【中3数学】展開のおきかえ|複雑な式も公式で解く方法を初心者でもわかるように解説

(x+y+2)(x+y−2) のような長い式は、全部かけると大変です。この記事では、同じかたまりを1つの文字におきかえて公式で展開する「おきかえ」を、例題・よくある間違い・練習問題つきで解説します(中3「展開と因数分解」第6回)。

この記事でわかること

  • 同じかたまりを見つけて、1つの文字におきかえる手順
  • おきかえたあと、公式で展開して、もとに戻す流れ
  • −(かっこ)の符号の扱い
  • どの公式を使うかの見分け方

動画で確認したい方はこちら

モコロ先生とあられの掛け合いで進みます。動画は約10〜12分です。

① おきかえの手順(4つ)

  • ① 同じかたまりを見つける
  • ② かたまりを1つの文字におきかえる
  • ③ 公式で展開する
  • ④ もとの式に戻して整理する

複数の項を、1つの「どんぐりの袋」として見るイメージです。仮の名前(例えば M)をつけて公式に当てはめます。

② 例題

例題1 (x+y+2)(x+y−2) を展開しよう

x+y=M とおくと (M+2)(M−2)=M²−4。戻して (x+y)²−4 = x² + 2xy + y² − 4。

例題2 (x+y−3)² を展開しよう

x+y=M とおくと (M−3)²=M²−6M+9。戻して x² + 2xy + y² − 6x − 6y + 9。

例題3 (a+b+1)(a+b+3) を展開しよう

a+b=M とおくと (M+1)(M+3)=M²+4M+3。戻して a² + 2ab + b² + 4a + 4b + 3。

例題4 (x+2)² − (x−1)(x+3) を計算しよう

(x²+4x+4) − (x²+2x−3) = x²+4x+4−x²−2x+3 = 2x + 7。

③ よくある間違い

間違い①:おきかえた文字を、もとの式に戻し忘れる

M のまま答えにしないこと。最後は必ず x や y の式に戻して整理します。

間違い②:−(かっこ) の符号を、全部かえ忘れる

例題4の −(x²+2x−3) は、中の符号を全部かえて −x²−2x+3 にします。2x+7 にならず 6x+1 のようになったら、x=1 を入れて確かめましょう(左は9)。

間違い③:おきかえた文字ごと2乗して、係数をまちがえる

M²=(x+y)² を展開するとき、真ん中の2xyを忘れないこと。

④ 練習問題

問1:(a−b+5)(a−b−5) を展開しよう

問2:(x+4)² − (x+2)(x−2) を計算しよう

問3:(3x+y−1)(3x+y+4) を展開しよう

答え

問1:a−b=M とおくと M²−25。a² − 2ab + b² − 25 / 問2:x²+8x+16 − (x²−4) = 8x + 20 / 問3:3x+y=M とおくと (M−1)(M+4)=M²+3M−4。9x² + 6xy + y² + 9x + 3y − 4

まとめ

① 見つける 同じかたまりを探す
② おきかえ 1つの文字にして公式を使う
③ 戻す もとの式に戻して整理する

次回は「因数分解① 共通因数でくくる」。ここから、展開の逆向きの「因数分解」に入ります。

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