数学Ⅰ(高校):4次式の因数分解(平方の差)

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<ポイント>
・x2=X と置き換えても上手くいかない場合
・強引に変形することで、A2-B2 型の因数分解ができる場合がある
(例題1)x4+4
(例題2)x4+2x2+9

試しに x2=X の置き換えをしてみると、X2+4、X2+2X+9 となるが、これ以上は進まない。
そういう場合、強引に変形して A2-B2 型の因数分解ができないかを検討する。
 
 
(1)x4+4
x4, 4 を見て、何となく (x2+2)2 である x4+4x2+4 に近そう、という見当を立てて、
与式=x4+4x2+4-4x2 という変形をしてみる。

すると、(x2+2)2-(2x)2 だった、ということになるため、
A2-B2 が (A+B)(A-B) になることを利用して、
与式=(x2+22x)(x2+22x) ということになる。
(整理した (x2+2x+2)(x2-2x+2) が答え)
 
 
(2)x4+2x2+9
x4, 9 を見て、何となく (x2+3)2 である x4+6x2+9 に近そう、という見当を立てて、
与式=x4+6x2+9-4x2 という変形をしてみると(x2 の係数が 2 になるように、-4x2 で調整)、
       =(x2+3)2-(2x)2 だった、ということになる。
(続きは同様)

<補足>
例えば、x4+2x2-3 の因数分解であれば x2=X の置き換えで進めた方が楽だが、
別解として、
x4+2x2 が (x2+1)2 である x4+2x2+1 に近そう、という見当を立てて、

与式=x4+2x2+1-4 とすれば(定数項が -3 になるように、-4 で調整)、
       =(x2+1)2-22 にして、A2-B2 型の因数分解をする、ということも一応できる。

<まとめ>
・x2=X と置き換えても上手くいかない場合
・強引に変形することで、A2-B2 型の因数分解ができる場合がある

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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