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因数分解・実数と根号

展開公式を逆向きに使う因数分解と、根号の簡単化・分母の有理化を一続きで学びます。

この教材でできるようになること

  • 共通因数と展開公式を使って二次式を因数分解できる

  • 有理数・無理数を区別し、実数の包含関係を説明できる

  • 根号の中から平方数を取り出して簡単にできる

  • 分母に根号を含む式を有理化できる

1

因数分解は展開を逆向きにたどる

展開

因数分解

(x+a)(x+b)=x2+(a+b)x+ab(x+a)(x+b)=x^2+(a+b)x+ab

x2+(a+b)x+ab=(x+a)(x+b)x^2+(a+b)x+ab=(x+a)(x+b)

(x+a)2=x2+2ax+a2(x+a)^2=x^2+2ax+a^2

x2+2ax+a2=(x+a)2x^2+2ax+a^2=(x+a)^2

(x+a)(x−a)=x2−a2(x+a)(x-a)=x^2-a^2

x2−a2=(x+a)(x−a)x^2-a^2=(x+a)(x-a)

2

積と和から2つの数を探す

  1. 1

    x2+5x+6x^2+5x+6 を (x+a)(x+b)(x+a)(x+b) と比べます。

  2. 2

    まず積が 66 になる組を挙げます。1,61,6 と 2,32,3 のうち、足して 55 になるのは 2,32,3 です。

    2⋅3=6,2+3=52\cdot3=6,\qquad2+3=5

  3. 3

    したがって因数分解できます。展開して元に戻るか確認します。

    x2+5x+6=(x+2)(x+3)x^2+5x+6=(x+2)(x+3)

3

根号の中の平方数を外へ出す

数の種類

例

ポイント

有理数

−3, 25, 0.125, 0.3‾-3,\ \dfrac25,\ 0.125,\ 0.\overline{3}

整数の比で表せる

無理数

2, 3, π\sqrt2,\ \sqrt3,\ \pi

整数の比では表せない

実数

有理数と無理数のすべて

数直線上の点に対応する

12=4⋅3=23,75=25⋅3=53\sqrt{12}=\sqrt{4\cdot3}=2\sqrt3,\qquad \sqrt{75}=\sqrt{25\cdot3}=5\sqrt3

分母が1つの根号なら、値を変えないように分母・分子へ同じ根号をかけ、分母を有理数にします。

13=1×33×3=33\frac1{\sqrt3}=\frac{1\times\sqrt3}{\sqrt3\times\sqrt3}=\frac{\sqrt3}{3}

分母が和や差なら、(a+b)(a−b)=a2−b2(a+b)(a-b)=a^2-b^2 を使えるように、符号を入れ替えた共役な式を分母・分子にかけます。

13+1=3−1(3+1)(3−1)=3−12\frac1{\sqrt3+1}=\frac{\sqrt3-1}{(\sqrt3+1)(\sqrt3-1)}=\frac{\sqrt3-1}{2}

4

因数分解と根号の簡単化を確認する

x2−x−12x^2-x-12 を因数分解し、72\sqrt{72} を簡単にしてください。

x2−x−12=?72=?x^2-x-12=?\qquad \sqrt{72}=?

因数分解
根号の簡単化
5

条件を1つ変えて、前の因数の組を再利用する

前問の x2−x−12x^2-x-12 で、xx の係数だけを −1-1 から 11 に変えます。積が −12-12 になる 44 と 33 を再利用して、x2+x−12x^2+x-12 の因数分解を選んでください。

x2+x−12=?x^2+x-12=?

因数分解
6

因数分解と根号の振り返り

  • 共通因数を最初にくくる

  • 二次式では、まず積が定数項になる組を挙げ、和がxの係数になる2数を選ぶ

  • 根号の中から最大の平方数を取り出す

  • 分母が1つの根号なら同じ根号、和や差なら共役な式を分母・分子にかける

仕上げ

確認問題

確認問題に合格するとこの単元を完了します。

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