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立方の和と差になぜ 3 項のかっこがつくのか?展開すれば分かる

は と分かれます。2 乗の差ならかっこの中が 1 次でしたが、こちらは 2 次で 3 項あります。

なぜ 3 項になるのかは、展開すれば見えます。

6 項できたうち、 と 、 と が消えます。残るのは両端の 2 項だけ。

真ん中の は、この打ち消しを起こすために置かれています。 だけでは が残ってしまう。

打ち消しが 2 か所で起きる

文字で書くと です。展開すると 6 項できます。

が と で 1 組、 も 1 組。2 か所で打ち消し合い、 が残ります。

真ん中の を消すと、 となり、余分な 2 項が残ります。

符号は外と中で反対

和と差で 2 つの公式があります。並べて見ると、符号の位置だけが違う。

前のかっこが なら中は 、前が なら中は です。 の前はどちらも 。

と の係数は で、 ではありません。 と混ざりやすいところです。

3 項のかっこは分かれない

を の 2 次式と見て判別式を計算します。

なら負です。実数の範囲では、このかっこはこれ以上分かれません。

だから が最後の形になります。 の判別式は 。

例:

、 です。 が 、 が 。

は です。 ではありません。 をまるごと 2 乗します。

例:

なので、 が 、 が 。

、 です。

、、、。
、。
、。
。

立方数を見つけられるかどうかで、この公式が当たるかが決まります。

例: は 2 通りの道がある

とも とも書けます。どちらから進んでも同じ答えにたどり着きます。

2 乗の差から入ると、 です。それぞれに立方の公式を当てます。

立方の差から入ると になります。前は 、後ろは平方の差に持ちこんで 。

同じ 4 つのかっこが並びました。順序が違うだけです。

2 乗の差から入る

に分かれる。そのあと立方の公式を 2 回使う

立方の差から入る

に分かれる。後ろは平方の差に持ちこむ

2 乗の差から入るほうが短くなります。次数の下がり方が大きいほうを先に使います。

数の計算に使う

は です。立方の和として分けられます。

なので、。素因数分解が公式から求められました。

の公式は、 が必ず因数になることを示しています。

なら が、 なら が因数になる。

例:共通因数を先にくくる

の両方の項に があります。先にくくると、かっこの中が立方の和になる。

は立方数ではありません。 をくくって にしてはじめて、 の形が現れます。

なら です。文字の共通因数も先にくくります。

例:

で、 も同じです。2 乗の差から入ります。

それぞれに立方の公式を当てます。

4 つのかっこに分かれました。、 を入れると左辺は 、右辺も で 。符号の写しまちがいがないことが見られます。

例:分数の立方

では です。 が分数でも同じように当てます。

、。両辺を 倍すると になり、整数係数の形とつながります。

補足: はいつも で割れる

2 乗の差にも立方の差にも が現れました。これは次数が上がっても続きます。

。
。
。
。

かっこの中の項数が、次数と同じだけ並びます。 の次数が 1 つずつ下がり、 の次数が 1 つずつ上がる。

なら です。。

和のほうは、次数が奇数のときだけ で割れます。 は分かれ、 は分かれない。 も では割れません。

よくある誤り

真ん中の係数を にする形が、最も多く見られます。

と書く。立方の公式では係数が 。
外のかっこと中の符号を同じにする。
の を ではなく とする。
を と書く。
3 項のかっこをさらに分けようとする。

5 番目は判別式で止まります。 の判別式は で負です。

を因数分解するとどれになりますか。

__RESULT__

、 です。差の公式なので中の符号は 、、、 になります。

の因数のうち、1 次式はどれですか。

__RESULT__

なので 、。和の公式では前のかっこが になり、 です。

3 項のかっこは、展開したときに 4 項が消えるように作られた形です。符号を忘れたら、 を展開して確かめられます。

$(x-2)(x^2+2x+4)$ を展開すると 6 項できて、そのうち 4 項が打ち消し合います。真ん中の $2x$ は、この打ち消しを起こすための項。$a^2 \pm ab + b^2$ の判別式は $-3b^2$ で負なので、3 項のかっこはそれ以上分かれません。$8x^3 + 27$ で $a$ を $2x$ ととる形、$x^6 - 1$ を 2 通りの道で分ける形、$1001 = 7 \times 11 \times 13$ が公式から求まることまで。