与えられた5つの式を展開する問題です。 (1) $(2x+1)^2$ (2) $(3x-2y)^2$ (3) $(2x-3y)(3y+2x)$ (4) $(x-4)(x+2)$ (5) $(4x-7)(2x+5)$

代数学展開多項式式の計算
2025/8/13

1. 問題の内容

与えられた5つの式を展開する問題です。
(1) (2x+1)2(2x+1)^2
(2) (3x2y)2(3x-2y)^2
(3) (2x3y)(3y+2x)(2x-3y)(3y+2x)
(4) (x4)(x+2)(x-4)(x+2)
(5) (4x7)(2x+5)(4x-7)(2x+5)

2. 解き方の手順

各問題について、以下の手順で展開します。
(1) (2x+1)2(2x+1)^2
二乗の公式 (a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 を利用します。
a=2xa = 2x, b=1b = 1 なので、
(2x+1)2=(2x)2+2(2x)(1)+(1)2(2x+1)^2 = (2x)^2 + 2(2x)(1) + (1)^2
=4x2+4x+1= 4x^2 + 4x + 1
(2) (3x2y)2(3x-2y)^2
二乗の公式 (ab)2=a22ab+b2(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 を利用します。
a=3xa = 3x, b=2yb = 2y なので、
(3x2y)2=(3x)22(3x)(2y)+(2y)2(3x-2y)^2 = (3x)^2 - 2(3x)(2y) + (2y)^2
=9x212xy+4y2= 9x^2 - 12xy + 4y^2
(3) (2x3y)(3y+2x)(2x-3y)(3y+2x)
(2x3y)(2x+3y)(2x-3y)(2x+3y) と書き換えることができます。
和と差の積の公式 (ab)(a+b)=a2b2(a-b)(a+b) = a^2 - b^2 を利用します。
a=2xa = 2x, b=3yb = 3y なので、
(2x3y)(2x+3y)=(2x)2(3y)2(2x-3y)(2x+3y) = (2x)^2 - (3y)^2
=4x29y2= 4x^2 - 9y^2
(4) (x4)(x+2)(x-4)(x+2)
展開します。
(x4)(x+2)=x(x+2)4(x+2)(x-4)(x+2) = x(x+2) - 4(x+2)
=x2+2x4x8= x^2 + 2x - 4x - 8
=x22x8= x^2 - 2x - 8
(5) (4x7)(2x+5)(4x-7)(2x+5)
展開します。
(4x7)(2x+5)=4x(2x+5)7(2x+5)(4x-7)(2x+5) = 4x(2x+5) - 7(2x+5)
=8x2+20x14x35= 8x^2 + 20x - 14x - 35
=8x2+6x35= 8x^2 + 6x - 35

3. 最終的な答え

(1) 4x2+4x+14x^2 + 4x + 1
(2) 9x212xy+4y29x^2 - 12xy + 4y^2
(3) 4x29y24x^2 - 9y^2
(4) x22x8x^2 - 2x - 8
(5) 8x2+6x358x^2 + 6x - 35

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