かぽなーた〜高校数学オンライン問題集〜

高校数学の問題をたくさん集めた問題集です.授業と解説はYouTubeにアップロードしていきます.日々の演習に使ってください.センター試験で満点を目指す人を想定して作っていますが,文理問わず私大の入試レベルや国公立レベルの問題もどんどん出題し,解説していきます.意欲の高い高校2年生・高校1年生にもお勧めです.

【数学1】数と式--実数

実数

今回のテーマ

今回のテーマは,実数です.

  1. 有理数無理数
  2. 絶対値
  3. 平方根
  4. 分数の有理化

を扱っています.

 

授業動画はこちらをご覧ください

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演習問題

{\fbox{1} \ 次の分数を循環小数に,また循環小数を分数にせよ。\\
 ( 1 )\ \dfrac{1}{3}\\
( 2 )\ \dfrac{7}{110}\\
( 3 )\ 0.\dot{2}\dot{5}\\
( 4 )\ 1.\dot{2}0\dot{4}\\
}
 
{\fbox{2} \ 次の計算をせよ。\\
 ( 1 )\ \sqrt{18}\times\sqrt{40}\\
( 2 )\ 5\sqrt{8}-\sqrt{98}+\sqrt{32}\\
( 3 )\ (2\sqrt{2}-\sqrt{3})(\sqrt{2}+2\sqrt{3})\\
( 4 )\ (1+\sqrt{2}-\sqrt{3})^2\\
}

{\fbox{3} \ 次の式を簡単にせよ。\\
 ( 1 )\ \dfrac{1}{2\sqrt{2}}\\
( 2 )\ \dfrac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}-\sqrt{2}}\\
( 3 )\ \dfrac{2+\sqrt{3}}{2-\sqrt{3}}\\
( 4 )\ \dfrac{1}{3-\sqrt{2}+\sqrt{7}}\\
}

{\fbox{4} \ 次の二重根号をはずせ。\\
 ( 1 )\ \sqrt{6+2\sqrt{5}}\\
( 2 )\ \sqrt{7-2\sqrt{12}}\\
( 3 )\ \sqrt{6+\sqrt{32}}\\
( 4 )\ \sqrt{\dfrac{2-\sqrt{3}}{2+\sqrt{3}}}\\
}

CheatSheet

f:id:brian_tee:20190403222218p:plain
cheat sheet

演習解答

{\fbox{1}\\
 ( 1 )\ \dfrac{1}{3} = 0.\dot{3}\\
( 2 )\ \dfrac{7}{110} = 0.0\dot{6}\dot{3}\\
( 3 )\ 0.\dot{2}\dot{5}\\
\begin{align}
\ x &= 0.2525...\ と置くと,\\
\ 100x &= 25.2525...\ なので,\\
\ 99x &= 25\\
\ x &= \dfrac{25}{99}\\
( 4 )\ 1.\dot{2}0\dot{4}\\
\ x &= 1.204204...\ と置くと,\\
\ 1000x &= 1204.204204...\ なので,\\
\ 999x &= 1203\\
\ x &= \dfrac{1203}{999}\\
\ &= \dfrac{401}{333}\\
\end{align} \\
}

{\fbox{2} \ \\
 ( 1 )\ \sqrt{18}\times\sqrt{40}\\
\ = 3\sqrt{2}\times2\sqrt{10}\\
\ = 6\sqrt{20}\\
\ = 12\sqrt{5}\\
( 2 )\ 5\sqrt{8}-\sqrt{98}+\sqrt{32}\\
\ =10\sqrt{2}-7\sqrt{2}+4\sqrt{2}\\
\ =7\sqrt{2}\\
( 3 )\ (2\sqrt{2}-\sqrt{3})(\sqrt{2}+2\sqrt{3})\\
\ = 4-6+4\sqrt{6}-\sqrt{6}\\
\ = 3\sqrt{6}-2\\
( 4 )\ (1+\sqrt{2}-\sqrt{3})^2\\
\ = 1+2+3+2\sqrt{2}-2\sqrt{3}-2\sqrt{6}\\
\ = 6+2\sqrt{2}-2\sqrt{3}-2\sqrt{6}\\
}

{\fbox{3} \\
 ( 1 )\ \dfrac{1}{2\sqrt{2}}\\
\ = \dfrac{1}{2\sqrt{2}}\times\dfrac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}\\
\ =\dfrac{\sqrt{2}}{4}\\
( 2 )\ \dfrac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}-\sqrt{2}}\\
\ =\dfrac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}-\sqrt{2}}\times\dfrac{\sqrt{5}+\sqrt{2}}{\sqrt{5}+\sqrt{2}}\\
\ =\dfrac{\sqrt{5}(\sqrt{5}-\sqrt{2})}{(\sqrt{5})^2-(\sqrt{2})^2}\\
\ = \dfrac{5-\sqrt{10}}{3}\\
( 3 )\ \dfrac{2+\sqrt{3}}{2-\sqrt{3}}\\
\ =\dfrac{2+\sqrt{3}}{2-\sqrt{3}}\times\dfrac{2+\sqrt{3}}{2+\sqrt{3}}\\
\ =\dfrac{(2+\sqrt{3})^2}{2^2-(\sqrt{3})^2}\\
\ =4+3+4\sqrt{3}\\
\ =7+4\sqrt{3}\\
( 4 )\ \dfrac{1}{3-\sqrt{2}+\sqrt{7}}\\
\ =\dfrac{1}{3-(\sqrt{2}-\sqrt{7})}\times\dfrac{3+(\sqrt{2}-\sqrt{7})}{3+(\sqrt{2}-\sqrt{7})}\\
\ =\dfrac{3+(\sqrt{2}-\sqrt{7})}{3^2-(\sqrt{2}-\sqrt{7})^2}\\
\ =\dfrac{3+(\sqrt{2}-\sqrt{7})}{9-(9-2\sqrt{14})}\\
\ =\dfrac{3+(\sqrt{2}-\sqrt{7})}{2\sqrt{14}}\times\dfrac{\sqrt{14}}{\sqrt{14}}\\
\ =\dfrac{3\sqrt{14} +2\sqrt{7} -7\sqrt{2}}{28}\\
}

{\fbox{4} \ \\
 ( 1 )\ \sqrt{6+2\sqrt{5}}\\
\ =\sqrt{5+1+2\sqrt{5}}\\
\ =\sqrt{(\sqrt{5}+1)^2}\\
\ =\sqrt{5}+1\\
( 2 )\ \sqrt{8-2\sqrt{12}}\\
\ =\sqrt{6+2 -2\sqrt{12}}\\
\ =\sqrt{(\sqrt{6}-\sqrt{2})^2}\\
\ =\sqrt{6}-\sqrt{2}\ (\because \sqrt{6}\gt \sqrt{2})\\
( 3 )\ \sqrt{6+\sqrt{32}}\\
\ = \sqrt{4+2+2\sqrt{8}}\\
\ =\sqrt{(2+\sqrt{2})^2}\\
\ =2+\sqrt{2}\\
( 4 )\ \sqrt{\dfrac{2-\sqrt{3}}{2+\sqrt{3}}}\\
\ =\sqrt{\dfrac{2-\sqrt{3}}{2+\sqrt{3}}\times\dfrac{2-\sqrt{3}}{2-\sqrt{3}}}\\
\ = \sqrt{\dfrac{(2-\sqrt{3})^2}{2^2-(\sqrt{3})^2}}\\
\ =2-\sqrt{3}\ (\because 2\gt \sqrt{3})\\
}

【演習1】因数分解

【演習第1回】因数分解


演習問題

{ \displaystyle \fbox{1} \ 因数分解しなさい。\\ ( 1 )\   x^2 y -4y^2 z -4 y^3 + x^2 z \\( 2 )\  x^4 + x^2 + 1 - 2xy - y^2 \\( 3 )\   xy + (x+1)(y+1)(xy+1) }

{ \displaystyle \fbox{2} \ 次の問いに答えなさい。\\ ( 1 )\   \sqrt{x^2} + \sqrt{x^2 - 2x + 1}\ の根号を外しなさい。 \\( 2 ) \ 6 -2\sqrt{2}\ の整数部を\ a,小数部を\ b\ とするとき,a^3 - (b^3 + \displaystyle \frac{1}{b^3})\ の値を求めよ。 }

動画はこちら

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解説

\fbox{1}
 ( 1 ) \ x^2 y -4y^2 z -4 y^3 + x^2 z\\\ =y(x^2-4y^2)+z(x^2-4y^2)\\\ =(y+z)(x+2y)(x-2y)\\
 ( 2 )\ x^4 + x^2 + 1  - 2xy - y^2\\\ =x^4 + 2x^2 + 1 -x^2 - 2xy - y^2\\\ =(x^2 + 1)^2 - (x + y)^2\\\ =(x^2+x+y+1)(x^2-x-y+1)\\
 ( 3 )\ xy + (x+1)(y+1)(xy+1)\\\ =xy + (xy + x + y + 1)(xy + 1)\\\ = x^2 y^2+x^2 y + xy^2+3xy+x+y+1\\\ =(y^2 + y)x^2 +(y^2 + 3y + 1)x + y + 1\\\ = y(y+1)x^2 + (y^2 + 3y + 1)x +(y+1)\\\ = (x(y+1) + 1)(xy + y + 1)\\\ = (xy + x + 1)(xy + y + 1)\\
  \fbox{別解}\\( 3 )\ xy + (x+1)(y+1)(xy+1)\\\ =xy + (xy + x + y + 1)(xy + 1)\\\ =(xy + 1)^2 +(x + y)(xy + 1) + xy\\\ =(xy + x + 1)(xy + y + 1)\\


\fbox{2}
 ( 1 )\ \sqrt{x^2} + \sqrt{x^2 - 2x + 1}\ の根号を外しなさい。


\sqrt{x^2} = |x| = \begin{cases} x &(x \geqq 0) \\ -x &(x\lt 0) \end{cases}\\
\sqrt{x^2 - 2x +1} = |x-1| = \begin{cases} x - 1 &(x \geqq 1) \\ -x + 1 &(x\lt 1) \end{cases}\\

\begin{cases}
\ x < 0のとき,\ &(-x) + (1-x) &= 1 - 2x \\
\ 0 \leqq x < 1 のとき,\  &x + (1 - x) &= 1 \\
\ x \geqq 1 のとき,\  &x + x-1 &=2x-1\\
\end{cases}


 ( 2 ) \ 6 -2\sqrt{2}\ の整数部を\ a,小数部を\ b\ とするとき,a^3 - (b^3 + \dfrac{1}{b^3})\ の値を求めよ。

\begin{array}
\ (2 \sqrt{2}) ^ 2 = 8 より,\\
2^2 \lt ({2 \sqrt{2})^2} \lt3^2 \ なので, \\
2\lt 2{\sqrt{2}} \lt 3 \\
3\lt 6-2{\sqrt{2}} \lt 4
\end{array}
これより,a = 3,b = 3-2{\sqrt{2}}\ である。
また,
\ \begin{array}
\ \dfrac{1}{b} &= \dfrac{1}{3-2\sqrt{2}} \\
&= \dfrac{1}{3-2\sqrt{2}}\times \dfrac{3+2\sqrt{2}}{3+2\sqrt{2}}\\
&= \dfrac{3+2\sqrt{2}}{3^2-(2\sqrt{2})^2}\\
&= 3+2\sqrt{2}\\
\end{array}

であるから,b + \dfrac{1}{b} = 6
\ ここで,
\begin{array}
\ (b + \dfrac{1}{b})^3 &= b^3 + 3b + \dfrac{3}{b} + \dfrac{1}{b^3}\ より,\\
b^3 + \dfrac{1}{b^3} &= (b + \dfrac{1}{b})^3 -3(b + \dfrac{1}{b}) \ なので,\\
\end{array}

$\begin{array}
\ a^3 - (b^3 + \dfrac{1}{b^3}) &= 3^3 - (6^3 - 3\times 6)\\
&= 27 - 180\\
&= -153
\end{array}$

【数学1】数と式--複雑な因数分解

複雑な因数分解

今回のテーマ

今回は,複雑な因数分解を扱いました.

  1. たすきがけを必要とする問題
  2. 最小次数の文字の式とみなす問題
  3. 複二次式

についての解説授業と問題です.

 

授業動画はこちらをご覧ください

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演習問題

{\fbox{1} \ 次の式を展開せよ。\\
 ( 1 )\ (x - 3y)^3\\
( 2 )\ (x +1)(x +2)(x+3)(x+4)\\
( 3 )\ (xy-z)(x^2y^2 +xyz + z^2)\\
( 4 )\ (x^3 + y^3)(x-y)(x^2+xy+y^2)
}


{\fbox{2} \ 次の式を因数分解せよ。\\
 ( 1 )\ 5x^2 - 17x + 6\\
( 2 )\ 6x^2 + x - 12\\
( 3 )\ 4x^2 + 16x + 15\\
( 4 )\ (a+b)^2 + 6c(a+b) + 9c^2\\
( 5 )\ 3ax^2 -24a^2x + 36a^3\\
( 6 )\ (x^2 + x)^2 -8(x^2+x) + 12\\
( 7 )\ x^2 - y^2 + 10y - 25\\
( 8 )\ x^4 + 2x^2 + 9\\
( 9 )\ x^2 + xy -2y^2 +2x +7y -3\\
( 10 )\ 2x^2 + xy - 6y^2 - 8x -9y + 6\\
}

演習解答

{\fbox{1} \ \\
 ( 1 )\ (x - 3y)^3\\\ =x^3 -9x^2y + 27xy^2 -27y^3\\
( 2 )\ (x +1)(x +2)(x+3)(x+4)\\
\ = (x^2+5x+4)(x^2+5x+6)\\
\ = (x^2+5x)^2 + 10(x^2+5x) + 24\\
\ = x^4 + 10x^3 +35x^2 + 50x + 24\\
( 3 )\ (xy-z)(x^2y^2 +xyz + z^2)\\\ =x^3y^3-z^3\\
( 4 )\ (x^3 + y^3)(x-y)(x^2+xy+y^2)\\
\ =(x^3+y^3)(x^3-y^3)\\
\ =x^6-y^6
}


{\fbox{2} \ 次の式を因数分解せよ。\\
 ( 1 )\ 5x^2 - 17x + 6\\\ =(x-3)(5x-2)\\
( 2 )\ 6x^2 + x - 12\\\ =(2x+3)(3x-4)\\
( 3 )\ 4x^2 + 16x + 15\\\ =(2x+3)(2x+5)\\
( 4 )\ (a+b)^2 + 6c(a+b) + 9c^2\\\ =(a+b+3c)^2\\
( 5 )\ 3ax^2 -24a^2x + 36a^3\\\ =3a(x-2a)(x-6a)\\
( 6 )\ (x^2 + x)^2 -8(x^2+x) + 12\\
\ =\{(x^2+x) -2\}\{(x^2+x) -6\}\\
\ =(x-2)(x-1)(x+2)(x+3)\\
( 7 )\ x^2 - y^2 + 10y - 25\\
\ =x^2 - (y-5)^2\\
\ =(x+y-5)(x-y+5)\\
( 8 )\ x^4 + 2x^2 + 9\\
\ =x^4 + 6x^2 + 9 -4x^2\\
\ =(x^2 +3)^2 - 4x^2\\
\ =(x^2+2x+3)(x^2-2x+3)\\
( 9 )\ x^2 + xy -2y^2 +2x +7y -3\\
\ =x^2 + (y+2)x -2y^2 +7y -3\\
\ =x^2 + (y+2)x -(2y -1)(y-3)\\
\ =\{x - (y -3)\}\{x+(2y-1)\}\\
\ =(x-y+3)(x+2y-1)\\
( 10 )\ 2x^2 + xy - 6y^2 - 8x -9y + 6\\
\ =2x^2+(y-8)x-6y^2-9y+6\\
\ =2x^2+(y-8)x-3(2y-1)(y+2)\\
\ =\{2x -3(y+2)\}\{x+(2y-1)\}\\
\ =(2x-3y-6)(x+2y-1)\\
}

【数学1】数と式--展開と因数分解

展開と因数分解

 

今回のテーマ

今回は数と式の導入と展開,因数分解の基本です.
内容は,

  1. 降べきの順
  2. 指数の計算
  3. 展開の基本
  4. 展開の工夫
  5. 因数分解の基本

です.

 

授業動画はこちらをご覧ください

youtu.be



演習問題

{\fbox{1} \ 次の式を【\ 】の文字について降べきの順に並べよ。\\
 ( 1 )\   2x^2 + 3xy - y^2 + 4x - 6y +12 【\ x\ 】 \\
( 2 )\  ab^3 + a^2b - 4b^2 + 3ab^3 -a^3 +4a^3 【\ a\ 】}
 

{\fbox{2} \ 次の計算をせよ。\\
 ( 1 )\   (-a^2)^3(-2a)^4(-a^3) \\
( 2 )\  4x^2y^3 \div (-6x^3y^2)
}


{\fbox{3} \ 次の式を展開せよ。\\
 ( 1 )\ (2a - b)(a + 2b)\\
( 2 )\ (x + 1)(x^2 -2x - 2)\\
( 3 )\ (x - 6)^2\\
( 4 )\ (2a + 3b)^2\\
( 5 )\ (x + y)(x - y)\\
( 6 )\ (2a + b)(2a - b)\\
( 7 )\ (a-2b)(a^2 + 2ab + 4b^2)\\
( 8 )\ (x - y - z)(x + y - z)
}


{\fbox{4} \ 次の式を因数分解せよ。\\
 ( 1 )\ 4a^2b - 2ab + 6a\\
( 2 )\ x^2 - 14x + 49\\
( 3 )\ 4a^2 - 9b^2\\
( 4 )\ x^2 + 7x + 12\\
}

 

CheatSheet

展開と因数分解
cheat_sheet_1

演習解答

{\fbox{1} \\
( 1 )\ 2x^2 + 3xy - y^2 + 4x - 6y +12 \\\ = 2x^2 + 3xy + 4x -y^2 -6y +12\\
( 2 )\  ab^3 + a^2b - 4b^2 + 3ab^3 -a^3 +4a^3\\\ = 3a^3 +a^2b + 4ab^3 - 4b^2
}


 {\fbox{2} \\
 ( 1 )\   (-a^2)^3(-2a)^4(-a^3) \\\ = 16a^{13}\\
( 2 )\  4x^2y^3 \div (-6x^3y^2)\\\ = -\dfrac{2y}{3x}
}


{\fbox{3} \ 次の式を展開せよ。\\
 ( 1 )\ (2a - b)(a + 2b)\\\ =2a^2 +3ab -2b^2\\
( 2 )\ (x + 1)(x^2 -2x - 2)\\\ = x^3 -x^2 -4x -2\\
( 3 )\ (x - 6)^2\\\ = x^2 -12x + 36\\
( 4 )\ (2a + 3b)^2\\\ = 4a^2 +12ab + 9b^2\\
( 5 )\ (x + y)(x - y)\\\ = x^2-y^2\\
( 6 )\ (2a + b)(2a - b)\\\ = 4a^2 -b^2\\
( 7 )\ (a-2b)(a^2 + 2ab + 4b^2)\\\ = a^3-8b^3\\
( 8 )\ (x - y - z)(x + y - z)\\
\ = \{(x-z)-y\}\{(x-z)+y\}\\
\ = (x-z)^2-y^2\\
\ = x^2 -2xz + z^2 -y^2\\ 
}


{\fbox{4} \ 次の式を因数分解せよ。\\
 ( 1 )\ 4a^2b - 2ab + 6a\\\ = 2a(2ab-b+3)\\
( 2 )\ x^2 - 14x + 49\\\ =(x-7)^2\\
( 3 )\ 4a^2 - 9b^2\\\ =(2a+3b)(2a-3b)\\
( 4 )\ x^2 + 7x + 12\\\ =(x+3)(x+4)
}