解説編

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数学 第14章

展開・因数分解

解説編

【既習/完成/最低25問】乗法公式と因数分解。

解説編 — 途中式を省略せず確認。わかったら問題編で白紙再挑戦して定着。

図解で確認(メイン)

まず図を確認し、下の解説で各問の手順と根拠をたどってください。図が3枚あります。

(a+b)² の面積モデル

一辺a+bの正方形を四つの部分に分け、中央の二長方形がabずつあることを読みます。面積を足してa²+2ab+b²になる順を確認します。

平方差の公式

a²からb²を引く図を、辺a-bとa+bの長方形へ組み替えて読みます。展開したときに中央項が打ち消し合うことを式と図の両方で確かめます。

因数分解の判定フロー

全項に共通する数や文字を最初に探し、くくった後の形を見ます。次に平方差や完全平方、二次式の公式を選び、最後は展開して元の式へ戻します。

答え合わせで確認:語呂・必暗・手順

正解/不正解のあと、知識不足なら下の対応表・必暗をその場で再生する。手順ミスなら戦い方を見直す。

覚え方展開・因数分解の往復

公式は暗唱だけでなく、展開→因数分解→展開で戻す。中央項の符号が最頻出ミス。

  • (a+b)²a²+2ab+b²
  • (a+b)(a−b)a²−b²

必暗この章の公式(使い方付き)

左の公式名に対し、右で式と「いつ使うか・検算」をセットで言う。唱えるだけで終わらせない。

覚えの手がかり対応する答え
展開公式(a+b)²=a²+2ab+b² / 最後に展開検算
展開公式2(a−b)²=a²−2ab+b² / 符号注意
展開公式3(a+b)(a−b)=a²−b² / 差の積
因数分解共通因数→公式の形 / 展開で戻す

戦い方数学の戦い方

詰まったら3分で退避。白紙より途中式。見直しは符号・単位・問いの取り違え。

  • 手順最初の2分で大問数・配点・図の有無を俯瞰し、解けそうな順に印
  • 手順計算・小問を先に得点化し、図形・関数の記述は中盤
  • 手順詰まったら3分ルールで一時退避。白紙より途中式を残す
  • 手順見直し8分:符号・単位・設問の問い直し(何を求めているか)
  • 手順毎日15分:学習中の単元の「受験で押さえる」を音読+書き
  • 手順毎日30〜50分:弱点単元の⑤⑥または⑦を1セット
  • 手順近い用語・近い年代・近い数値の取り違え
  • 手順問題文の一部だけ合っていて結論がずれる選択肢

図で確認

(a+b)² の面積モデル

一辺a+bの正方形を四つの部分に分け、中央の二長方形がabずつあることを読みます。面積を足してa²+2ab+b²になる順を確認します。

平方差の公式

a²からb²を引く図を、辺a-bとa+bの長方形へ組み替えて読みます。展開したときに中央項が打ち消し合うことを式と図の両方で確かめます。

因数分解の判定フロー

全項に共通する数や文字を最初に探し、くくった後の形を見ます。次に平方差や完全平方、二次式の公式を選び、最後は展開して元の式へ戻します。

① 導入

展開と因数分解は往復で検算する。共通因数を最優先し、中央項の符号を落とさない。各問の手順を確認します。

② 基本概念

  • 分配は全組合せ
  • 和・差の平方と平方差
  • 積と和で二次式を分解

③ 図の確認

格子表で掛け漏れを防ぎ、面積モデルで 2ab を確認する。

④ 例題 解説

例1

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は x^2+8x+15 です。

与えられた式・条件は x^2+8x+15 です。

途中式を残すと、x^2+8x+15 = x^2+8x+15 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え x^2+8x+15 と矛盾しないことを確認します。

答え:x^2+8x+15

例2

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は 4x^2-12x+9 です。

与えられた式・条件は 4x^2-12x+9 です。

途中式を残すと、4x^2-12x+9 = 4x^2-12x+9 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え 4x^2-12x+9 と矛盾しないことを確認します。

答え:4x^2-12x+9

例3

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (x+3)(x-3) です。

途中式を残すと、積が定数項、和が1次の係数になる組を選ぶと (x+3)(x-3) です。展開して検算します。 = (x+3)(x-3) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (x+3)(x-3) と矛盾しないことを確認します。

答え:(x+3)(x-3)

例4

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (x+3)(x+4) です。

与えられた式・条件は (x+3)(x+4) です。

途中式を残すと、(x+3)(x+4) = (x+3)(x+4) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (x+3)(x+4) と矛盾しないことを確認します。

答え:(x+3)(x+4)

⑤ 基本問題 解説

1

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は x^2+6x+8 です。

途中式を残すと、式 (x + 2)(x + 4) を分配法則で4項(または公式)に展開します。 = x^2+6x+8 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え x^2+6x+8 と矛盾しないことを確認します。

答え:x^2+6x+8

2

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は x^2-25 です。

途中式を残すと、式 (x − 5)(x + 5) を分配法則で4項(または公式)に展開します。 = x^2-25 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え x^2-25 と矛盾しないことを確認します。

答え:x^2-25

3

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は 9x^2+6x+1 です。

与えられた式・条件は 9x^2+6x+1 です。

途中式を残すと、9x^2+6x+1 = 9x^2+6x+1 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え 9x^2+6x+1 と矛盾しないことを確認します。

答え:9x^2+6x+1

4

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は 2x^2+5x-12 です。

途中式を残すと、式 (2x − 3)(x + 4) を分配法則で4項(または公式)に展開します。 = 2x^2+5x-12 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え 2x^2+5x-12 と矛盾しないことを確認します。

答え:2x^2+5x-12

5

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は x^2-8x+16 です。

途中式を残すと、式 (x − 4)² は (a±b)² = a²±2ab+b² の公式で展開します。 = x^2-8x+16 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え x^2-8x+16 と矛盾しないことを確認します。

答え:x^2-8x+16

6

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は 3(x+2) です。

与えられた式・条件は 3(x+2) です。

途中式を残すと、3(x+2) = 3(x+2) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え 3(x+2) と矛盾しないことを確認します。

答え:3(x+2)

7

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (x+4)(x-4) です。

途中式を残すと、積が定数項、和が1次の係数になる組を選ぶと (x+4)(x-4) です。展開して検算します。 = (x+4)(x-4) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (x+4)(x-4) と矛盾しないことを確認します。

答え:(x+4)(x-4)

8

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は b((x+2)(x+3)) です。

途中式を残すと、式 x² + 5x + 6 を因数分解せよ は平方差・たすき掛けなどの型を見分けます。 = b((x+2)(x+3)) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え b((x+2)(x+3)) と矛盾しないことを確認します。

答え:b((x+2)(x+3))

9

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (x-3)^2 です。

与えられた式・条件は (x-3)^2 です。

途中式を残すと、(x-3)^2 = (x-3)^2 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (x-3)^2 と矛盾しないことを確認します。

答え:(x-3)^2

10

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は 3x(2x-5) です。

途中式を残すと、積が定数項、和が1次の係数になる組を選ぶと 3x(2x-5) です。展開して検算します。 = 3x(2x-5) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え 3x(2x-5) と矛盾しないことを確認します。

答え:3x(2x-5)

11

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は x^2-y^2 です。

途中式を残すと、式 (x + y)(x − y) を分配法則で4項(または公式)に展開します。 = x^2-y^2 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え x^2-y^2 と矛盾しないことを確認します。

答え:x^2-y^2

12

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (x-6)(x+2) です。

途中式を残すと、積が定数項、和が1次の係数になる組を選ぶと (x-6)(x+2) です。展開して検算します。 = (x-6)(x+2) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (x-6)(x+2) と矛盾しないことを確認します。

答え:(x-6)(x+2)

⑥ 標準問題 解説

13

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (x+2y)^2-9 です。

途中式を残すと、式 (x + 2y − 3)(x + 2y + 3) を分配法則で4項(または公式)に展開します。 = (x+2y)^2-9 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (x+2y)^2-9 と矛盾しないことを確認します。

答え:(x+2y)^2-9

14

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は 4ab です。

途中式を残すと、式 (a + b)² − (a − b)² は (a±b)² = a²±2ab+b² の公式で展開します。 = 4ab となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え 4ab と矛盾しないことを確認します。

答え:4ab

15

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (x-7)(x+2) です。

途中式を残すと、積が定数項、和が1次の係数になる組を選ぶと (x-7)(x+2) です。展開して検算します。 = (x-7)(x+2) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (x-7)(x+2) と矛盾しないことを確認します。

答え:(x-7)(x+2)

16

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (2x-3)^2 です。

途中式を残すと、式 x² − 12x + 9 を因数分解せよ は平方差・たすき掛けなどの型を見分けます。 = (2x-3)^2 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (2x-3)^2 と矛盾しないことを確認します。

答え:(2x-3)^2

17

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (a+b)(x+y) です。

途中式を残すと、式 x + ay + bx + by を因数分解せよ を因数分解します。共通因数→公式→たすき掛けの順で見ます。 = (a+b)(x+y) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (a+b)(x+y) と矛盾しないことを確認します。

答え:(a+b)(x+y)

19

式 x⁴ − 5x² + 4 を因数分解せよ(完全に) は平方差・たすき掛けなどの型を見分けます。

積が定数項、和が1次の係数になる組を選ぶと (x-1)(x+1)(x-2)(x+2) です。展開して検算します。

答え:(x-1)(x+1)(x-2)(x+2)

18

式 正しいものをすべて選べ。 を展開します。

整理すると (x+y)² = x² + 2xy + y²・(x+y)(x−y) = x² − y² です。

答え:a, c((x+y)² = x² + 2xy + y²・(x+y)(x−y) = x² − y²)

⑦ 応用・入試形式 解説

20

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (1)x^2+7x+12 (2)30 (3)3 です。

途中式を残すと、式 x+4、横を x+3 とする を分配法則で4項(または公式)に展開します。 = (1)x^2+7x+12 (2)30 (3)3 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (1)x^2+7x+12 (2)30 (3)3 と矛盾しないことを確認します。

答え:(1)x^2+7x+12 (2)30 (3)3

21

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (1)x^2+4x-5 (2)6 (3)32 です。

途中式を残すと、式 x+5 cm、横を x−1 cm とする は (a±b)² = a²±2ab+b² の公式で展開します。 = (1)x^2+4x-5 (2)6 (3)32 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (1)x^2+4x-5 (2)6 (3)32 と矛盾しないことを確認します。

答え:(1)x^2+4x-5 (2)6 (3)32

40

(1) の結論は 2x^2-7x-4 です。

答え:2x^2-7x-4

41

(2) の結論は -10 です。

答え:-10

42

(3) の説明です。

答え:多項式を整理してから代入すると見通しと検算がしやすいから。

⑧ 確認テスト 解説

25

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は 6x^2-7x-20 です。

与えられた式・条件は 6x^2-7x-20 です。

途中式を残すと、6x^2-7x-20 = 6x^2-7x-20 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え 6x^2-7x-20 と矛盾しないことを確認します。

答え:6x^2-7x-20

26

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (x-4)^2 です。

途中式を残すと、式 x² − 8x + 16 を因数分解せよ は平方差・たすき掛けなどの型を見分けます。 = (x-4)^2 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (x-4)^2 と矛盾しないことを確認します。

答え:(x-4)^2

27

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は a((x−4)(x+3)) です。

途中式を残すと、積が定数項、和が1次の係数になる組を選ぶと (x−4)(x+3) です。展開して検算します。 = a((x−4)(x+3)) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え a((x−4)(x+3)) と矛盾しないことを確認します。

答え:a((x−4)(x+3))

28

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は (x-y)^2 です。

途中式を残すと、式 (x + y)² を因数分解します。共通因数→公式→たすき掛けの順で見ます。 = (x-y)^2 となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え (x-y)^2 と矛盾しないことを確認します。

答え:(x-y)^2

29

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は 2(x+1)(x+2) です。

途中式を残すと、式 x² + 6x + 4 を因数分解せよ(完全に) は平方差・たすき掛けなどの型を見分けます。 = 2(x+1)(x+2) となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え 2(x+1)(x+2) と矛盾しないことを確認します。

答え:2(x+1)(x+2)

30

乗法公式を当てはめ、展開で検算する。この問で求める値は -4x です。

途中式を残すと、式 (x − 1)² − (x + 1)² は (a±b)² = a²±2ab+b² の公式で展開します。 = -4x となります。演算の順序と符号を毎行確認します。

最後に代入・逆演算・定義のどれかで検算し、答え -4x と矛盾しないことを確認します。

答え:-4x

⑨ 振り返り

間違えた問題は、どの条件で止まったかを確認し、同じ型をもう一度解いてください。

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