与えられた2変数多項式 $x^2 + 5xy + 6y^2 + x - y - 12$ を因数分解し、 $(x + Ay - B)(x + Cy + D)$ の形に表すとき、$A$, $B$, $C$, $D$ の値を求める問題です。

代数学因数分解多項式連立方程式
2025/7/10

1. 問題の内容

与えられた2変数多項式 x2+5xy+6y2+xy12x^2 + 5xy + 6y^2 + x - y - 12 を因数分解し、 (x+AyB)(x+Cy+D)(x + Ay - B)(x + Cy + D) の形に表すとき、AA, BB, CC, DD の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、x2+5xy+6y2x^2 + 5xy + 6y^2 の部分を因数分解します。
x2+5xy+6y2=(x+2y)(x+3y)x^2 + 5xy + 6y^2 = (x+2y)(x+3y) となります。
そこで、x2+5xy+6y2+xy12=(x+2y+a)(x+3y+b)x^2 + 5xy + 6y^2 + x - y - 12 = (x+2y+a)(x+3y+b) とおきます。
右辺を展開すると、
(x+2y+a)(x+3y+b)=x2+3xy+bx+2xy+6y2+2by+ax+3ay+ab(x+2y+a)(x+3y+b) = x^2 + 3xy + bx + 2xy + 6y^2 + 2by + ax + 3ay + ab
=x2+5xy+6y2+(a+b)x+(3a+2b)y+ab= x^2 + 5xy + 6y^2 + (a+b)x + (3a+2b)y + ab
これが x2+5xy+6y2+xy12x^2 + 5xy + 6y^2 + x - y - 12 と等しいので、
a+b=1a+b = 1
3a+2b=13a+2b = -1
ab=12ab = -12
という連立方程式が得られます。
a+b=1a+b=1 より b=1ab=1-a なので、3a+2(1a)=13a+2(1-a)=-1 から 3a+22a=13a+2-2a=-1 となり、a=3a = -3 が得られます。
すると b=1(3)=4b = 1 - (-3) = 4 となります。
ab=(3)(4)=12ab = (-3)(4) = -12 となり、これも満たします。
したがって、因数分解は (x+2y3)(x+3y+4)(x+2y-3)(x+3y+4) となります。

3. 最終的な答え

A=2,B=3,C=3,D=4A=2, B=3, C=3, D=4

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