公式を使う因数分解

x²+(a+b)x+ab などの因数分解を、面積図と「かけてab・たして真ん中」の探し方でわかりやすく。完全平方・平方の差もふくめ、入試頻出の分解を攻略します。

このページのゴール

乗法公式を逆向きに使い、x²+(a+b)x+ab などの因数分解ができるようになる。

x2+5x+6x^2+5x+6(x+2)(x+3)(x+2)(x+3) に分解する——これが入試で最頻出の因数分解。コツは「かけて定数項、たして真ん中の数」になる2つの数を探すこと。面積図で見れば、何を探しているのかが一目でわかります。

基本:かけて定数・たして真ん中

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

x2+5x+6x^2+5x+6 なら、かけて 66・たして 55 になる2数を探します。→ 2233

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

やり方

  1. 先に共通因数があればくくる
  2. かけて定数項・たして xx の係数になる2数を探す
  3. (x+)(x+)(x+\square)(x+\square) に入れる(展開して確認)

図で見る:長方形の辺を探す

因数分解は、x2+5x+6x^2+5x+6 のタイルを1つの長方形に組み直し、その「たて」と「よこ」を求めること。たて (x+2)(x+2)・よこ (x+3)(x+3) が答えです。

x3x23x2x6x²+3x+2x+6 = x²+5x+6 → たて(x+2)・よこ(x+3)

まんなかの 5x5x3x+2x3x+2x、定数の 662×32\times3。だから「かけて6・たして5」の2数を探していたのです。

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セナ

展開の図とそっくり! 因数分解は、その図から辺(x+2 と x+3)を逆に求めるんだね。

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ホクト先生

まさに。展開と因数分解は同じ図の“行き”と“帰り”。図が頭にあると、符号で迷っても立て直せるよ。

理解チェック①

符号の組み合わせ

定数項が+か−かで、2数の符号が決まります。

コツ

  • 定数が**+、真ん中が+** → 2数とも**+**(例 x2+5x+6=(x+2)(x+3)x^2+5x+6=(x+2)(x+3)
  • 定数が**+、真ん中が−** → 2数とも**−**(例 x25x+6=(x2)(x3)x^2-5x+6=(x-2)(x-3)
  • 定数が**−** → 2数は異符号(例 x2+x6=(x+3)(x2)x^2+x-6=(x+3)(x-2)

完全平方・平方の差

特別な形は一瞬で分解できます。

  • x2+2ax+a2=(x+a)2x^2+2ax+a^2=(x+a)^2(例 x2+6x+9=(x+3)2x^2+6x+9=(x+3)^2
  • x22ax+a2=(xa)2x^2-2ax+a^2=(x-a)^2(例 x210x+25=(x5)2x^2-10x+25=(x-5)^2
  • x2a2=(x+a)(xa)x^2-a^2=(x+a)(x-a)(例 x216=(x+4)(x4)x^2-16=(x+4)(x-4)

よくある間違い

x216x^2-16 を「分解できない」としてしまうミスが多いです。これは平方の差 x242x^2-4^2 なので (x+4)(x4)(x+4)(x-4)a2b2a^2-b^2 の形を見たら平方の差を疑いましょう。

理解チェック②

やってみよう(練習問題)

✏️ やってみよう(練習問題)

因数分解しましょう(まず共通因数→公式の順で)。

  1. x2+8x+15x^2+8x+15
  2. x27x+10x^2-7x+10
  3. x2+2x8x^2+2x-8
  4. x225x^2-25
  5. 2x2+12x+182x^2+12x+18
答えと解説を見る
  1. かけて15・たして8 → (x+3)(x+5)(x+3)(x+5)
  2. かけて10・たして−7 → (x2)(x5)(x-2)(x-5)
  3. かけて−8・たして2 → (x+4)(x2)(x+4)(x-2)
  4. 平方の差 → (x+5)(x5)(x+5)(x-5)
  5. 共通因数2をくくる→ 2(x2+6x+9)=2(x+3)22(x^2+6x+9)=2(x+3)^2

おうちの方へ

因数分解は「かけて定数・たして真ん中」の2数探しがすべて。最初は候補を表に書き出して探させると確実です。⑤の問題のように「まず共通因数→次に公式」の順番を徹底すると、難しい問題も崩せます。面積図を思い出せれば、符号で迷っても立て直せます。

これで中3「展開と因数分解」は完全攻略です! 二次方程式・平方根・関数の計算でずっと使う土台。あやしくなったら、いつでもこの図に戻ってきてください。

📌 1分まとめ(声に出して読もう)

  • $x^2+(a+b)x+ab=(x+a)(x+b)$。かけて定数・たして真ん中の2数を探す。
  • $x^2+2ax+a^2=(x+a)^2$/$x^2-2ax+a^2=(x-a)^2$(完全平方)。
  • $x^2-a^2=(x+a)(x-a)$(平方の差)。
  • 先に共通因数をくくってから公式を使う。
#因数分解#乗法公式#たすき#中3数学