与えられた式 $(ac+bd)^2 - (ad+bc)^2$ を因数分解します。

代数学因数分解式の展開代数
2025/4/24

1. 問題の内容

与えられた式 (ac+bd)2(ad+bc)2(ac+bd)^2 - (ad+bc)^2 を因数分解します。

2. 解き方の手順

この式は A2B2A^2 - B^2 の形をしているので、A2B2=(A+B)(AB)A^2 - B^2 = (A+B)(A-B) を利用して因数分解します。
ここで、A=ac+bdA = ac+bdB=ad+bcB = ad+bc です。
まず、A+BA+B を計算します。
A+B=(ac+bd)+(ad+bc)=ac+bd+ad+bcA+B = (ac+bd) + (ad+bc) = ac + bd + ad + bc
これを並び替えて、ac+bc+ad+bdac+bc+ad+bd とします。
共通因数でくくると、c(a+b)+d(a+b)=(a+b)(c+d)c(a+b) + d(a+b) = (a+b)(c+d) となります。
したがって、
A+B=(a+b)(c+d)A+B = (a+b)(c+d)
次に、ABA-B を計算します。
AB=(ac+bd)(ad+bc)=ac+bdadbcA-B = (ac+bd) - (ad+bc) = ac + bd - ad - bc
これを並び替えて、acbcad+bdac-bc-ad+bd とします。
共通因数でくくると、c(ab)d(ab)=(ab)(cd)c(a-b) - d(a-b) = (a-b)(c-d) となります。
したがって、
AB=(ab)(cd)A-B = (a-b)(c-d)
最後に、A2B2=(A+B)(AB)A^2-B^2 = (A+B)(A-B) に代入します。
(ac+bd)2(ad+bc)2=(a+b)(c+d)(ab)(cd)(ac+bd)^2 - (ad+bc)^2 = (a+b)(c+d)(a-b)(c-d)
=(a+b)(ab)(c+d)(cd)= (a+b)(a-b)(c+d)(c-d)

3. 最終的な答え

(a+b)(ab)(c+d)(cd)(a+b)(a-b)(c+d)(c-d)

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