与えられた式 $(2x^2 + 3x - 4)(2x^2 - 3x + 4)$ を展開し、簡略化します。

代数学式の展開多項式因数分解
2025/7/21

1. 問題の内容

与えられた式 (2x2+3x4)(2x23x+4)(2x^2 + 3x - 4)(2x^2 - 3x + 4) を展開し、簡略化します。

2. 解き方の手順

与えられた式を (A+B)(AB)(A + B)(A - B) の形に変形することを考えます。
ここで、A=2x24A = 2x^2 - 4B=3xB = 3x とおくと、与えられた式は (2x24+3x)(2x243x)=(A+B)(AB)(2x^2 - 4 + 3x)(2x^2 - 4 - 3x) = (A + B)(A - B) となります。
(A+B)(AB)=A2B2(A + B)(A - B) = A^2 - B^2 の公式を利用して展開します。
まず、A2A^2 を計算します。
A2=(2x24)2=(2x2)22(2x2)(4)+(4)2=4x416x2+16A^2 = (2x^2 - 4)^2 = (2x^2)^2 - 2(2x^2)(4) + (-4)^2 = 4x^4 - 16x^2 + 16
次に、B2B^2 を計算します。
B2=(3x)2=9x2B^2 = (3x)^2 = 9x^2
したがって、元の式は
(2x24+3x)(2x243x)=(2x24)2(3x)2=4x416x2+169x2(2x^2 - 4 + 3x)(2x^2 - 4 - 3x) = (2x^2 - 4)^2 - (3x)^2 = 4x^4 - 16x^2 + 16 - 9x^2
最後に、同類項をまとめます。
4x416x2+169x2=4x4(16x2+9x2)+16=4x425x2+164x^4 - 16x^2 + 16 - 9x^2 = 4x^4 - (16x^2 + 9x^2) + 16 = 4x^4 - 25x^2 + 16

3. 最終的な答え

4x425x2+164x^4 - 25x^2 + 16

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