逆FOIL計算機
二次三項式を二つの二項式に因数分解し、係数の組み合わせを確認します。
三項式を因数分解
ax² + bx + cの整数係数を入力してください。
逆FOILと三項式の因数分解について
逆FOILとは、二つの二項式の掛け算を逆にたどる操作の通称です。FOILはfirst、outer、inner、lastの略で、(px + q)(rx + s)のような式を掛けるときの先頭同士、外側同士、内側同士、末尾同士の四つの積を指します。まとめるとprx² + (ps + qr)x + qsになります。この計算機はax² + bx + cの係数a、b、cから、pr = a、qs = c、ps + qr = bを満たす整数p、q、r、sを探します。
aが1であるモニックな三項式では、よく知られた手順になります。x² + 5x + 6を因数分解するには、積が6で和が5となる二つの数を探します。それは2と3なので、(x + 2)(x + 3)と分解できます。最高次の係数が1でない場合は、各二項式のxの係数も考慮する必要があります。2x² - 3x - 2では、外側と内側の積の和が-3xとなるため、(x - 2)(2x + 1)が適合します。
この計算機は負の因数や定数項がゼロの場合も含め、整数の因数の組を厳密に探索します。整数係数できれいに分解できる三項式を対象としています。中央の係数を再現する整数の組がなければ、整数係数では因数分解できないと表示します。これは二次式に根がないという意味ではありません。無理数や複素数の根を持つ場合は、解の公式で求める方が適しています。
積の形にすると二次方程式の零点がすぐ分かるため、因数分解は便利です。(x + 2)(x + 3)がゼロなら、積がゼロになる性質からxは-2または-3です。分数式の整理、放物線の概形、多項式不等式の解法、代数計算の確認にも役立ちます。必ず二項式を掛けて検算してください。先頭項の積がax²、末尾項の積がc、二つの交差積の和がbxになる必要があります。
元の式を保つ整数値を入力してください。負号は係数欄に含め、中央の項がなければゼロを入力します。共通の数の因数を先にくくり出さなくても、有効な二項式の組を探索できます。ただし、逆FOILの前に最大公約数を見つけておくと、手計算が速くなり、説明もすっきりすることがよくあります。
逆FOILの例
正負の係数、最高次係数が1の場合、中央の項がない場合を紹介します。
| 三項式 | 因数分解した形 | 成り立つ理由 |
|---|---|---|
| x² + 5x + 6 | (x + 2)(x + 3) | 2 × 3 = 6、2 + 3 = 5です。 |
| 2x² - 3x - 2 | (x - 2)(2x + 1) | 交差積xと-4xを合わせると-3xになります。 |
| x² - 9 | (x - 3)(x + 3) | 中央の係数がゼロの平方の差です。 |
| 3x² - 2x - 5 | (x + 1)(3x - 5) | 交差積3xと-5xを合わせると-2xになります。 |
逆FOIL計算機の使い方
- x²の係数を読み取り、係数aとして入力します。
- xの係数をbとして入力します。中央の項がなければゼロにします。
- 符号を含めて定数項をcに入力します。
- 「因数を計算」を選び、整数の因数の組を探します。
- 表示された二項式を掛けて、元の三項式に戻ることを確認します。
逆FOIL計算機のよくある質問
逆FOILとは何ですか?
二次三項式を二つの二項式の積に戻すことです。先頭同士、外側同士、内側同士、末尾同士を掛ける展開を逆に行います。
どの三項式でも因数分解できますか?
すべての三項式を整数係数で因数分解できるわけではありません。無理数や複素数が必要な場合は、解の公式が適しています。
定数が負の場合はどうなりますか?
二つの定数因数の符号が反対になります。また、交差積の和が中央の係数と一致する符号の組み合わせである必要があります。
中央の項がない場合は?
係数bにゼロを入力してください。平方の差のように、交差積が打ち消し合う組を探します。
因数分解の結果を確認する方法は?
表示された二項式をFOILで掛け、同類項をまとめます。得られる係数が元の三項式のa、b、cと完全に一致すれば正解です。