問題は、$(x-y)^3 + (y-z)^3$ を計算(または簡略化)することです。

代数学因数分解式の展開多項式
2025/4/27

1. 問題の内容

問題は、(xy)3+(yz)3(x-y)^3 + (y-z)^3 を計算(または簡略化)することです。

2. 解き方の手順

まず、a3+b3a^3 + b^3 の因数分解の公式を思い出します。
a3+b3=(a+b)(a2ab+b2)a^3 + b^3 = (a+b)(a^2 - ab + b^2)
この公式を適用すると、a=(xy)a = (x-y)b=(yz)b = (y-z) となります。
a+b=(xy)+(yz)=xza+b = (x-y) + (y-z) = x-z
次に、a2a^2, abab, b2b^2 を計算します。
a2=(xy)2=x22xy+y2a^2 = (x-y)^2 = x^2 - 2xy + y^2
b2=(yz)2=y22yz+z2b^2 = (y-z)^2 = y^2 - 2yz + z^2
ab=(xy)(yz)=xyxzy2+yzab = (x-y)(y-z) = xy - xz - y^2 + yz
したがって、a2ab+b2a^2 - ab + b^2 は、
x22xy+y2(xyxzy2+yz)+y22yz+z2x^2 - 2xy + y^2 - (xy - xz - y^2 + yz) + y^2 - 2yz + z^2
=x22xy+y2xy+xz+y2yz+y22yz+z2= x^2 - 2xy + y^2 - xy + xz + y^2 - yz + y^2 - 2yz + z^2
=x2+3y2+z23xy3yz+xz= x^2 + 3y^2 + z^2 - 3xy - 3yz + xz
したがって、
(xy)3+(yz)3=(xz)(x2+3y2+z23xy3yz+xz)(x-y)^3 + (y-z)^3 = (x-z)(x^2 + 3y^2 + z^2 - 3xy - 3yz + xz)
展開すると、
x3+3xy2+xz23x2y3xyz+x2zx2z3y2zz3+3xyz+3yz2xz2x^3 + 3xy^2 + xz^2 - 3x^2y - 3xyz + x^2z - x^2z - 3y^2z - z^3 + 3xyz + 3yz^2 - xz^2
=x3z3+3xy23x2y3y2z+3yz2= x^3 - z^3 + 3xy^2 - 3x^2y - 3y^2z + 3yz^2

3. 最終的な答え

(xy)3+(yz)3=(xz)(x2+3y2+z23xy3yz+zx)(x-y)^3 + (y-z)^3 = (x-z)(x^2 + 3y^2 + z^2 - 3xy - 3yz + zx)
または
(xy)3+(yz)3=x3z3+3xy23x2y3y2z+3yz2(x-y)^3 + (y-z)^3 = x^3 - z^3 + 3xy^2 - 3x^2y - 3y^2z + 3yz^2

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