皆さん、こんにちは!
第7回の今日は、前回学んだ「因数分解の極意」を使って、
試験で差がつく複雑な多項式を鮮やかに解き明かしていきましょう。
多くの人が「たすき掛けの公式」を丸暗記しようとしますが、それは力技に過ぎません。
一流の解き方は、もっとスマートでエレガントです。
復習:因数分解の黄金律
① 最低次数の文字について整理する
② 整理すると「共通因数」が必ず現れる
🔍 実践例題:文字が3つある複雑な式
次の式を因数分解してみましょう。
$$ a^2(b – c) + b^2(c – a) + c^2(a – b) $$
パッと見はどこから手を付けていいか迷いますよね。
しかし、それぞれの文字の「次数」に注目してください。
$a$ についても2次、$b$ についても2次、$c$ についても2次です。
このようにすべての文字の最高次数が同じ場合は、
どれか1つの文字(ここでは $a$ )に注目して、次数の高い順(降べきの順)に整理します。
【解説】
まずは $a$ で整理するために、一度バラバラに展開します:
$$ = a^2b – a^2c + b^2c – ab^2 + ac^2 – bc^2 $$
$a^2$ のグループ、$a$ のグループ、それ以外のグループにまとめると:
$$ = (b – c)a^2 – (b^2 – c^2)a + bc(b – c) $$
ここで真ん中の $(b^2 – c^2)$ は $(b-c)(b+c)$ に分解できますね。
ほら!すべての項に $(b – c)$ という共通因数が見えてきました!
$$ = (b – c) \{ a^2 – (b + c)a + bc \} $$
中括弧の中身をさらに因数分解すれば、美しい答えにたどり着きます:
$$ = (b – c)(a – b)(a – c) $$
(アルファベット順に綺麗に並べるなら、$-(a-b)(b-c)(c-a)$ となります)
🌟 観察力が計算力を凌駕する
どんなに複雑に見えるジャングル(式)も、「次数」というナタを使えば、
一本道(共通因数)が綺麗に浮かび上がってきます。
これこそが、数学の「観察力」の楽しさです。
🌟 今回の「腕試し」:極意を使って解いてみよう
問題: \(x^2 + xy – 2y^2 + 4x + 5y + 3\) を因数分解せよ
(ヒント:$x$ について整理してみましょう!)
✅ 解答はこちら(クリックで開きます)
答: \((x – y + 1)(x + 2y + 3)\)
【解説】
$x$ について整理すると:
$$ x^2 + (y + 4)x – (2y^2 – 5y – 3) $$
定数項の部分を因数分解すると $-(2y + 1)(y – 3)$ となるので、全体の足し算が $(y + 4)$ になる組み合わせを探せば完成です!
来週の火曜日は、いよいよ「文字式の割り算(整式の除法)」に突入します!
以前学んだ「あの筆算」が、驚くほど大活躍しますよ。お楽しみに!
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