因数分解の基本概念

1. 因数分解とは

因数分解は、多項式をいくつかの因数に分解する操作です。これは、乗法の逆操作に当たります。例えば、次のような多項式があります:

\( x^2 - 5x + 6 \)

これを因数分解すると:

\( (x - 2)(x - 3) \)

このように、因数分解することで元の式を簡単な因数の積に分解できます。

2. 素因数分解とは

素因数分解は、整数をその素数の積に分解する操作です。例えば、15を素因数分解すると次のようになります:

15 = 3 × 5

素因数分解は整数に適用されるのに対し、因数分解は多項式に適用される点が異なります。

3. 因数分解の公式

因数分解にはいくつかの公式があります。それらを使うと、多項式の因数分解が容易になります。主な公式は次の通りです:

例題

次の多項式を因数分解してください。

1. \( x^2 - 9 \)

2. \( x^2 + 4x + 4 \)

1.平方差の公式を使います:

\( x^2 - 9 = (x + 3)(x - 3) \)

2.完全平方の公式を使います:

\( x^2 + 4x + 4 = (x + 2)^2 \)

4. 練習問題

次の問題に挑戦してください。

問題1: 次の多項式を因数分解してください。

1. \( x^2 - 16 \)

平方差の公式を使います:

\( x^2 - 16 = (x + 4)(x - 4) \)

問題2: 次の多項式を因数分解してください。

2. \( x^2 + 6x + 9 \)

完全平方の公式を使います:

\( x^2 + 6x + 9 = (x + 3)^2 \)

問題3: 次の多項式を因数分解してください。

3. \( 2x^2 + 4x \)

共通因数を取り出します:

\( 2x^2 + 4x = 2x(x + 2) \)

問題4: 次の多項式を因数分解してください。

4. \( x^2 - 6x + 9 \)

完全平方の公式を使います:

\( x^2 - 6x + 9 = (x - 3)^2 \)