与えられた式 $\sqrt{(2x+1)^2 + 2x + 1}$ を簡略化します。

代数学式の簡略化根号因数分解平方根
2025/5/22

1. 問題の内容

与えられた式 (2x+1)2+2x+1\sqrt{(2x+1)^2 + 2x + 1} を簡略化します。

2. 解き方の手順

まず、根号の中を整理します。
(2x+1)2(2x+1)^2 を展開します。
(2x+1)2=(2x)2+2(2x)(1)+12=4x2+4x+1(2x+1)^2 = (2x)^2 + 2(2x)(1) + 1^2 = 4x^2 + 4x + 1
次に、根号の中の式全体を整理します。
(2x+1)2+2x+1=4x2+4x+1+2x+1=4x2+6x+2(2x+1)^2 + 2x + 1 = 4x^2 + 4x + 1 + 2x + 1 = 4x^2 + 6x + 2
よって、元の式は次のようになります。
4x2+6x+2\sqrt{4x^2 + 6x + 2}
ここで、根号の中身を因数分解します。
4x2+6x+2=2(2x2+3x+1)=2(2x+1)(x+1)4x^2 + 6x + 2 = 2(2x^2 + 3x + 1) = 2(2x+1)(x+1)
したがって、
4x2+6x+2=2(2x+1)(x+1)\sqrt{4x^2 + 6x + 2} = \sqrt{2(2x+1)(x+1)}
しかし、問題文は (2x+1)2+2x+1\sqrt{(2x+1)^2 + 2x+1} なので、
(2x+1)2+(2x+1)=(2x+1)((2x+1)+1)=(2x+1)(2x+2)=2(2x+1)(x+1)\sqrt{(2x+1)^2 + (2x+1)} = \sqrt{(2x+1)((2x+1)+1)} = \sqrt{(2x+1)(2x+2)} = \sqrt{2(2x+1)(x+1)}
これ以上簡単にできません。
もとの式 4x2+6x+2\sqrt{4x^2 + 6x + 2} を変形することを考えます。
4x2+6x+2=(2x)2+2(2x)(32)+(32)2(32)2+2=(2x+32)294+84=(2x+32)2144x^2 + 6x + 2 = (2x)^2 + 2(2x)(\frac{3}{2}) + (\frac{3}{2})^2 - (\frac{3}{2})^2 + 2 = (2x + \frac{3}{2})^2 - \frac{9}{4} + \frac{8}{4} = (2x + \frac{3}{2})^2 - \frac{1}{4}
すると、(2x+32)214\sqrt{(2x + \frac{3}{2})^2 - \frac{1}{4}}となり、これも簡単になりません。
(2x+1)2+2x+1=(2x+1)(2x+1+1)=(2x+1)(2x+2)=2(2x+1)(x+1)\sqrt{(2x+1)^2+2x+1} = \sqrt{(2x+1)(2x+1+1)} = \sqrt{(2x+1)(2x+2)} = \sqrt{2(2x+1)(x+1)}

3. 最終的な答え

2(2x+1)(x+1)\sqrt{2(2x+1)(x+1)}

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