与えられた式を、公式を利用して展開する問題です。具体的には、以下の4つの式を展開します。 (1) $(x+2)(x^2-2x+4)$ (2) $(x-5)(x^2+5x+25)$ (3) $(x-1)(x^2+x+1)$ (4) $(x+6)(x^2-6x+36)$

代数学式の展開因数分解公式3乗の和3乗の差
2025/3/11

1. 問題の内容

与えられた式を、公式を利用して展開する問題です。具体的には、以下の4つの式を展開します。
(1) (x+2)(x22x+4)(x+2)(x^2-2x+4)
(2) (x5)(x2+5x+25)(x-5)(x^2+5x+25)
(3) (x1)(x2+x+1)(x-1)(x^2+x+1)
(4) (x+6)(x26x+36)(x+6)(x^2-6x+36)

2. 解き方の手順

これらの式は、以下の公式を利用して展開できます。
* (a+b)(a2ab+b2)=a3+b3(a+b)(a^2-ab+b^2) = a^3 + b^3
* (ab)(a2+ab+b2)=a3b3(a-b)(a^2+ab+b^2) = a^3 - b^3
(1) (x+2)(x22x+4)(x+2)(x^2-2x+4)
a=xa = x, b=2b = 2 と考えると、a2ab+b2=x22x+4a^2 - ab + b^2 = x^2 - 2x + 4 となり、上記の公式 (a+b)(a2ab+b2)=a3+b3(a+b)(a^2-ab+b^2) = a^3 + b^3 が使えます。
よって、(x+2)(x22x+4)=x3+23=x3+8(x+2)(x^2-2x+4) = x^3 + 2^3 = x^3 + 8
(2) (x5)(x2+5x+25)(x-5)(x^2+5x+25)
a=xa = x, b=5b = 5 と考えると、a2+ab+b2=x2+5x+25a^2 + ab + b^2 = x^2 + 5x + 25 となり、上記の公式 (ab)(a2+ab+b2)=a3b3(a-b)(a^2+ab+b^2) = a^3 - b^3 が使えます。
よって、(x5)(x2+5x+25)=x353=x3125(x-5)(x^2+5x+25) = x^3 - 5^3 = x^3 - 125
(3) (x1)(x2+x+1)(x-1)(x^2+x+1)
a=xa = x, b=1b = 1 と考えると、a2+ab+b2=x2+x+1a^2 + ab + b^2 = x^2 + x + 1 となり、上記の公式 (ab)(a2+ab+b2)=a3b3(a-b)(a^2+ab+b^2) = a^3 - b^3 が使えます。
よって、(x1)(x2+x+1)=x313=x31(x-1)(x^2+x+1) = x^3 - 1^3 = x^3 - 1
(4) (x+6)(x26x+36)(x+6)(x^2-6x+36)
a=xa = x, b=6b = 6 と考えると、a2ab+b2=x26x+36a^2 - ab + b^2 = x^2 - 6x + 36 となり、上記の公式 (a+b)(a2ab+b2)=a3+b3(a+b)(a^2-ab+b^2) = a^3 + b^3 が使えます。
よって、(x+6)(x26x+36)=x3+63=x3+216(x+6)(x^2-6x+36) = x^3 + 6^3 = x^3 + 216

3. 最終的な答え

(1) x3+8x^3 + 8
(2) x3125x^3 - 125
(3) x31x^3 - 1
(4) x3+216x^3 + 216

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