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二次方程式を前にまず何を試すか、因数分解から解の公式まで

、、。この 3 つは、それぞれ違う手で解くのが速い形です。

1 つ目は の項がないので、 にして平方根をとります。。

2 つ目は と分かれます。。

3 つ目は分かれないため、解の公式に入れます。。

の項がなければ平方根

の形なら、 を残して平方根をとるだけで終わります。

は で 。 なら です。

のように、すでに 2 乗の形になっているときも同じ。 から 。

には実数解がありません。右辺が負なら、そこで終わります。

定数項がなければ共通因数

は と分かれます。 の 2 個。

両辺を で割ると になり、 が消えます。 が かもしれない以上、割れません。

なら で 。定数項がない式は、必ず を解にもちます。

x の項がないか見る

定数項がないか見る

因数分解できるか試す

できなければ解の公式へ

因数分解が当たるかどうかは で分かる

係数が整数のとき、判別式が平方数なら有理数の解をもちます。逆に平方数でなければ、根号の残る解になる。

の は です。 は平方数なので分かれます。

の は 。平方数ではないため、因数分解をさがす時間がむだになります。

式平方数か解
平方数
ちがう
平方数
負実数解なし

の は で です。 と分かれます。

平方数でも解が整数とは限りません。 の係数が でないとき、分数の解になることがある。

が変わっても軸は のままです。 が平方数のときだけ、交点がきりのよい値に落ちます。

例:面積で見る因数分解

は です。縦 、横 の長方形に分けられます。

たてに 、よこに を足したので、 の項は 、定数項は です。

足して 、かけて になる 2 数をさがす、という手順はこの図から来ています。

平方完成が向く形

の係数が で、 の係数が偶数なら、平方完成が速いことがあります。

を見ます。 の半分は で、その 2 乗は 。

です。公式に入れても同じ値になりますが、途中で を約分する手間が省けます。

解の公式

どんな式でも通る。 の約分が必要になることがある

平方完成

で が偶数のとき速い。 の形に直せば平方根をとるだけ

例:同じ式を 3 通りで解く

は、どの手でも解けます。

因数分解なら で 。

平方完成なら で 、。

公式なら で 。

3 つとも同じ答えです。速いのは因数分解で、確実なのは公式。

手を選ぶ順番

上から順に見て、当たったところで止まります。

の項がなければ、平方根をとる。
定数項がなければ、 でくくる。
を計算し、平方数なら因数分解をさがす。
平方数でなければ、公式に入れる。
が負なら、実数解なしと答える。

を先に計算しておくと、因数分解できない式で何分も止まることがなくなります。

よくある誤り

で割って解を 1 つ落とす形が、最も多く見られます。

の両辺を で割り、 を落とす。
から とだけ答える。 も解。
を だけで止める。
が平方数でないのに、整数の組をさがし続ける。
を とする。左辺はつねに正。

2 番目と 3 番目は、平方根をとるときに を落とした形です。2 乗して同じ値になる数は 2 つあります。

の解はどれですか。

__RESULT__

と分かれます。両辺を で割ると が消えるため、割らずに因数分解します。

を解くのに向いた手はどれですか。

  • 因数分解
  • 平方完成か解の公式
  • 平方根をとるだけ
__RESULT__

で平方数ではないため、因数分解では分かれません。平方完成すると になり、 です。

式を見て、 の項、定数項、判別式の順に確かめる。この 3 つを見るだけで、どの手が通るかが決まります。

$x$ の項がなければ平方根、定数項がなければ $x$ でくくる。残った式は判別式を先に計算します。係数が整数なら $D$ が平方数のときだけ有理数の解になるので、$D = 12$ の式で因数分解をさがしても当たりません。$x^2 + 5x + 6$ を長方形の面積で分ける図、$a = 1$ で $b$ が偶数のときに平方完成が速い理由、$x$ で割って $x = 0$ を落とす誤りまで。