与えられた4つの式を展開する問題です。 (1) $(xy+2)^2$ (2) $(3ab-7)^2$ (3) $(3xy-2)(3xy+2)$ (4) $(4a-bc)(4a+bc)$

代数学展開式の展開公式多項式
2025/4/20

1. 問題の内容

与えられた4つの式を展開する問題です。
(1) (xy+2)2(xy+2)^2
(2) (3ab7)2(3ab-7)^2
(3) (3xy2)(3xy+2)(3xy-2)(3xy+2)
(4) (4abc)(4a+bc)(4a-bc)(4a+bc)

2. 解き方の手順

(1) (xy+2)2(xy+2)^2
2乗の展開公式 (a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 を使います。
a=xya = xy, b=2b = 2 とすると、
(xy+2)2=(xy)2+2(xy)(2)+22(xy+2)^2 = (xy)^2 + 2(xy)(2) + 2^2
(xy)2=x2y2(xy)^2 = x^2y^2
2(xy)(2)=4xy2(xy)(2) = 4xy
22=42^2 = 4
よって、
(xy+2)2=x2y2+4xy+4(xy+2)^2 = x^2y^2 + 4xy + 4
(2) (3ab7)2(3ab-7)^2
2乗の展開公式 (ab)2=a22ab+b2(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 を使います。
a=3aba = 3ab, b=7b = 7 とすると、
(3ab7)2=(3ab)22(3ab)(7)+72(3ab-7)^2 = (3ab)^2 - 2(3ab)(7) + 7^2
(3ab)2=9a2b2(3ab)^2 = 9a^2b^2
2(3ab)(7)=42ab2(3ab)(7) = 42ab
72=497^2 = 49
よって、
(3ab7)2=9a2b242ab+49(3ab-7)^2 = 9a^2b^2 - 42ab + 49
(3) (3xy2)(3xy+2)(3xy-2)(3xy+2)
和と差の積の公式 (ab)(a+b)=a2b2(a-b)(a+b) = a^2 - b^2 を使います。
a=3xya = 3xy, b=2b = 2 とすると、
(3xy2)(3xy+2)=(3xy)222(3xy-2)(3xy+2) = (3xy)^2 - 2^2
(3xy)2=9x2y2(3xy)^2 = 9x^2y^2
22=42^2 = 4
よって、
(3xy2)(3xy+2)=9x2y24(3xy-2)(3xy+2) = 9x^2y^2 - 4
(4) (4abc)(4a+bc)(4a-bc)(4a+bc)
和と差の積の公式 (ab)(a+b)=a2b2(a-b)(a+b) = a^2 - b^2 を使います。
a=4aa = 4a, b=bcb = bc とすると、
(4abc)(4a+bc)=(4a)2(bc)2(4a-bc)(4a+bc) = (4a)^2 - (bc)^2
(4a)2=16a2(4a)^2 = 16a^2
(bc)2=b2c2(bc)^2 = b^2c^2
よって、
(4abc)(4a+bc)=16a2b2c2(4a-bc)(4a+bc) = 16a^2 - b^2c^2

3. 最終的な答え

(1) x2y2+4xy+4x^2y^2 + 4xy + 4
(2) 9a2b242ab+499a^2b^2 - 42ab + 49
(3) 9x2y249x^2y^2 - 4
(4) 16a2b2c216a^2 - b^2c^2

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