与えられた式 $ab(a-b) + bc(b-c) + ca(c-a)$ を因数分解してください。

1. 問題の内容

与えられた式 $ab(a-b) + bc(b-c) + ca(c-a)$ を因数分解してください。

2. 解き方の手順

与えられた式を展開し、整理します。

$ab(a-b) + bc(b-c) + ca(c-a) = a^2b - ab^2 + b^2c - bc^2 + c^2a - ca^2$

式を $a$ について整理します。

$a^2b - ab^2 + b^2c - bc^2 + c^2a - ca^2 = (b-c)a^2 + (c^2 - b^2)a + (b^2c - bc^2)$

$a$ についての式を因数分解します。

$(b-c)a^2 + (c^2 - b^2)a + (b^2c - bc^2) = (b-c)a^2 - (b^2 - c^2)a + bc(b-c)$

共通因数 $(b-c)$ でくくります。

$(b-c)a^2 - (b^2 - c^2)a + bc(b-c) = (b-c)[a^2 - (b+c)a + bc]$

かっこの中を因数分解します。

$(b-c)[a^2 - (b+c)a + bc] = (b-c)(a-b)(a-c)$

符号を調整して、順番を入れ替えます。

$(b-c)(a-b)(a-c) = -(a-b)(b-c)(c-a)$

$(b-c)(a-b)(a-c) = (a-b)(b-c)(-1)(a-c)$

$(a-b)(b-c)(c-a)$

3. 最終的な答え

$(a-b)(b-c)(c-a)$