解の内のひとつとして x = cos20°を得ることができますし、その方程式は、代数的可解です。 問題点は、 > カルダノの公式を使っても、何だかよく分からない結果になります。 に見るように、 貴方が、カルダノ公式の与える解を「よく分からない」ことにあります。 高校の教科書を開いて、複素数について復習しましょう。 三つの異なる実数解を持つ三次方程式を解く際に現れる補助方程式は、 虚数根を持つことが知られており、 その方程式を代数的に解く場合、「虚数なしに」済ませるのは不可能です。

noname#82102
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 そうですか、虚数を消すことはできないのですね。 自分が勉強不足でした。

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