与えられた複数の式を展開する問題です。今回は、(1) $(x+2y+5)(x+2y-3)$ と (3) $(a+5b-3)(a-5b+3)$ の2つの式を展開します。

代数学展開多項式因数分解置換
2025/8/11

1. 問題の内容

与えられた複数の式を展開する問題です。今回は、(1) (x+2y+5)(x+2y3)(x+2y+5)(x+2y-3) と (3) (a+5b3)(a5b+3)(a+5b-3)(a-5b+3) の2つの式を展開します。

2. 解き方の手順

(1) (x+2y+5)(x+2y3)(x+2y+5)(x+2y-3) の展開:
x+2y=Ax+2y = A と置換します。すると、式は (A+5)(A3)(A+5)(A-3) となります。
これを展開すると、
A2+5A3A15=A2+2A15A^2 + 5A - 3A - 15 = A^2 + 2A - 15
ここで、A=x+2yA = x+2y を代入します。
(x+2y)2+2(x+2y)15=(x2+4xy+4y2)+(2x+4y)15(x+2y)^2 + 2(x+2y) - 15 = (x^2 + 4xy + 4y^2) + (2x + 4y) - 15
よって、x2+4xy+4y2+2x+4y15x^2 + 4xy + 4y^2 + 2x + 4y - 15
(3) (a+5b3)(a5b+3)(a+5b-3)(a-5b+3) の展開:
a=A,5b3=Ba = A, 5b-3 = B と置換します。すると、式は (A+B)(AB)(A+B)(A-B) となります。
これは A2B2A^2 - B^2 となります。
A2B2=a2(5b3)2A^2 - B^2 = a^2 - (5b-3)^2
(5b3)2=(5b)22(5b)(3)+32=25b230b+9(5b-3)^2 = (5b)^2 - 2(5b)(3) + 3^2 = 25b^2 - 30b + 9
よって、a2(25b230b+9)=a225b2+30b9a^2 - (25b^2 - 30b + 9) = a^2 - 25b^2 + 30b - 9

3. 最終的な答え

(1) x2+4xy+4y2+2x+4y15x^2 + 4xy + 4y^2 + 2x + 4y - 15
(3) a225b2+30b9a^2 - 25b^2 + 30b - 9

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