与えられた式 $3x^2 + ax - 2a^2 + 4x - a + 1$ を因数分解してください。

代数学因数分解二次式多項式
2025/5/14

1. 問題の内容

与えられた式 3x2+ax2a2+4xa+13x^2 + ax - 2a^2 + 4x - a + 1 を因数分解してください。

2. 解き方の手順

まず、xx について整理します。
3x2+ax+4x2a2a+1=3x2+(a+4)x(2a2+a1)3x^2 + ax + 4x - 2a^2 - a + 1 = 3x^2 + (a+4)x - (2a^2 + a - 1)
次に、定数項 (2a2+a1)- (2a^2 + a - 1) を因数分解します。
2a2+a1=(2a1)(a+1)2a^2 + a - 1 = (2a - 1)(a + 1)
したがって、定数項は (2a1)(a+1)- (2a - 1)(a + 1)となります。
与えられた式全体が因数分解できると仮定すると、以下の形式で表せると考えられます。
(3x+p)(x+q)(3x + p)(x + q)
ここで、ppqqaa を含む式です。
この式を展開すると、3x2+(p+3q)x+pq3x^2 + (p + 3q)x + pq となります。
これを与えられた式と比較すると、
p+3q=a+4p + 3q = a + 4
pq=(2a1)(a+1)pq = - (2a - 1)(a + 1)
となるような ppqq を見つけなければなりません。
p=(2a1)p = -(2a-1) かつ q=(a+1)q = (a+1) と仮定すると、
p+3q=(2a1)+3(a+1)=2a+1+3a+3=a+4p + 3q = -(2a-1) + 3(a+1) = -2a + 1 + 3a + 3 = a + 4
となり、これは条件を満たします。
したがって、3x2+(a+4)x(2a2+a1)=(3x(2a1))(x+(a+1))=(3x2a+1)(x+a+1)3x^2 + (a+4)x - (2a^2 + a - 1) = (3x - (2a - 1))(x + (a + 1)) = (3x - 2a + 1)(x + a + 1)となります。

3. 最終的な答え

(3x2a+1)(x+a+1)(3x - 2a + 1)(x + a + 1)