二次方程式の解の公式は平方完成を文字のまま進めれば導ける
を、公式を使わずに解いてみます。まず両辺を で割る。
の係数 の半分は です。その 2 乗 を両辺に足すと、左辺が 2 乗の形にまとまります。
平方根をとると 、移項して 。
数のかわりに文字で同じ手順を通したものが、解の公式です。
文字のまま進める
とします。 でなければ二次方程式になりません。
両辺を で割ります。
定数項を右へ移す。
の係数 の半分は です。その 2 乗を両辺に足します。
右辺を で通分する。 だから、分子は になります。
ここまでの 4 行は、冒頭の数値の計算と 1 行ずつ対応しています。
両辺を a で割る
定数項を右へ移す
x の係数の半分の 2 乗を両辺に足す
平方根をとって移項する
欠けている正方形を足す
の係数の半分の 2 乗を足す、という手順は面積で読めます。 の正方形の右と下に、幅 の帯を貼りつける。

帯 2 本の面積を合わせると で、もとの の項に一致します。右下だけが欠けているので、そこを埋めれば正方形。
埋めた面積が です。左辺に足したぶんは右辺にも足します。
平方根をとるときの分母
右辺が 以上なら平方根がとれます。
分母の は です。 が負のときは なので、そのまま とは書けません。
ただし右辺には がついている。 と は符号が違うだけだから、 が両方を拾って、値の組としては同じ 2 つになります。
を右へ移せば、解の公式が出そろいます。
根号の中身 を判別式といい、 と書きます。ここが負だと平方根をとる段階で止まる。
| 異なる 2 つの実数解 | |
| 重解が 1 つ | |
| 実数解なし |
例:
冒頭と同じ式を、今度は公式に当てます。、、。
平方完成でたどり着いた答えと一致しました。公式は手順を先にすませたものなので、当然そうなります。
例:
、、 です。 は になる。
根号の中身が なので、 が効かず解は 1 つ。 と因数分解しても同じ値になります。
例:
です。負の数の平方根は実数の範囲にありません。
実数解なし、と答えます。グラフでいえば、放物線が 軸に届いていない状態。
例: が偶数のとき
と書けるときは、公式の が約分できます。
なら です。。
もとの公式でも となり、約分すれば同じ形。根号の中が の倍数になるぶん、こちらは約分の手間が減ります。
軸から等しく離れた 2 点
解の公式は と 2 つに切って読めます。前半は放物線 の軸そのもの。
平方完成した形を見ると、頂点の 座標が だと分かります。 の部分が、軸から解までの距離。

を公式で解くと です。軸の を中心に、 ずつ左右へ離れている。
が になると、この幅が消えます。2 つの解が軸の上で重なった状態が重解です。
放物線と 軸の交点の 座標が、二次方程式の実数解にあたります。
交点が 2 個なら異なる 2 解、1 個なら重解、0 個なら実数解なし。
よくある誤り
符号のとり違えが多い箇所です。 が負のとき、公式の は正の数になります。
なら で、 から 。ここで を のままにすると、符号が反対の答えになる。
分母も落としやすい。 で割るのは と根号の両方であって、根号だけではありません。
3 番目は のような式で起きます。 となり、。
の解はどれですか。
解の公式で の中に入るのはどれですか。
平方完成で右辺を に通分したとき、分子が になりました。 を と直したところから、 と符号が決まっています。
平方完成を数でやるか文字でやるかの違いしかありません。公式を忘れたら、 の係数の半分の 2 乗を足すところから書き直せます。











b=−4 は偶数なので b′=−2 です。x=12±4+1=2±5 になります。−2±5 は −b の符号をとり違えた形。