解答 - 完全平方を用いた二次方程式の解法

二次方程式の標準形、$$a{x}^2+bx+c=0$$、を用いて係数を求めます：

$$16a^2+21a+3=0$$

$$a=16$$
$$b=21$$
$$c=3$$ 上記は数学的な表現なので翻訳する必要はありません。ただし、下記のように日本語の利用者に説明することは可能です： これは標準的な二次方程式です。

ここで、aは単純化されたa係数です。
bは単純化されたb係数です。
そして、cは単純化されたc係数です。

$$a=16$$であるため、方程式の両側の全ての係数と定数を$$16$$で割ります：

$$16a^2+21a+3=0$$

$$\frac{16}{16}{a}^2+21\frac{a}{16}+\frac{3}{16}=\frac{0}{16}$$

$$a^2+\frac{21}{16}a+\frac{3}{16}=0$$

ここで係数は次の通りです：
$$a=1$$
$$b=\frac{21}{16}$$
$$c=\frac{3}{16}$$

等式の両側に$$\frac{3}{16}$$を追加します：

$$a^2+\frac{21}{16}a+\frac{3}{16}=0$$

$$a^2+\frac{21}{16}a+\frac{3}{16}-\frac{3}{16}=0-\frac{3}{16}$$

$$a^2+\frac{21}{16}a=-\frac{3}{16}$$

方程式の左側を完全平方三項式にするため、新たな定数$${\left(\frac{b}{2}\right)}^2$$を等式に追加します：

$$b=\frac{21}{16}$$

等式の両側に$$\frac{441}{1024}$$を追加します：

完全平方三項式が完成しました、$$b$$の係数の半分、$$\frac{b}{2}$$を加えて、完全平方形に書き換えます：
$$b=\frac{21}{16}$$

$$a^2+\frac{21}{16}a+\frac{441}{1024}=\frac{249}{1024}$$

$${\left(a+\frac{21}{32}\right)}^2=\frac{249}{1024}$$

等式の両側の平方根を計算します： 重要：定数の平方根を取るときは、正と負の2つの解が得られます

$${\left(a+\frac{21}{32}\right)}^2=\frac{249}{1024}$$

$$\sqrt{{\left(a+\frac{21}{32}\right)}^2}=\sqrt{\frac{249}{1024}}$$

$$a+\frac{21}{32}=\pm \sqrt{\frac{249}{1024}}$$

$$a+\frac{21}{32}-\frac{21}{32}=-\frac{21}{32}\pm \sqrt{\frac{249}{1024}}$$

$$a=-\frac{21}{32}\pm \sqrt{\frac{249}{1024}}$$

$$a=-\frac{21}{32}\pm \frac{\sqrt{249}}{\sqrt{1024}}$$

$$a=-\frac{21}{32}\pm \frac{\sqrt{249}}{32}$$

$$a_1=-\frac{21}{32}+\frac{\sqrt{249}}{32}$$
$$a_2=-\frac{21}{32}-\frac{\sqrt{249}}{32}$$