■書ききれなかった数の話(その42)

 (その41):x=(2+√(−121))^1/3+(2−√(−121)^1/3は整数である

を補足したい.

 これは,x^3−15x−4=0に,a=−15,b=−4としてカルダノの公式をあてはめてみた結果である.

  2+√(−121)=(2+√(−1))^3

  2−√(−121)=(2−√(−1))^3

  (2+√(−121))^1/3+(2−√(−121)^1/3=4

と書き換えることができる.

  x^3−15x−4=(x−4)(x^2+4x+1)=0

において,x^2+4x+1=0は2つの虚数解をもつので,x=4でなければならない.

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【1】カルダノの問題

 カルダノはほぼすべての3次方程式の解を与える公式を知っていたが,その公式に拠ると

  x^3=15x+4

の解は

  x=(2+√(−121))^1/3+(2−√(−121)^1/3

になる.

 彼はx^3=15x+4の解がx=4であることも知っていたが,

  x=(2+√(−121))^1/3+(2−√(−121)^1/3

   =(2+11i)^1/3+(2−11i)^1/3=4

であることを見抜いたのは,ボンベリである.

 ボンベリは

  (2+11i)^1/3=a+bi

  (2−11i)^1/3=a−bi

の形の複素数になるであろうと推測した.その和が4ならばa=2であるから,

  (2+11i)^1/3=2+bi

両辺を3乗するとb=1.

 したがって,

  x=(2+11i)^1/3+(2−11i)^1/3

   =(2+i)+(2−i)=4

が成立する.

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