次の8つの式を展開せよ。 (1) $(x+2y+3)(x+2y-2)$ (2) $(2x+y-z)(2x-y+z)$ (3) $(a+2b)^2(a-2b)^2$ (4) $(3x-y)^2(3x+y)^2$ (5) $(a-b+c)^2$ (6) $(2x-y-2z)^2$ (7) $(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)$ (8) $(a-b)(a+b)(a^2+b^2)$

代数学式の展開多項式因数分解展開公式
2025/6/29

1. 問題の内容

次の8つの式を展開せよ。
(1) (x+2y+3)(x+2y2)(x+2y+3)(x+2y-2)
(2) (2x+yz)(2xy+z)(2x+y-z)(2x-y+z)
(3) (a+2b)2(a2b)2(a+2b)^2(a-2b)^2
(4) (3xy)2(3x+y)2(3x-y)^2(3x+y)^2
(5) (ab+c)2(a-b+c)^2
(6) (2xy2z)2(2x-y-2z)^2
(7) (x+1)(x+2)(x+3)(x+4)(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)
(8) (ab)(a+b)(a2+b2)(a-b)(a+b)(a^2+b^2)

2. 解き方の手順

(1) x+2y=Ax+2y=A とおくと、
(x+2y+3)(x+2y2)=(A+3)(A2)=A2+A6=(x+2y)2+(x+2y)6=x2+4xy+4y2+x+2y6(x+2y+3)(x+2y-2) = (A+3)(A-2) = A^2 + A - 6 = (x+2y)^2 + (x+2y) - 6 = x^2 + 4xy + 4y^2 + x + 2y - 6
(2) 2x=A,yz=B2x=A, y-z=B とおくと、
(2x+yz)(2xy+z)=(A+B)(AB)=A2B2=(2x)2(yz)2=4x2(y22yz+z2)=4x2y2+2yzz2(2x+y-z)(2x-y+z) = (A+B)(A-B) = A^2 - B^2 = (2x)^2 - (y-z)^2 = 4x^2 - (y^2 - 2yz + z^2) = 4x^2 - y^2 + 2yz - z^2
(3) (a+2b)2(a2b)2=[(a+2b)(a2b)]2=(a24b2)2=a48a2b2+16b4(a+2b)^2(a-2b)^2 = [(a+2b)(a-2b)]^2 = (a^2 - 4b^2)^2 = a^4 - 8a^2b^2 + 16b^4
(4) (3xy)2(3x+y)2=[(3xy)(3x+y)]2=(9x2y2)2=81x418x2y2+y4(3x-y)^2(3x+y)^2 = [(3x-y)(3x+y)]^2 = (9x^2 - y^2)^2 = 81x^4 - 18x^2y^2 + y^4
(5) (ab+c)2=(ab+c)(ab+c)=a(ab+c)b(ab+c)+c(ab+c)=a2ab+acba+b2bc+cacb+c2=a2+b2+c22ab2bc+2ca(a-b+c)^2 = (a-b+c)(a-b+c) = a(a-b+c) -b(a-b+c) + c(a-b+c) = a^2 -ab + ac -ba + b^2 -bc + ca - cb + c^2 = a^2 + b^2 + c^2 - 2ab - 2bc + 2ca
(6) (2xy2z)2=(2xy2z)(2xy2z)=2x(2xy2z)y(2xy2z)2z(2xy2z)=4x22xy4xz2xy+y2+2yz4xz+2yz+4z2=4x2+y2+4z24xy8xz+4yz(2x-y-2z)^2 = (2x-y-2z)(2x-y-2z) = 2x(2x-y-2z) -y(2x-y-2z) -2z(2x-y-2z) = 4x^2 - 2xy - 4xz - 2xy + y^2 + 2yz - 4xz + 2yz + 4z^2 = 4x^2 + y^2 + 4z^2 - 4xy - 8xz + 4yz
(7) (x+1)(x+2)(x+3)(x+4)=[(x+1)(x+4)][(x+2)(x+3)]=(x2+5x+4)(x2+5x+6)(x+1)(x+2)(x+3)(x+4) = [(x+1)(x+4)][(x+2)(x+3)] = (x^2 + 5x + 4)(x^2 + 5x + 6)
x2+5x=Ax^2 + 5x = A とおくと、
(A+4)(A+6)=A2+10A+24=(x2+5x)2+10(x2+5x)+24=x4+10x3+25x2+10x2+50x+24=x4+10x3+35x2+50x+24(A+4)(A+6) = A^2 + 10A + 24 = (x^2+5x)^2 + 10(x^2+5x) + 24 = x^4 + 10x^3 + 25x^2 + 10x^2 + 50x + 24 = x^4 + 10x^3 + 35x^2 + 50x + 24
(8) (ab)(a+b)(a2+b2)=(a2b2)(a2+b2)=a4b4(a-b)(a+b)(a^2+b^2) = (a^2 - b^2)(a^2+b^2) = a^4 - b^4

3. 最終的な答え

(1) x2+4xy+4y2+x+2y6x^2 + 4xy + 4y^2 + x + 2y - 6
(2) 4x2y2+2yzz24x^2 - y^2 + 2yz - z^2
(3) a48a2b2+16b4a^4 - 8a^2b^2 + 16b^4
(4) 81x418x2y2+y481x^4 - 18x^2y^2 + y^4
(5) a2+b2+c22ab2bc+2caa^2 + b^2 + c^2 - 2ab - 2bc + 2ca
(6) 4x2+y2+4z24xy8xz+4yz4x^2 + y^2 + 4z^2 - 4xy - 8xz + 4yz
(7) x4+10x3+35x2+50x+24x^4 + 10x^3 + 35x^2 + 50x + 24
(8) a4b4a^4 - b^4

「代数学」の関連問題

問題は2つあります。 * 問題8: 偶数と偶数の和が偶数になる理由を、文字式を使って説明する。 * 問題9: 等式 $7x + y = 4$ を、$y$ について解き、さらに $x$ について...

文字式方程式式の変形移項
2025/6/29

与えられた12個の単項式の計算問題を解く。

単項式計算
2025/6/29

等式 $7x + y = 4$ を、$y$ について解き、また、$x$ について解きなさい。

一次方程式式の変形解の公式
2025/6/29

$a=3$, $b=-\frac{1}{2}$ のとき、次の2つの式の値を求める問題です。 (1) $2a - 7b - a + 3b$ (2) $3(a - 2b) - (5a + 2b)$

式の計算代入一次式
2025/6/29

与えられた対数計算を実行し、その結果を求める問題です。式は次の通りです。 $\frac{1}{2}\log_{5}{3} + 3\log_{5}{\sqrt{2}} - \log_{5}{\sqrt{...

対数対数の性質計算
2025/6/29

与えられた数式を計算し、最も簡単な形で表現します。

式の計算分配法則同類項
2025/6/29

与えられた多項式の加法と減法を行う問題です。具体的には、 (1) $(3x+4y) + (2x-2y)$ (2) $(a-2b) - (-a-3b)$ (3) $7x + (3x-6y)$ (4) $...

多項式加法減法同類項
2025/6/29

与えられた2つの多項式について、足し算と引き算を行う問題です。具体的には、 (1) $3a+2b$ と $a-4b$ の足し算と、 $3a+2b$ から $a-4b$ を引く計算を行います。 (2) ...

多項式足し算引き算同類項
2025/6/29

与えられた6つの式について、同類項をまとめて式を簡略化してください。

式の簡略化同類項
2025/6/29

与えられた多項式が何次式であるかを判定する問題です。 (1) $ab+c-d$ (2) $x^2y-xy+1$

多項式次数文字式
2025/6/29