与えられた8個の2次式をそれぞれ平方完成する問題です。

代数学二次式平方完成
2025/7/3

1. 問題の内容

与えられた8個の2次式をそれぞれ平方完成する問題です。

2. 解き方の手順

平方完成とは、ax2+bx+cax^2 + bx + c という形の2次式を、a(xp)2+qa(x-p)^2 + q という形に変形することです。
ここでは、a=1a = 1 の場合について、平方完成の手順を説明します。
一般的な手順は以下の通りです。

1. $x^2$の係数で全体をくくる(今回は$a=1$なので、そのまま)。

2. $x$の係数の半分の2乗を足して引く。

3. $ (x + \frac{b}{2})^2 $の形を作る。

4. 定数項を整理する。

各問題について具体的に計算します。
(1) x2+8xx^2 + 8x
xxの係数は8なので、半分の2乗は(8/2)2=42=16(8/2)^2 = 4^2 = 16
x2+8x+1616=(x+4)216x^2 + 8x + 16 - 16 = (x+4)^2 - 16
(2) x24xx^2 - 4x
xxの係数は-4なので、半分の2乗は(4/2)2=(2)2=4(-4/2)^2 = (-2)^2 = 4
x24x+44=(x2)24x^2 - 4x + 4 - 4 = (x-2)^2 - 4
(3) x2+6x+8x^2 + 6x + 8
xxの係数は6なので、半分の2乗は(6/2)2=32=9(6/2)^2 = 3^2 = 9
x2+6x+99+8=(x+3)21x^2 + 6x + 9 - 9 + 8 = (x+3)^2 - 1
(4) x28x+10x^2 - 8x + 10
xxの係数は-8なので、半分の2乗は(8/2)2=(4)2=16(-8/2)^2 = (-4)^2 = 16
x28x+1616+10=(x4)26x^2 - 8x + 16 - 16 + 10 = (x-4)^2 - 6
(5) x2+5xx^2 + 5x
xxの係数は5なので、半分の2乗は(5/2)2=25/4(5/2)^2 = 25/4
x2+5x+254254=(x+52)2254x^2 + 5x + \frac{25}{4} - \frac{25}{4} = (x+\frac{5}{2})^2 - \frac{25}{4}
(6) x2x+1x^2 - x + 1
xxの係数は-1なので、半分の2乗は(1/2)2=1/4(-1/2)^2 = 1/4
x2x+1414+1=(x12)2+34x^2 - x + \frac{1}{4} - \frac{1}{4} + 1 = (x-\frac{1}{2})^2 + \frac{3}{4}
(7) x2+x2x^2 + x - 2
xxの係数は1なので、半分の2乗は(1/2)2=1/4(1/2)^2 = 1/4
x2+x+14142=(x+12)294x^2 + x + \frac{1}{4} - \frac{1}{4} - 2 = (x+\frac{1}{2})^2 - \frac{9}{4}
(8) x27x+12x^2 - 7x + 12
xxの係数は-7なので、半分の2乗は(7/2)2=49/4(-7/2)^2 = 49/4
x27x+494494+12=(x72)214x^2 - 7x + \frac{49}{4} - \frac{49}{4} + 12 = (x-\frac{7}{2})^2 - \frac{1}{4}

3. 最終的な答え

(1) (x+4)216(x+4)^2 - 16
(2) (x2)24(x-2)^2 - 4
(3) (x+3)21(x+3)^2 - 1
(4) (x4)26(x-4)^2 - 6
(5) (x+52)2254(x+\frac{5}{2})^2 - \frac{25}{4}
(6) (x12)2+34(x-\frac{1}{2})^2 + \frac{3}{4}
(7) (x+12)294(x+\frac{1}{2})^2 - \frac{9}{4}
(8) (x72)214(x-\frac{7}{2})^2 - \frac{1}{4}

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