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🧭 多項式因数分解計算機

ax² + bx + c の形の二次式を一次因子に因数分解できます。係数を入力して根と完全な因数分解形を求められます。

このツールとは?

多項式を因数分解するとは、より単純な多項式の積として書き直すことです。例えば、x² − 5x + 6 は (x − 2)(x − 3) に因数分解されます。因数分解は代数の中心的なスキルで、方程式の根(多項式がゼロになる点)を明らかにし、有理式を簡略化し、不等式を解いたり関数をグラフ化したりするためのテクニックを可能にします。 最も一般的に因数分解される多項式は二次式 ax² + bx + c です。判別式 b² − 4ac が完全平方の場合、二次式は有理数係数を持つ2つの一次項にきれいに因数分解されます。判別式が正だが完全平方でない場合、因子は無理数を含みます。判別式が負の場合、二次式は実数の範囲では因数分解できません。 この因数分解計算機は二次式を扱えます。係数 a, b, c を入力すると、二次方程式の解の公式を使用して根を見つけ、因数分解形を a·(x − r₁)(x − r₂) として書きます(r₁ と r₂ は根)。根が複素数の場合、実数の範囲で既約であると伝えます。すべての計算はブラウザ内でローカルに実行されます。

仕組み

計算機はまず判別式 Δ = b² − 4ac を計算します。Δ ≥ 0 の場合、根 r₁ = (−b + √Δ) / 2a と r₂ = (−b − √Δ) / 2a を見つけます。因数分解形は a·(x − r₁)(x − r₂) になります。a = 1 の場合、因数分解形は単に (x − r₁)(x − r₂) です。 判別式が完全平方の特別な場合、根は有理数で、因数分解形は整数または分数の係数を持ちます。例えば、x² − 5x + 6 は判別式 25 − 24 = 1、根 3 と 2 を持ち、(x − 3)(x − 2) と因数分解されます。判別式が負の場合、計算機は多項式が実数の範囲で既約であると報告し、参考のために複素数の根を表示します。
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使い方

  1. 係数 a を入力します(ゼロでない必要があります)。
  2. 係数 b を入力します。
  3. 係数 c を入力します。
  4. 計算ボタンをクリックして、根と因数分解形を確認します。
  5. 多項式が実数の範囲で因数分解できるかを確認します。

よくある質問

二次式はいつ因数分解できませんか?

二次式 ax² + bx + c は、その判別式 b² − 4ac が負の場合、実数の一次因子に因数分解できません。この場合、根は複素数になります。多項式は実数の範囲で既約と呼ばれます。例えば、x² + 1 は判別式 −4 を持ち、実数の範囲では因数分解できません。

因数分解と二次方程式の解の公式の違いは何ですか?

これらは同じ目的地に至る2つの道です。二次方程式の解の公式は根を直接与えます。因数分解は多項式を一次項の積として書き直します。因数分解は因数分解形自体が必要な場合(有理式の簡略化や不等式を解く場合)に便利ですが、二次方程式の解の公式はより汎用的で、因数分解が難しい場合でも機能します。

最高次の係数 a が 1 でない場合はどうなりますか?

a ≠ 1 の場合、因数分解形は先頭の乗数として a を含みます:a·(x − r₁)(x − r₂)。例えば、2x² − 6x + 4 は根 1 と 2 を持ち、2(x − 1)(x − 2) と因数分解されます。一部の教科書ではまず最大公約数をくくり出します:2x² − 6x + 4 = 2(x² − 3x + 2) = 2(x − 1)(x − 2)。

この計算機は高次の多項式も因数分解できますか?

この計算機は二次式(次数2)を扱います。三次以上では、有理根定理、組立除法、グループ化などのより高度なテクニックが必要です。ただし、三次式の有理根 r を1つ見つければ、(x − r) で割って二次式を得ることができ、このツールで因数分解できます。

ヒントとアドバイス

因数分解計算機を使う前に、手作業で AC 法を試してください:a と c を掛け、ac を与え、b を与える2つの数を見つけます。そのような数が存在すれば、二次式は整数の範囲で因数分解できます。例えば、6x² + 7x + 2 の場合、ac = 12 で、12 を掛けて 7 になる2つの数が必要です:それは 3 と 4 です。7x を 3x + 4x と書き直し、グループ化して因数分解すると (2x + 1)(3x + 2) になります。因数分解形は掛け戻すことで常に確認してください:(x − 3)(x − 2) = x² − 5x + 6。元の多項式が戻れば、因数分解は正しいです。不等式を解く場合、因数分解形は各区間での多項式の符号を教えます:多項式は各単根で符号が変わるので、各区間で1点をテストして多項式が正か負かを判断します。

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