与えられた式 $(3a+b)^2 (3a-b)^2 (9a^2+b^2)^2$ を展開し、指定された形式 オカキク $a^8$ - ケコサ $a^4b^4$ + $b^8$ になるように、オカキクとケコサに当てはまる数字を求める問題です。

代数学式の展開因数分解多項式
2025/8/8

1. 問題の内容

与えられた式 (3a+b)2(3ab)2(9a2+b2)2(3a+b)^2 (3a-b)^2 (9a^2+b^2)^2 を展開し、指定された形式 オカキク a8a^8 - ケコサ a4b4a^4b^4 + b8b^8 になるように、オカキクとケコサに当てはまる数字を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、(3a+b)2(3ab)2(3a+b)^2 (3a-b)^2 を計算します。
これは、(3a+b)(3ab)=(9a2b2)(3a+b)(3a-b) = (9a^2 - b^2) を2乗したものであることに気づきます。
したがって、
(3a+b)2(3ab)2=((3a+b)(3ab))2=(9a2b2)2(3a+b)^2 (3a-b)^2 = ((3a+b)(3a-b))^2 = (9a^2 - b^2)^2
=(9a2)22(9a2)(b2)+(b2)2=81a418a2b2+b4= (9a^2)^2 - 2(9a^2)(b^2) + (b^2)^2 = 81a^4 - 18a^2b^2 + b^4
次に、この結果に (9a2+b2)2(9a^2+b^2)^2 を掛けます。
(9a2+b2)2=(9a2)2+2(9a2)(b2)+(b2)2=81a4+18a2b2+b4(9a^2+b^2)^2 = (9a^2)^2 + 2(9a^2)(b^2) + (b^2)^2 = 81a^4 + 18a^2b^2 + b^4
したがって、
(81a418a2b2+b4)(81a4+18a2b2+b4)(81a^4 - 18a^2b^2 + b^4)(81a^4 + 18a^2b^2 + b^4)
=(81a4+b418a2b2)(81a4+b4+18a2b2)= (81a^4 + b^4 - 18a^2b^2)(81a^4 + b^4 + 18a^2b^2)
ここで、A = (81a4+b4)(81a^4 + b^4) とすると、(A18a2b2)(A+18a2b2)=A2(18a2b2)2(A - 18a^2b^2)(A + 18a^2b^2) = A^2 - (18a^2b^2)^2 となります。
したがって、
(81a4+b4)2(18a2b2)2=(81a4)2+2(81a4)(b4)+(b4)2324a4b4(81a^4 + b^4)^2 - (18a^2b^2)^2 = (81a^4)^2 + 2(81a^4)(b^4) + (b^4)^2 - 324a^4b^4
=6561a8+162a4b4+b8324a4b4= 6561a^8 + 162a^4b^4 + b^8 - 324a^4b^4
=6561a8162a4b4+b8= 6561a^8 - 162a^4b^4 + b^8
よって、与えられた式を展開すると、
6561a8162a4b4+b86561a^8 - 162a^4b^4 + b^8 となります。
問題文にある形式と比較すると、オカキク = 6561、ケコサ = 162 となります。

3. 最終的な答え

オカキク = 6561
ケコサ = 162

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