この教材は高校数学の基本問題中の単項式と多項式という項目のバックアップ・コピーです.
• 指数法則 • 展開公式Ⅰ • 展開公式2 • 置き換えによる展開 • 展開の順序 • 展開公式の応用問題 • 2次式の因数分解 • 次数最低の文字で整理 • たすき掛け因数分解 • いろいろな因数分解 • 3次以上の因数分解 • 因数分解(応用問題) • 因数分解の入試問題
この教材のレベルは,高等数学Ⅰの教科書のレベルです.応用的な内容を期待される方は,他のページを見てください.
数学Ⅰを初めて学ぶ人や長年の空白期間の後に復習したい人など,初歩から学び直す読者を想定しています. 1. 単項式
5x, −3x2のように,数や文字をいくつか掛け合わせて得られる式を単項式といい,数の部分を係数,掛け合わせてある文字の個数をその単項式の次数という.
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【問1.1.1】
解答を見る3x2の係数と次数はそれぞれいくらですか.
係数は3,次数は2
【問1.2.1】
解答を見る−4x3の係数と次数はそれぞれいくらですか.
係数は−4,次数は3
【参考1.2】
"文字に掛けてある数字が係数"と覚えている生徒もいるようですが,その考え方からは「数字だけからなる式」「定数項」には係数はないと考えることになってしまい,高校以上の数学とつじつまが合わなくなります. #そこは頑張る場所ではない# 高校以上では定数項もそれ自体を係数と扱うのが普通です. 数だけの単項式の次数は0とします. 高校数学Ⅱでx0=1ということを習います.これにより,3=3x0, 5=5x0と考えれば納得できるでしょう. ただし,0x3, 0x2, 0x, 0などは,いずれも単に0と書くので,数の0だけは次数を定めません. レレレの零?簡単過ぎて難しい!!深堀すると更に難しくなるので,「聞いたことがある」程度にしておこう #そこは頑張る場所ではない# |
【問1.2.1】
解答を見る単項式5の係数と次数はそれぞれいくらですか.
係数は5,次数は0
【問1.2.2】
解答を見る単項式0の係数と次数はそれぞれいくらですか.
係数は0,次数は定められていない
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どの文字の式と考えるかをはっきりさせて,xについての単項式などという場合もある.この場合は,掛け合わせてあるxの個数が次数になり,それ以外の数字の部分が係数になる.
2種類以上の文字を含む単項式では, (1) 特に指定がなければ,掛けられているすべての文字の個数を次数といい,残りの数を係数という. (2) 特定の文字に着目して次数を考えるときは,着目した文字の個数を次数といい,残りの文字と数字を係数として扱う.
【例】
xについての単項式−4x5の係数は−4, 次数は5である.
【例】
2種類の文字を含む単項式5ax2について (1) 特に文字の指定がないとき,係数は5,次数は3 (2) xに着目する場合(xについては),係数は5a,次数は2である (3) aに着目する場合(aについては),係数は5x2,次数は1である |
【問1.3.1】
解答を見る単項式5ab2x3の係数と次数はそれぞれいくらですか.
【問1.3.2】
解答を見るxに着目する場合,単項式5ab2x3の係数と次数はそれぞれいくらですか.
【問1.3.3】
解答を見るa, bについて,単項式5ab2x3の係数と次数はそれぞれいくらですか. |
2. 多項式
2x2−4x+3のように,単項式の和として表される式を多項式といい,その1つ1つの単項式を多項式の項という.
単項式と多項式を合わせて,整式という. 整式では,次数が最も高い項の次数をその整式の次数といい,次数がnの整式をn次式という. 文字を含まない項を定数項という.2種類以上の文字を含む多項式で,着目している文字を含まない項も定数項である.
【参考2.1】
単項式の「和」として表されるものを多項式と定義するが,2x2−4x+3=2x2+(−4)x+3のように,単項式の「差」で書かれるものも,符号を逆にした項の「和」と考えることができるから,単項式の差が含まれる式も,そのままの形で多項式という. |
【問2.1】
解答を見る多項式x2+2xy+y2−3x+4y+6は何次式か,また定数項はいくらか.
【問2.2】
解答を見るxに着目した場合,x2y+2xy3−3xy+4y2+5x−3は何次式か,また定数項はいくらか.
【問2.3】
解答を見るx3+x2+x+1は何次式か. |
3. 整式の整理
整式の中で文字の部分が同じ項を同類項という.
同類項は,係数の和を計算して,1つの項に簡約する(まとめる)ことができる.同類項をまとめることを,整式を整理するという.
【問3.1】
解答を見る次の整式の同類項をまとめてください. 3x2+2x−1+2x2−3x+4 |
【問3.2】
解答を見る次の整式をxについて整理してください. x2+2xy+y2−3x+2y+4
xだけを文字と見なし,yは係数に含める.
x2+2xy+y2−3x+2y+4 =x2+(2y−3)x+(y2+2y+4)
答案をx2+(2y−3)x+y2+2y+4と書いた場合に,「不正解」となる場合があります(実際にそういう採点を見たことがあります).定数項という同類項が1つにまとめてあるかどうかが正誤の分かれ目で,東京書籍,数研出版,啓林館の教科書の記述でも,複数項からなる定数項はかっこでくくるようになっています.
ただし,定数項だけはかっこでくくってなくても許容範囲と考えるのがこの教材の筆者の立場です.[こんな細かな書き方の違いで争っても,大して力は付かないと思うので]#そこは頑張る場所ではない#
【問3.3】
解答を見る次の整式をaについて整理してください. x2+(a+b)x+ab |
整式を整理するときに,ある1つの文字について次数の高い項から並べる方法を降べきの順に整理するという.
次数の低い項から並べる方法は昇べきの順と呼ばれる.
【参考3.1】
「べき」とは何か・・・方べきの定理では,べきという用語が「掛け算」という意味に使われているが,もっと一般的にxの累乗x2, x3, x4, …はxの |
【問3.4】
解答を見る次の整式をxについて降べきの順に整理してください. 2x2+3x−7+4x2−5x+1
【問3.5】
解答を見る次の整式をxについて降べきの順に整理してください. 3x2+2xy+4y2−5x+3y+7
xだけを文字と見なし,yは係数に含めます.
3x2+2xy+4y2−5x+3y+7 =3x2+(2y−5)x+(4y2+3y+7)
(2y−5)や(4y2+3y+7)のかっこの中は,この順に書かなければならないか?
文字として指定されているのはxだけで,yは数字と見なされるので,「理屈上は」(−5+2y)や(7+3y+4y2)でもよいはずですが,「見やすい方が間違いにくいので」yの内部でも降べきの順が望ましいでしょう |
■この問題で頑張るとよい■ 4. 次数最低の文字について整理
整式を整理するとき,どの文字に着目するかによって次数が変わるのが普通である.例えば,次の式はaについては2次,bについては3次,cについては1次になる.
a2b+b2c+b3−a2c この例では,次数が最も低くなるcについて整理すると,その後の因数分解などの変形が有利になる.
【問4.1】
解答を見る次の式を次数の最も低い文字について,降べきの順に整理してください. a2b+b2c+b3−a2c
aについては2次,bについては3次,cについては1次になるから,次数が最も低くなるcについて整理する.
a2b+b2c+b3−a2c =(b2−a2)c+(a2b+b3)
問3.2の注釈に書いたように,この式の最後のかっこは必要です
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【問4.2】
解答を見る次の式を次数の最も低い文字について,降べきの順に整理してください. 2x2+3xy+4y2+5x+6y+7
xについては2次,yについても2次だから,xについて整理しても,yについて整理してもよい.
なお,降べきの順に整理する場合,2文字とも文字として扱う「x, yについて整理する」ようなことは,通常行われない. (xについて整理する場合) 2x2+(3y+5)x+(4y2+6y+7) (yについて整理する場合) 4y2+(3x+6)y+(2x2+5x+7)
【問4.3】
解答を見る次の式を次数の最も低い文字について,降べきの順に整理してください. a2x2−x2y−a4y+2a2y2−y3 |
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