数学Ⅰ(高校):展開の基本と公式

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<ポイント>
・いざとなれば地道にかけていけばいい、という気持ちで臨む
・公式に当てはめることを検討する
・最後に必ず検算する
因数分解と異なり、展開は「必ずできる」ものであるため、いざとなれば地道に1つずつかけていくことをすればよい。
ただ、それだけだと非効率であるため、下記の公式については覚えておく。
 
 
〔基本公式〕
(2乗)(中学範囲)
・(a+b)2=a2+2ab+b2
・(a-b)2=a2-2ab+b2
・(a+b)(a-b)=a2-b2
・(x+a)(x+b)=x2+(a+b)x+ab

(3乗)
・(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3
・(a-b)3=a3-3a2b+3ab2-b3
・(a+b)(a2-ab+b2)=a3+b3
・(a-b)(a2+ab+b2)=a3-b3

例えば (3x+2y)(9x2-6xy+4y2) を展開する場合、
地道に計算しても間違いではないが、a=3x, b=2y という見方をすれば、下から2つ目の (a+b)(a2-ab+b2) の形式になっていることになる。
そのため、公式より、a3+b3 としての (3x)3+(2y)3 の計算を行えばよい。
(答えは 27x3+8y3
 
 
勉強方法としては、
・まずは公式をそのまま暗記し、
・その後、問題集で当てはめる練習をする、
というステップで進めればよい。

<補足>
展開や因数分解は、いわば「ただの式変形」であるため、何かの値を
・変形前の式(与えられた式)
・変形後の式(答えの式)
のそれぞれに代入したときに、計算結果が同じにならないとおかしい。

今回のケースだと、
(3x+2y)(9x2-6xy+4y2) の x, y に、例えば 1 と 0 を代入したときの計算結果と、
27x3+8y3 の x, y に、例えば 1 と 0 を代入したときの計算結果は同じでないといけない。

もし違っているなら、少なくとも何かしらの計算ミスが発生している。

<まとめ>
・いざとなれば地道にかけていけばいい、という気持ちで臨む
・公式に当てはめることを検討する
・最後に必ず検算する

 

※ 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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