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数検すうけん3きゅう

しき展開てんかい因数いんすう分解ぶんかい

最終さいしゅう確認かくにん:

このしょうまなぶこと

展開てんかい (カッコをひらく) と、 そのぎゃく因数分解いんすうぶんかい (せきかたちにもどす) をまなびます。 これは二次方程式にじほうていしきくための大事だいじ準備じゅんびです。

  • 乗法公式じょうほうこうしき使つかった展開てんかい
  • 共通きょうつう因数いんすうをくくり
  • 公式こうしき使つかった因数分解いんすうぶんかい

ポイント: 展開てんかいは 「公式こうしきてはめて一気いっきにひらく」、 因数分解いんすうぶんかいは 「展開てんかいぎゃく想像そうぞうする」。 おな公式こうしきみぎからひだりむか、 ひだりからみぎむかのちがいです。

1. 乗法じょうほう公式こうしき (展開てんかい)

つぎの 4 つがちゅう3 の乗法公式じょうほうこうしきです。

(x+a)(x+b)=x2+(a+b)x+ab(x + a)(x + b) = x^2 + (a + b)x + ab (a+b)2=a2+2ab+b2(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 (ab)2=a22ab+b2(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 (a+b)(ab)=a2b2(a + b)(a - b) = a^2 - b^2

例題れいだい: (x+3)(x5)(x + 3)(x - 5)展開てんかいせよ。

a=3, b=5a = 3,\ b = -5て、

(x+3)(x5)=x2+(35)x+3×(5)=x22x15(x + 3)(x - 5) = x^2 + (3 - 5)x + 3 \times (-5) = x^2 - 2x - 15

検算けんざん: x=1x = 1代入だいにゅう。 もとの式=(1+3)(15)=4×(4)=16= (1+3)(1-5) = 4 \times (-4) = -16答えこたえ =1215=16= 1 - 2 - 15 = -16一致いっちする。

例題れいだい: (2x3)2(2x - 3)^2展開てんかいせよ。

a=2x, b=3a = 2x,\ b = 3て、

(2x3)2=(2x)22×2x×3+32=4x212x+9(2x - 3)^2 = (2x)^2 - 2 \times 2x \times 3 + 3^2 = 4x^2 - 12x + 9

検算けんざん: x=1x = 1 でもと =(23)2=(1)2=1= (2-3)^2 = (-1)^2 = 1答えこたえ =412+9=1= 4 - 12 + 9 = 1一致いっち

大事だいじ: (ab)2(a - b)^2なか2ab-2ab です。 最後さいごb2b^2 はつねに ++ ((3)2=9(-3)^2 = 9 だから)。 「なかだけマイナス」 とおぼえましょう。

2. 共通きょうつう因数いんすうをくくり

すべてのこう共通きょうつうしてかかっているものをまえします。 これが因数分解いんすうぶんかい第一歩だいいっぽ

例題れいだい: 3x26x3x^2 - 6x因数分解いんすうぶんかいせよ。

3x26x=3x(x2)3x^2 - 6x = 3x(x - 2)

検算けんざん: 3x(x2)=3x26x3x(x-2) = 3x^2 - 6x展開てんかいするともとにもどる。 ただしい。

3. 公式こうしき使つかった因数いんすう分解ぶんかい

乗法公式じょうほうこうしきぎゃく使つかいます。

x2+(a+b)x+ab=(x+a)(x+b)x^2 + (a + b)x + ab = (x + a)(x + b) a2+2ab+b2=(a+b)2a^2 + 2ab + b^2 = (a + b)^2 a22ab+b2=(ab)2a^2 - 2ab + b^2 = (a - b)^2 a2b2=(a+b)(ab)a^2 - b^2 = (a + b)(a - b)

せきからさがす

例題れいだい: x2+7x+12x^2 + 7x + 12因数分解いんすうぶんかいせよ。

「たして 77、 かけて 1212」 になる 2 かずをさがすと 3344

x2+7x+12=(x+3)(x+4)x^2 + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4)

検算けんざん: (x+3)(x+4)=x2+7x+12(x+3)(x+4) = x^2 + 7x + 12一致いっちする。

の 2 じょうかたち

例題れいだい: x216x^2 - 16因数分解いんすうぶんかいせよ。

16=4216 = 4^2 なので、

x216=x242=(x+4)(x4)x^2 - 16 = x^2 - 4^2 = (x + 4)(x - 4)

検算けんざん: (x+4)(x4)=x216(x+4)(x-4) = x^2 - 16一致いっち

くふうが必要ひつようれい

例題れいだい: 2x282x^2 - 8因数分解いんすうぶんかいせよ。

まず共通きょうつう因数いんすう22 をくくりしてから公式こうしき使つかう。

2x28=2(x24)=2(x+2)(x2)2x^2 - 8 = 2(x^2 - 4) = 2(x + 2)(x - 2)

検算けんざん: 2(x+2)(x2)=2(x24)=2x282(x+2)(x-2) = 2(x^2 - 4) = 2x^2 - 8一致いっちする。

ポイント: 因数分解いんすうぶんかいまず共通きょうつう因数いんすうをさがす のが鉄則てっそく2(x24)2(x^2 - 4) のようにくくりしてから、 のこりに公式こうしき使つかえないかを考えかんがえます。

どうわれるか

  • いちでは 「(x4)(x+6)(x - 4)(x + 6)展開てんかいせよ」 「x25x14x^2 - 5x - 14因数いんすう分解ぶんかいせよ」 が定番ていばん
  • 因数分解いんすうぶんかいだい5しょう二次方程式にじほうていしきくときに直接ちょくせつ使つかいます。
  • 共通きょうつう因数いんすう見落みおとしがミスのもと。 まず全体ぜんたい共通きょうつう因数いんすうがないか確認かくにんしましょう。

よくまちがえるところ

展開てんかい因数分解いんすうぶんかいは、 公式こうしきこまかい符号ふごう共通きょうつう因数いんすう見落みおとしだいミスです。

まちがいれいなおかた
共通きょうつう因数いんすう見落みおとして公式こうしきびつく2x² - 8 を (x + 2)(x - 2) だけでこたえるまず 2 をくくりして 2(x + 2)(x - 2)
(a - b)² のなか符号ふごうをまちがえる(2x - 3)² = 4x² + 12x + 9 とするなかだけマイナス。 4x² - 12x + 9
2 じょう展開てんかいなかこうわすれる(a + b)² = a² + b² とする2ab をかなられて a² + 2ab + b²
たして・かけての符号ふごう組み合わせくみあわせをまちがえるx² - 5x - 14 を (x - 2)(x + 7) とするかけて -14、 たして -5 は 2 と -7。 (x + 2)(x - 7)

いちばんおおいのは 共通きょうつう因数いんすう見落みおとし です。 2x² - 8 のように全部ぜんぶこうおなかずれるとき、 さきにくくりさないと公式こうしきかたちえません。 ぎゃくに、 くくりしさえすればのこりは x² - 4 というなれたかたちになります。 因数分解いんすうぶんかい第一歩だいいっぽはいつも 「全部ぜんぶこう共通きょうつうなものはないか」 をることです。

因数いんすう分解ぶんかい手順てじゅん

順番じゅんばんやることれい (3x² - 27)
1全部ぜんぶこう共通きょうつうかず文字もじをさがしてくくり3(x² - 9)
2のこったしきが 2 じょうかたちx² - 9 = x² - 3²
3かたちなら () × () にする3(x + 3)(x - 3)
43 こうなら 「かけて定数ていすうこう、 たして x の係数けいすう」 の 2 かずをさがすこのれいでは不要ふよう
5(a + b)² や (a - b)² のかたちになっていないかも該当がいとうなし
6展開てんかいしてもとのしきもどるかたしかめる3(x² - 9) = 3x² - 27 で一致いっち

手順てじゅん 4 では 符号ふごうからさきめるはやわります。 かけてなら 2 かず符号ふごう反対はんたい、 かけてせいでたしてなら 2 かずともです。 x² - 5x - 14 は、 かけて -14 なので符号ふごう反対はんたい、 たして -5 なので絶対ぜったいおおきいほうがとなり、 2 と -7 にまります。

ポイント: 展開てんかい因数分解いんすうぶんかいはたがいにぎゃく操作そうさなので、 答えこたえ展開てんかいしてもどせばかなら検算けんざんできます。 時間じかんがないときでも、 この確認かくにんだけはしましょう。

自分じぶんでチェック

  • 因数分解いんすうぶんかいでまず共通きょうつう因数いんすうをさがせる
  • (a - b)² のなかが -2ab だとえる
  • (a + b)(a - b) = a² - b² を使つかえる
  • 「かけて c、 たして b」 の 2 かず符号ふごうからめられる
  • 答えこたえ展開てんかいしてもとのしきもどして検算けんざんできる

まとめ

  • 展開てんかい乗法公式じょうほうこうしき一気いっき
  • (ab)2=a22ab+b2(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 (なかだけマイナス)
  • 因数分解いんすうぶんかいはまず 共通きょうつう因数いんすう、 つぎに公式こうしき
  • 「たして bb、 かけて cc」 で x2+bx+cx^2 + bx + c分解ぶんかい

しょうでは、 これを使つかって 方程式ほうていしき (いち連立れんりつ二次方程式にじほうていしき) をきます。

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