【質問】数学(中学):展開の方法はわかるのですが、式の因数分解の仕方がわかりません。なぜそうなるのかも含めて教えてください

〔質問〕
展開の方法はわかるのですが、式の因数分解の仕方がわかりません。なぜそうなるのかも含めて教えてください。
〔回答〕
因数分解は展開の逆ですので、「展開前はこうだったはず」というのをたどることになります。

実際の問題としては、
まず x2+5x+6 のような問題(2乗の係数が1の場合)ですが、
これは (x+a)(x+b) を展開したら x2+(a+b)x+ab になることを利用します。

つまり、1乗の係数である 5 は「何かと何かを足したもの」、定数項の 6 は「その2つをかけたもの」ですので、
・足したら 5
・かけたら 6
となる2数は何だろうか、と考えることになります。

これには慣れも必要ですが(すらすらできるまで反復する必要はある)、思考回路的には、
「かけたら 6」なのは「1 と 6」か「2 と 3」のいずれかで、そのうち「足したら 5」になるものは「2 と 3」の方、
ということで、(x+2)(x+3) だったとわかります
(「3 と 2」と見て、(x+3)(x+2) でも可)
 
 
次に、3x2+10x+8 のような問題(2乗の係数が1でない)ですが、
これは (ax+b)(cx+d) を展開したら acx2+(ad+bc)x+bd になることを利用します。

今回だと、ac の結果が 3 に相当しますので、a と c の候補は「1 と 3」に特定されますが、
一方の bd は 8 ですので、「1 と 8」か「2 と 4」の両方のパターンが考えられます。

a=1, c=3 とするなら(逆にしても可(単に最後の答えの前後が入れ替わるだけのため))、ad+bc が 10 になるというのは、1×d+b×2 が 10 になるということですが、
この b, d には (1, 8), (8, 1), (2, 4), (4, 2) の4パターン(上記の2パターンの、さらに b, d まで指定したもの)をすべて当てはめながら、うまくいくものを探すことになります。
今回なら、1×4+3×2 で 10 になりますので、(a, b, c, d)=(1, 2, 3, 4) で、(x+2)(3x+4) だったということになります。

この過程はそれなりに試行錯誤が必要で、さらに ac のパターンが他にもある場合はもっと多くの可能性を検討する必要があります。
※ この作業をもう少しわかりやすくしたのが、「たすき掛け」の際に書く表のようなもの
 
 
なお、因数分解とは「(式の)積の形にすること」ですので、ax+ay を a(x+y) に「くくる」ということも該当しますので、一応、このことも忘れないようにはしておいてください

 

※ 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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