問題は、式 $(x-y+z)(x+y-z)$ を展開することです。

代数学展開因数分解多項式
2025/3/19

1. 問題の内容

問題は、式 (xy+z)(x+yz)(x-y+z)(x+y-z) を展開することです。

2. 解き方の手順

この式を展開するために、分配法則を使います。
まず、(xy+z)(x-y+z)(x+yz)(x+y-z) の各項に掛けます。
(xy+z)(x+yz)=x(x+yz)y(x+yz)+z(x+yz)(x-y+z)(x+y-z) = x(x+y-z) - y(x+y-z) + z(x+y-z)
次に、各項を展開します。
x(x+yz)=x2+xyxzx(x+y-z) = x^2 + xy - xz
y(x+yz)=xyy2+yz-y(x+y-z) = -xy - y^2 + yz
z(x+yz)=xz+yzz2z(x+y-z) = xz + yz - z^2
これらの結果を足し合わせます。
x2+xyxzxyy2+yz+xz+yzz2x^2 + xy - xz - xy - y^2 + yz + xz + yz - z^2
同類項をまとめます。
x2y2z2+xyxyxz+xz+yz+yzx^2 - y^2 - z^2 + xy - xy -xz + xz + yz + yz
x2y2z2+2yzx^2 - y^2 - z^2 + 2yz
x2(y22yz+z2)x^2 - (y^2 - 2yz + z^2)
x2(yz)2x^2 - (y - z)^2
これは平方の差の形なので、因数分解できます。
x2(yz)2=(x+(yz))(x(yz))=(x+yz)(xy+z)x^2 - (y-z)^2 = (x + (y-z))(x - (y-z)) = (x+y-z)(x-y+z)
元の式に戻ってしまいましたが、展開自体は完了しています。

3. 最終的な答え

x2y2z2+2yzx^2 - y^2 - z^2 + 2yz あるいは x2(yz)2x^2 - (y-z)^2

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