中3 数学:二次方程式の解き方の選択の練習問題

因数分解・平方の形・解の公式を式の形と結び付け、自分の解法と検算を残します。準備14問と、選ぶ理由・変形・全ての解を書く主課題10題です。

中3で学ぶ内容の復習と講師の教材準備向けです。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。

学習用の練習の使い方

学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。

解説を読む

二次方程式には、因数分解して積が0になる条件を使う方法、平方の形へ直して平方根の考えを使う方法、解の公式を使う方法があります。式が既に平方か、共通因数や整数の因数が見付かるか、平方の形へ直しやすいかを見ます。使える方法は一つとは限りません。方法名だけでなく、選んだ理由と実際の式、全ての解、元の等式での検算を残します。

必要な予備知識

087の因数分解による二次方程式、等式の変形、展開、平方根と根号の計算。正負の二つの平方根と根号の一つの値を分けます。自分の過程を紙や既存の授業用ボードへ書き、講師が手動確認します。

  1. まず元の等式と求めるものを確かめます。積が0になる条件や解の公式を使うときは、全ての項を一方へ移して反対側を0にします。
  2. 一次式の積に直せるときはAB=0からA=0またはB=0へ分けます。共通因数がxなら0の解を残し、0でないと決まっていない未知数では割りません。
  3. 既に(x+p)²=kの形なら、kが正のときx+p=±√kとします。k=0では二つの符号から同じ値を得るので、異なる値は一つです。
  4. x²+2px=qでは、両辺へ同じp²を加えて(x+p)²=q+p²へ直せます。左辺だけへ加えず、移項した定数と加えた数を区別します。
  5. 0でない定数で両辺を割り、x²の係数を1にしてから因数分解や平方の形を使うこともできます。x²の係数が1でないというだけで、公式しか使えないとは限りません。
  6. ax²+bx+c=0、a≠0で、この教材の実数解を持つ式の解の公式はx=(−b±√(b²−4ac))/(2a)です。符号を含むa,b,c、−b、根号の中の全体、分母2aを対応させます。
  7. 数字の式を平方の形で解く過程と、同じ式の係数を公式へ入れた過程を照らします。方法が違っても、同値な変形なら全ての解は一致します。理由を伴う正しい別法も認めます。
  8. 求めた全ての値を、問われた元の等式の両辺へ代入して確かめます。根号がある場合も正確な式で計算し、小数の近似で等しいと決めません。検算に加え、全ての場合を得た同値変形も残します。

解き方の例

x²−9x+14=0では、積14・和−9の−2と−7から(x−2)⁠(x−7)=0を選べます。x=2,7。元の左辺は4−18+14=0、49−63+14=0です。公式を正しく用いる別法でも同じ二値になります。

x²−6x+1=0ではx²−6x=−1の両辺へ9を加えて(x−3)²=8、x=3±2√2です。公式でも(6±√32)/2=3±2√2。元の左辺は各符号で(17±12√2)−(18±12√2)+1=0となります。平方の形を作る数9と、公式の係数a=1,b=−6,c=1の対応を見ます。

よくある間違い

  • 方法名や「係数が大きい」だけを理由にし、実際には解かない。
  • 平方の形を作る数を左辺だけに加える。
  • x²の係数が1でなければ因数分解や平方の形を使えないと決める。
  • 公式でbの負号、根号の範囲、分母2aのどれかを落とす。
  • 未知数で割って0の解を失う。
  • 平方が0のときも異なる二つの値を無理に書く。
  • 一方の根だけを確かめたり、近似の一致を正確な等式にしたりする。

考え方を説明する

準備14問の値・選択は足場です。主課題は生徒の式の形と選ぶ理由、条件を保つ変形、全ての実数解と元の式への全ての代入を手動確認します。T1は整数の因数、T2は既に平方の式、T3は偶数係数の平方の形、T4は0でない定数での整理、T5は公式の係数と根号・分母、T6は二方法の対応、T7は0を失う操作の修正、T8は一致する二値、T9は両辺へ加える数、T10は生徒の具体的な式の作成です。指定した比較や修正を示す正しい別法、解の順序、同値な表し方も認めます。方法名や値だけ、一般的な手順だけでは生徒の過程の完了にしません。

生徒の理由・変形・検算は紙や既存の授業用ボードへ書き、講師が手動確認します。新しい式や根号の解集合を自動採点する機能ではありません。一般的な判別式の分類や複素数を要件にせず、実際の生徒の成果や試験の出題頻度も主張しません。

練習する

準備は式の形・係数・解の値を確かめる足場です。主課題では選んだ理由、実際の変形、全ての実数解、元の式での検算を書きます。紙や既存の授業用ボードで講師が手動確認します。選択や値の入力だけで解法の説明を完了にはしません。

入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。

練習問題と解答

  1. (x−7)²=20で、平方根の考えから得られる式はどれですか。

    • x−7=√20だけ
    • x−7=±√20
    • x=±√20
    • x−7=±20
    答えと解説

    x−7=±√20

    平方して20になる数は√20と−√20です。まずx−7の二つの場合を示します。

  2. x²−16x+64=13を(x−h)²=13と表すとき、hはいくつですか。

    答えと解説

    8

    (x−8)²=x²−16x+64なのでh=8です。

  3. x²+10x−8=0を平方の形に直すと(x+5)²=kです。kを答えてください。

    答えと解説

    33

    x²+10x=8の両辺へ25を加えるので、k=8+25=33です。

  4. x²−14x+9=0を平方の形に直すと(x−7)²=kです。kを答えてください。

    答えと解説

    40

    x²−14x=−9の両辺へ49を加えるので、k=−9+49=40です。

  5. 3x²−18x+12=0を両辺3で割り、平方の形に直すと(x−3)²=kです。kを答えてください。

    答えと解説

    5

    x²−6x+4=0よりx²−6x=−4、両辺へ9を加えてk=5です。

  6. x²−11x+24=0の二つの解を、小さい順に答えてください。

    答えと解説

    小さい方の解 = 3 / 大きい方の解 = 8

    (x−3)⁠(x−8)=0よりx=3,8です。

  7. 2x²+5x−3=0でa=2,b=5,c=−3です。公式の根号の中b²−4acの値を答えてください。

    答えと解説

    49

    5²−4×2×(−3)=25+24=49です。

  8. 2x²+5x−3=0の二つの解を、小さい順に答えてください。

    答えと解説

    小さい方の解 = −3 / 大きい方の解 = 0.5

    x=(−5±√49)/4=(−5±7)/4より−3と1/2です。

  9. x²+8x+16=0の解を答えてください。

    答えと解説

    −4

    (x+4)²=0からx=−4一つです。異なる二値にはなりません。

  10. x²−7x=0で、0の解を失わずに全ての解へ進む式はどれですか。

    • xで割ってx=7だけ
    • x(x−7)=0からx=0またはx=7
    • x²=7なのでx=±√7
    • x−7=0かつx=0なので解なし
    答えと解説

    x(x−7)=0からx=0またはx=7

    xが0でないとは決まっていません。積の0となる二つの場合を残します。

  11. x²+2x−14=0を平方の形で解いた全ての解はどれですか。

    • x=1±√15
    • x=−1+√15だけ
    • x=−1±√15
    • x=−1±√14
    答えと解説

    x=−1±√15

    (x+1)²=15よりx+1=±√15、x=−1±√15です。

  12. 「x²の係数が1でなければ公式しか使えない」という主張を、6x²−30x+36=0で確かめた正しい説明はどれですか。

    • 両辺6で割ってx²−5x+6=0、(x−2)⁠(x−3)=0にも直せる
    • 両辺xで割れば必ず全ての解が残る
    • x²の係数6を理由に因数分解は使えない
    • 6を消すため定数36だけを6で割る
    答えと解説

    両辺6で割ってx²−5x+6=0、(x−2)⁠(x−3)=0にも直せる

    0でない6で両辺を割れます。x²の係数が1でなくても、ここでは因数分解を使えます。

  13. 4x²−4x−3=0に解の公式を使うとき、分母2aの値はいくつですか。

    答えと解説

    8

    a=4なので2a=8です。b=−4やc=−3を分母へ使いません。

  14. 元の式x²+2x−14=0の左辺へx=−1+√15を代入し、正確に整理した値を答えてください。

    答えと解説

    0

    (−1+√15)²+2(−1+√15)−14=16−2√15−2+2√15−14=0です。

考え方を説明する

x²−13x+40=0の形を見て、因数分解を使う理由を書き、実際に解いてください。和と積、各場合、全ての解を示し、元の式へ全ての値を代入します。他の解がない根拠も書きます。

答えと解説

積40・和−13の−5と−8を見付けられるので(x−5)⁠(x−8)=0。x−5=0またはx−8=0よりx=5,8。元の左辺は25−65+40=0、64−104+40=0。全ての0となる場合を同値に分けたので他の解はない。

生徒の形と理由、和と積、二因数・全ての場合、両検算を見る。理由と因数との対応を示す正しい別法も認める。

(x−4)²=18の形を見て、平方根の考えを使う理由を書き、実際に解いてください。正負の各場合と全ての解を示し、元の左右両辺へ各値を代入して確かめます。

答えと解説

既に一つの式の平方が18という形なのでx−4=±√18=±3√2。x=4+3√2,4−3√2。元の左辺はそれぞれ(3√2)²=18と(−3√2)²=18で、右辺18と一致。正負の全ての場合を得た。

生徒の既に平方であるという理由、両方の符号、根号の整理、元の両検算と全ての場合を見ます。

x²+12x−5=0を平方の形へ直す方法で解いてください。この形で使う理由、両辺へ加える数、変形の全ての式、全ての解を書きます。元の式へ二つの解を正確に代入して確かめてください。

答えと解説

xの係数12の半分6を使って平方を作れる。x²+12x=5の両辺へ36を加えて(x+6)²=41、x+6=±√41からx=−6±√41。+の場合は(77−12√41)+(−72+12√41)−5=0、−の場合は(77+12√41)+(−72−12√41)−5=0。

生徒の12と6と36の対応、両辺への加算、全ての±の場合、元の式での二つの正確な検算を見ます。

5x²−30x+20=0について、ある人は「x²の係数が1でないので公式以外は使えない」と言いました。0でない定数で整理して平方の形を使い、この主張を修正してください。全ての解と、元の式への全ての代入を書きます。

答えと解説

0でない5で両辺を割るとx²−6x+4=0。x²−6x=−4の両辺へ9を加えて(x−3)²=5、x=3±√5。+で5(14+6√5)−30(3+√5)+20=70+30√5−90−30√5+20=0。−で70−30√5−90+30√5+20=0。係数が1でなくても整理して平方の形を使える。固定の5で割ることと未知数で割ることは違う。

生徒の0でない定数、正しい平方の形、全ての根と元の係数5を残す両検算、主張の修正を見ます。

3x²−4x−2=0を解の公式で解いてください。この方法を選ぶ理由と、符号を含むa,b,c、−b、根号の中、分母2aを示します。根号と分数を整理し、元の式へ全ての解を実際に代入してください。

答えと解説

整数の因数を探し続けず、三係数から式を作れる公式を選ぶ。a=3,b=−4,c=−2、−b=4、b²−4ac=16+24=40、2a=6。x=(4±√40)/6=(2±√10)/3。+で3x²−4x−2=(14+4√10)/3−(8+4√10)/3−2=0。−でも(14−4√10)/3−(8−4√10)/3−2=0。両方の符号を用いた。

生徒の選ぶ理由、符号付き係数・根号・分母と整理、元の式の両代入を見る。公式しか使えないという説明にはしない。

x²−8x+7=0を、因数分解と平方の形の二方法で実際に解いて比較してください。それぞれ何に着目したか、全ての解がどう対応するかを書きます。元の式へ全ての値を代入し、自分ならどちらを選ぶか理由も述べます。

答えと解説

積7・和−8から(x−1)⁠(x−7)=0でx=1,7。平方の形ではx²−8x=−7の両辺へ16を加えて(x−4)²=9、x=4±3=1,7。元の左辺は1−8+7=0、49−56+7=0。作例では整数の因数が見付かるので因数分解を選ぶが、平方の形を選ぶ理由も認める。

生徒の二つの実際の過程、因数と半分−4の着目点、両方法の二値の対応、両検算と自分の理由を見ます。

ある人はx²=6xで両辺をxで割り「x=6だけ」としました。方法を選ぶときの条件を説明し、0を失わない方法で全ての解を求めて主張を直します。元の左右両辺へ各値を代入してください。

答えと解説

xで割るにはx≠0が必要だが、元の式では0で左0・右0と成り立つ。右辺を0にしてx(x−6)=0とする方法ならx=0または6が残る。検算は0で0=0、6で36=6×6=36。「6だけ」を0と6へ修正する。

生徒の割る条件と元の0の成立、形と選ぶ理由、全ての分岐、左右両辺の両検算と修正を見ます。

2x²+20x+50=0を、自分が形に合うと考える方法で実際に解いてください。理由と変形を書き、異なる解の値がいくつあるか説明します。解の公式の±を使っても同じ値になることと、元の式への代入も確かめます。

答えと解説

0でない2で割るとx²+10x+25=(x+5)²=0となるため平方の形を選ぶ。x=−5一つ。公式でもa=2,b=20,c=50から根号の中400−400=0、x=(−20±0)/4=−5で二つの符号の値が一致。元の左辺は2×25+20×(−5)+50=50−100+50=0。

生徒の理由と実際の選択方法、同じ値一つ、公式の根号0と分母4、元の検算を見る。二次だから二つの異なる値が必要とはしない。

x²+4x=12について、ある人は「左辺を平方にして(x+2)²=12、x=−2±√12」としました。誤りと条件を説明して直し、形に合う方法で全ての解を求めます。元の左右両辺へ各値を実際に代入してください。

答えと解説

左辺を平方にするには4を加えているので右辺にも4を加える。(x+2)²=16からx+2=±4、x=2,−6。元の左辺は2で4+8=12、−6で36−24=12となり右辺12と一致。別法x²+4x−12=(x+6)⁠(x−2)=0でも同じ二値。

生徒の片辺だけの加算の修正、両辺+4、全ての解と元の左右の両検算を見ます。別法でも誤りの修正自体は必要。

2以上6以下の整数pと、2,3,5,6,7から一つの数kを選びます。x²+2px+(p²−k)=0を自分の数で具体的に作り、式の形から方法を選ぶ理由を書いて実際に解いてください。全ての解を元の具体式へ代入します。一般式だけではなく、自分の数と計算を残します。

答えと解説

作例p=4,k=6ならx²+8x+10=0。係数8の半分4を使い平方を作れるのでx²+8x=−10の両辺へ16を加え、(x+4)²=6、x=−4±√6。+で(22−8√6)+(−32+8√6)+10=0、−で(22+8√6)+(−32−8√6)+10=0。条件内の別のp,kと正しい方法・全ての解・両検算も認める。

生徒の範囲内のp,k、数を入れた具体式、形と理由、実際の変形と全ての値、元の具体式の両検算を見る。一般の手順だけを写して完了にはしない。

ワークシート

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教育課程の出典

日本の学習指導要領

中3A(3)ア(イ)(ウ)・イ(ア)、内容の取扱い(2)(3)、冊子139–142/PDF143–146を踏まえた独自課題です。平方の形に直す例はxの係数が偶数の場合を中心とし、数字の式で平方の形と公式の対応も見ます。「中心」は奇数の一律禁止ではありません。実数の解を持つ式だけを扱い、例題の数値や問題の並びは写しません。場面からの立式089、場面で解を吟味する090は別教材です。 · 2026-11-03

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