(−2)² − 3 × (−4) を計算しなさい。
- −16
- 8
- 16 Correct answer.
- −8
Explanation
累乗はかけ算より先に計算するので、(−2)² = 4 となる。次に 3 × (−4) = −12 を求め、4 − (−12) = 4 + 12 = 16 となる。ひき算が負の数のたし算になる点が要点である。
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累乗はかけ算より先に計算するので、(−2)² = 4 となる。次に 3 × (−4) = −12 を求め、4 − (−12) = 4 + 12 = 16 となる。ひき算が負の数のたし算になる点が要点である。
a = −2 を代入すると a² = 4 なので 3a² = 12、−5a = −5 × (−2) = 10 となる。したがって 12 + 10 = 22 である。a が負のとき −5a が正の数になる点に注意する。
x の項は −3x + 5x = 2x、定数項は (−3) × 5 = −15 となる。よって x² + 2x − 15 である。定数項が負になることを展開した後に必ず確かめる。
かけて −3、たして x の係数 5 になる2数の組合せを考えると、−1 と +3 が当てはまる。展開して確かめると 2x² + 6x − x − 3 = 2x² + 5x − 3 となる。
√48 = 4√3、√27 = 3√3、√12 = 2√3 とそれぞれ根号の中を簡単にする。係数をまとめると 4 − 3 + 2 = 3 なので、答えは 3√3 である。
5x を右辺に移項して −2y = 8 − 5x とし、両辺を −2 で割る。y = (8 − 5x)/(−2) = (5x − 8)/2 となる。負の数で割るとき、右辺の各項の符号が入れかわる点が要点である。
√50 ÷ √2 = √(50/2) = √25 = 5、√12 × √3 = √36 = 6 となる。したがって 5 − 6 = −1 である。根号どうしのかけ算・わり算は中身をまとめて計算できる。
101 = 100 + 1、99 = 100 − 1 とみると、(100 + 1)(100 − 1) = 100² − 1² = 10000 − 1 = 9999 となる。和と差の積の公式 (a + b)(a − b) = a² − b² を利用している。
2 < √7 < 3 より −3 < −√7 < −2 なので、2 < 5 − √7 < 3 となる。したがって整数部分は a = 2 であり、小数部分は (5 − √7) − 2 = 3 − √7 である。
x² + y² = (x + y)² − 2xy と変形できる。値を代入すると 4² − 2 × 2 = 16 − 4 = 12 となる。対称式は和と積だけで表せる形に直すのがポイントである。
累乗と乗除は加減より先に計算する。−5² は 5 の二乗に負号をつけた −25 であり、(−5)² = 25 とは異なる。乗法の部分は (−3) × (−2) = +6 なので、−25 + 6 = −19 となる。
文字の部分が同じ項どうしをまとめる。x の項は 4x − 7x = −3x、y の項は −3y + 5y = 2y である。したがって答えは −3x + 2y になる。係数の符号を項と一緒に動かすことが大切である。
72 を平方数と残りの積に分解すると 72 = 36 × 2 である。√72 = √36 × √2 = 6√2 となる。根号の外に出せるのは、素因数分解したときに 2 個そろった因数である。
公式 (a − b)² = a² − 2ab + b² に a = 2x、b = 3 をあてはめる。a² = 4x²、−2ab = −2 × 2x × 3 = −12x、b² = 9 である。よって 4x² − 12x + 9 となる。中間の項を落とさないことが要点である。
9y² は (3y)² と表せるので、a² − b² = (a + b)(a − b) の公式で a = x、b = 3y とおける。したがって x² − 9y² = (x + 3y)(x − 3y) である。係数の 9 だけでなく、y も二乗されている点に注意する。
8/√2 は分母と分子に √2 をかけて 8√2/2 = 4√2 と有理化できる。√18 は 18 = 9 × 2 より 3√2 である。したがって 4√2 − 3√2 = √2 となる。
24 を素因数分解すると 2³ × 3 である。√(24n) が整数になるには、根号の中の素因数の指数がすべて偶数でなければならない。2 が 1 個、3 が 1 個足りないので n = 2 × 3 = 6 のとき 24n = 144 = 12² となる。n = 2 や 3 では平方数にならない。
(x + 3)² = x² + 6x + 9、(x + 2)(x + 4) = x² + 6x + 8 である。両者の差をとると x² と 6x がそれぞれ打ち消し合い、9 − 8 = 1 だけが残る。展開してから項を整理する手順が要点である。
x²y + xy² は共通因数 xy でくくれて xy(x + y) と変形できる。xy = (3 + √5)(3 − √5) = 9 − 5 = 4、x + y = 6 なので、4 × 6 = 24 である。まず式を変形してから代入すると計算が簡単になる。
後半の −4y² + 4y − 1 は −(4y² − 4y + 1) = −(2y − 1)² とまとめられる。すると与式は x² − (2y − 1)² となり、a² − b² の公式で a = x、b = 2y − 1 とおける。よって (x + 2y − 1)(x − 2y + 1) と因数分解できる。
累乗は除法や減法より先に計算します。(−2)³ = −8 なので、まず −24 ÷ (−6) = 4 を求め、次に 4 − (−8) = 4 + 8 = 12 となります。負の数を引くときは符号が変わることを忘れないようにします。
分配法則を使ってそれぞれの括弧をはずします。3(2x − y) = 6x − 3y、−2(x − 3y) = −2x + 6y となるので、x の項は 6x − 2x = 4x、y の項は −3y + 6y = 3y です。文字の部分が同じ項だけをまとめて 4x + 3y になります。
平方根の積は √a × √b = √(ab) としてまとめられます。√18 × √2 = √36 となり、36 は 6 の平方なので根号がはずれて 6 になります。√18 を 3√2 に直してから 3√2 × √2 = 3 × 2 = 6 と考えても同じ結果です。
展開では各項をすべて掛け合わせてから同類項をまとめます。(2x)(3x) = 6x²、(2x)(−4y) = −8xy、y(3x) = 3xy、y(−4y) = −4y² です。xy の項は −8xy + 3xy = −5xy となるので、6x² − 5xy − 4y² になります。
積が −18、和が 7 になる2数は 9 と −2 です。したがって x² + 7x − 18 = (x + 9)(x − 2) と因数分解できます。定数項が負のときは、2数の符号が異なることに着目して組み合わせを探します。
分母の √5 − √2 に同じ形の符号違いである √5 + √2 を掛けて有理化します。分母は (√5)² − (√2)² = 5 − 2 = 3、分子は 6(√5 + √2) です。よって 6(√5 + √2) / 3 = 2√5 + 2√2 になります。
両辺に2を掛けて 2S = (a + b)h とし、両辺を h で割って 2S/h = a + b とします。最後に a を移項すると b = 2S/h − a です。h で割る操作は右辺全体に及ぶことを意識して変形します。
(x + 4)(x − 4) = x² − 16、(x − 2)² = x² − 4x + 4 です。これを引くと x² − 16 − x² + 4x − 4 = 4x − 20 になります。x² の項は打ち消し合い、引くときは括弧全体の符号が変わる点が重要です。
(x − 1)² = x² − 2x + 1 を利用すると計算が簡単です。x − 1 = √3 より (x − 1)² = 3 なので、x² − 2x = 3 − 1 = 2 です。したがって x² − 2x − 2 = 2 − 2 = 0 になります。
x + y を1つの文字 M とおくと M² − 6M + 9 となり、これは (M − 3)² と因数分解できます。M を x + y に戻すと (x + y − 3)² です。共通のまとまりを1文字とみなしてから公式を当てはめるのがポイントです。
累乗は四則計算より先に計算するので、−2³ = −8 となる。次に −8 ÷ 4 = −2 を求め、最後に −2 + (−5) = −7 とする。符号の処理に注意し、除法を先に済ませるのがポイントである。
文字式の値は、x に −2 を代入して計算する。3x² = 3×(−2)² = 12、−5x = −5×(−2) = 10 なので、12 + 10 + 1 = 23 となる。累乗では −2 をかっこごと2乗することに注意する。
(−√7)² は −√7 を2乗した値なので 7 になる。√25 は 5 であるから、7 + 5 = 12 と計算する。根号の2乗と平方根の値をそれぞれ正しく求めることが大切である。
和と差の積では、(a + b)(a − b) = a² − b² が利用できる。ここでは a = 3x、b = 2y なので、(3x)² − (2y)² = 9x² − 4y² となる。中間項の 12xy は打ち消し合って残らない。
積が 6x² になる組合せとして 3x と 2x を考え、定数項 −3 の積が −3 になる組合せをたすき掛けで探す。(3x − 1)(2x + 3) を展開すると 6x² + 9x − 2x − 3 = 6x² + 7x − 3 となり、元の式と一致する。
√27 = 3√3、√12 = 2√3 とそれぞれ根号の中を簡単にする。すると 3√3 + 2√3 − √3 となり、√3 を共通因数としてまとめると (3 + 2 − 1)√3 = 4√3 となる。
りんご3個の代金は 3a 円、みかん5個の代金は 5b 円なので、合計は 3a + 5b 円である。1000円札で払ったときのおつりは、1000 円から代金を引いた 1000 − 3a − 5b 円となる。
y を含む項を一方の辺に集めると、−2y = 8 − 5x となる。両辺に −1 を掛けて 2y = 5x − 8 とし、最後に両辺を 2 で割ると y = (5x − 8)/2 になる。
x = √2 + 1 のとき、x² = 3 + 2√2、x³ = 7 + 5√2 と順に計算できる。これらを代入すると、√2 の項が 5√2 − 6√2 + √2 = 0 となり、定数項だけが残る。計算結果は 7 − 9 + 1 + 5 = 4 である。
x について整理すると x² + (3y − 5)x + (2y² − 7y + 6) となる。定数部分は (y − 2)(2y − 3) と因数分解でき、たすき掛けにより (x + y − 2)(x + 2y − 3) を得る。展開して元の式に戻ることを確認する。
x の項を左辺に、定数項を右辺に移項すると 5x - 3x = 5 + 7 となり、2x = 12 です。両辺を x の係数 2 で割ると x = 6 になります。もとの式に代入すると 5×6 - 7 = 23、3×6 + 5 = 23 で両辺が一致し、答えが確かめられます。
かっこのある方程式は、まず分配法則でかっこをはずします。2x - 6 = x + 4 となり、x を左辺、定数を右辺に移項すると 2x - x = 4 + 6、すなわち x = 10 です。x = 10 を代入すると左辺は 2×7 = 14、右辺も 14 となり確かめられます。
2つの式を辺々加えると y が消えて 3x = 12、すなわち x = 4 です。これを x + y = 7 に代入すると y = 3 になります。(4, 3) は 2x - y = 8 - 3 = 5 も満たすので、連立方程式の解として正しい組です。
2乗して 16 になる数は 4 と -4 なので、x - 3 = ±4 と表せます。x - 3 = 4 から x = 7、x - 3 = -4 から x = -1 です。どちらももとの式に代入すると (4)² = 16、(-4)² = 16 となり、確かに成り立ちます。
解の公式 x = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a に a = 1、b = -4、c = -1 を当てはめると、x = (4 ± √(16 + 4)) / 2 = (4 ± √20) / 2 です。√20 = 2√5 なので、x = (4 ± 2√5) / 2 = 2 ± √5 になります。
40円切手を x 枚、80円切手を y 枚とすると、x + y = 20 と 40x + 80y = 1160 の連立方程式になります。y = 20 - x を代入して 40x + 80(20 - x) = 1160 を整理すると -40x = -440、x = 11 です。40×11 + 80×9 = 440 + 720 = 1160 となり、代金も一致します。
小さい方の整数を n とすると、大きい方は n + 1 なので n² + (n + 1)² = 85 と表せます。展開して整理すると 2n² + 2n - 84 = 0、両辺を2で割って n² + n - 42 = 0、因数分解すると (n + 7)(n - 6) = 0 です。n は正の整数なので n = 6 で、6² + 7² = 36 + 49 = 85 となり条件を満たします。
二次方程式 ax² + bx + c = 0 が重解をもつのは、判別式 D = b² - 4ac が 0 になるときです。ここでは D = (-6)² - 4×1×k = 36 - 4k なので、36 - 4k = 0 より k = 9 です。このとき式は x² - 6x + 9 = (x - 3)² となり、確かに x = 3 の重解をもちます。
正しい答えは x²、誤った結果は 2x で、誤った結果が8小さいので x² - 2x = 8 と表せます。移項して x² - 2x - 8 = 0、因数分解すると (x - 4)(x + 2) = 0 となり x = 4 または x = -2 です。x は正の数なので x = 4 で、2乗は 16、2倍は 8 となり差が 8 であることも確かめられます。
解をそれぞれ代入すると、x = 2 から 4 + 2a + b = 0、x = -5 から 25 - 5a + b = 0 です。この連立方程式を辺々引くと -21 + 7a = 0 より a = 3、これを 4 + 2a + b = 0 に代入して b = -10 となります。x² + 3x - 10 = (x - 2)(x + 5) と因数分解でき、解が 2 と -5 になることが確かめられます。