無理方程式チェッカー
両辺を2乗して得られた多項式を解き、各候補をもとの方程式で検証します。
インタラクティブシミュレーションを読み込んでいます...
代数的定義域の不変量 🖖
無理方程式を2乗すると定義域のパリティが破壊され、無縁根が生じます。これらのアーティファクトは2次方程式を満たしますが、主平方根の定義域制限に違反します。
なぜ全ての解を検算すべきか 🖖
両辺を2乗する操作は一方通行です。3 も −3 もどちらも 9 になるため、この一手で元の方程式が決して許さなかった解が紛れ込むことがあります。根号は非負の値しか返さないので、右辺 cx+d は必ず ≥ 0 でなければなりません。要点:各候補を手つかずの元の方程式に代入すること。このツールは自動でそれを行い、偽物を暴きます。
無縁解は鏡像方程式を満たす 🖖
捨てられた解は無意味ではありません。符号を反転させた双子の方程式 √(ax+b) = −(cx+d) の正確な解なのです。2乗すると負号が消えるため、両方の方程式は一つの多項式を共有し、その候補はきれいに分かれます。cx+d ≥ 0 を満たすものは元の方程式に、残りは鏡像側に属します。だからこそ、すべての無縁解はグラフ上の破線で描かれた負の枝 y = −√(ax+b) のちょうど上に乗るのです。
例題
- 解が1つの場合 - sqrt(x+4)=x に対して、有効な解が1つだけの場合。
- 無関係解が生じる場合 - 両辺を2乗すると、元の定義域チェックで不適となる解が生じる。
- 候補が2つある場合 - 根号の定義域による絞り込みの前に、代数的な候補が2つ現れる。