与えられた式 $x^2 + 2xy - 5x - 6y + 6$ を因数分解または変形する問題です。

代数学因数分解多項式式変形
2025/5/13

1. 問題の内容

与えられた式 x2+2xy5x6y+6x^2 + 2xy - 5x - 6y + 6 を因数分解または変形する問題です。

2. 解き方の手順

与えられた式をxxについて整理します。
x2+(2y5)x6y+6x^2 + (2y-5)x - 6y + 6
この式を因数分解できるかどうかを考えます。
もし因数分解できるなら、(x+a)(x+b)(x+a)(x+b)のような形になると考えられます。
aabbの積は 6y+6-6y+6、和は 2y52y-5 になるはずです。
ここで、x2+2xy5x6y+6=0x^2 + 2xy - 5x - 6y + 6 = 0 とおいて、解の公式を使うこともできます。しかし、ここでは因数分解を試みます。
x2+2xy5x6y+6x^2 + 2xy - 5x - 6y + 6を式変形し、(x+A)(x+B)(x+A)(x+B)の形を推測します。
x2x^22xy2xyに着目すると、(x+y)(x+y)の形が出てくるかもしれません。
(x+y)2=x2+2xy+y2(x+y)^2 = x^2+2xy+y^2
x2+2xy5x6y+6=(x+y)2y25x6y+6x^2 + 2xy - 5x - 6y + 6 = (x+y)^2 - y^2 - 5x - 6y + 6
与えられた式を (x+ay+b)(x+cy+d)(x+ay+b)(x+cy+d) の形に因数分解できるか試みます。
展開すると x2+(a+c)xy+acy2+(b+d)x+(ad+bc)y+bdx^2 + (a+c)xy + acy^2 + (b+d)x + (ad+bc)y + bd となります。
これは x2+2xy5x6y+6x^2 + 2xy - 5x - 6y + 6 と一致する必要があるので、a+c=2a+c=2, ac=0ac=0, b+d=5b+d=-5, ad+bc=6ad+bc=-6, bd=6bd=6 を満たす必要があります。
ac=0ac=0 より、a=0a=0またはc=0c=0です。
a=0a=0 の場合、c=2c=2となり、b+d=5b+d=-5, 2b=62b=-6, bd=6bd=6となります。
2b=62b=-6 より b=3b=-3 となります。
b+d=5b+d=-5 より 3+d=5-3+d=-5 なので d=2d=-2 となります。
このとき、bd=(3)(2)=6bd = (-3)(-2) = 6 となり、bd=6bd=6を満たします。
したがって、与えられた式は (x3)(x+2y2)(x-3)(x+2y-2) と因数分解できます。
(x3)(x+2y2)=x2+2xy2x3x6y+6=x2+2xy5x6y+6(x-3)(x+2y-2) = x^2+2xy-2x-3x-6y+6 = x^2+2xy-5x-6y+6

3. 最終的な答え

(x3)(x+2y2)(x-3)(x+2y-2)