$A = 2x^2 + xy - 3z$, $B = -3x^2 + 2xy + z$, $C = x^2 - 3xy + 2z$ であるとき、以下の式を計算する問題です。 (1) $A+B+C$ (2) $A-B+C$ (3) $2A-(B+2C)$ (4) $2(2A+B-C) - (A+4B-C)$

代数学多項式の計算式の展開と整理
2025/5/6

1. 問題の内容

A=2x2+xy3zA = 2x^2 + xy - 3z, B=3x2+2xy+zB = -3x^2 + 2xy + z, C=x23xy+2zC = x^2 - 3xy + 2z であるとき、以下の式を計算する問題です。
(1) A+B+CA+B+C
(2) AB+CA-B+C
(3) 2A(B+2C)2A-(B+2C)
(4) 2(2A+BC)(A+4BC)2(2A+B-C) - (A+4B-C)

2. 解き方の手順

(1) A+B+CA+B+C の計算
A+B+C=(2x2+xy3z)+(3x2+2xy+z)+(x23xy+2z)A+B+C = (2x^2 + xy - 3z) + (-3x^2 + 2xy + z) + (x^2 - 3xy + 2z)
=(2x23x2+x2)+(xy+2xy3xy)+(3z+z+2z)= (2x^2 - 3x^2 + x^2) + (xy + 2xy - 3xy) + (-3z + z + 2z)
=(23+1)x2+(1+23)xy+(3+1+2)z= (2-3+1)x^2 + (1+2-3)xy + (-3+1+2)z
=0x2+0xy+0z= 0x^2 + 0xy + 0z
=0= 0
(2) AB+CA-B+C の計算
AB+C=(2x2+xy3z)(3x2+2xy+z)+(x23xy+2z)A-B+C = (2x^2 + xy - 3z) - (-3x^2 + 2xy + z) + (x^2 - 3xy + 2z)
=(2x2+xy3z)+(3x22xyz)+(x23xy+2z)= (2x^2 + xy - 3z) + (3x^2 - 2xy - z) + (x^2 - 3xy + 2z)
=(2x2+3x2+x2)+(xy2xy3xy)+(3zz+2z)= (2x^2 + 3x^2 + x^2) + (xy - 2xy - 3xy) + (-3z - z + 2z)
=(2+3+1)x2+(123)xy+(31+2)z= (2+3+1)x^2 + (1-2-3)xy + (-3-1+2)z
=6x24xy2z= 6x^2 - 4xy - 2z
(3) 2A(B+2C)2A-(B+2C) の計算
2A=2(2x2+xy3z)=4x2+2xy6z2A = 2(2x^2 + xy - 3z) = 4x^2 + 2xy - 6z
2C=2(x23xy+2z)=2x26xy+4z2C = 2(x^2 - 3xy + 2z) = 2x^2 - 6xy + 4z
B+2C=(3x2+2xy+z)+(2x26xy+4z)=(3+2)x2+(26)xy+(1+4)zB+2C = (-3x^2 + 2xy + z) + (2x^2 - 6xy + 4z) = (-3+2)x^2 + (2-6)xy + (1+4)z
B+2C=x24xy+5zB+2C = -x^2 - 4xy + 5z
2A(B+2C)=(4x2+2xy6z)(x24xy+5z)2A - (B+2C) = (4x^2 + 2xy - 6z) - (-x^2 - 4xy + 5z)
=(4x2+2xy6z)+(x2+4xy5z)= (4x^2 + 2xy - 6z) + (x^2 + 4xy - 5z)
=(4+1)x2+(2+4)xy+(65)z= (4+1)x^2 + (2+4)xy + (-6-5)z
=5x2+6xy11z= 5x^2 + 6xy - 11z
(4) 2(2A+BC)(A+4BC)2(2A+B-C) - (A+4B-C) の計算
2A=4x2+2xy6z2A = 4x^2 + 2xy - 6z
2A+BC=(4x2+2xy6z)+(3x2+2xy+z)(x23xy+2z)2A + B - C = (4x^2 + 2xy - 6z) + (-3x^2 + 2xy + z) - (x^2 - 3xy + 2z)
=(431)x2+(2+2+3)xy+(6+12)z= (4-3-1)x^2 + (2+2+3)xy + (-6+1-2)z
=0x2+7xy7z=7xy7z= 0x^2 + 7xy - 7z = 7xy - 7z
2(2A+BC)=2(7xy7z)=14xy14z2(2A+B-C) = 2(7xy - 7z) = 14xy - 14z
4B=4(3x2+2xy+z)=12x2+8xy+4z4B = 4(-3x^2 + 2xy + z) = -12x^2 + 8xy + 4z
A+4BC=(2x2+xy3z)+(12x2+8xy+4z)(x23xy+2z)A+4B-C = (2x^2 + xy - 3z) + (-12x^2 + 8xy + 4z) - (x^2 - 3xy + 2z)
=(2121)x2+(1+8+3)xy+(3+42)z= (2-12-1)x^2 + (1+8+3)xy + (-3+4-2)z
=11x2+12xyz= -11x^2 + 12xy - z
2(2A+BC)(A+4BC)=(14xy14z)(11x2+12xyz)2(2A+B-C) - (A+4B-C) = (14xy - 14z) - (-11x^2 + 12xy - z)
=(14xy14z)+(11x212xy+z)= (14xy - 14z) + (11x^2 - 12xy + z)
=11x2+(1412)xy+(14+1)z= 11x^2 + (14-12)xy + (-14+1)z
=11x2+2xy13z= 11x^2 + 2xy - 13z

3. 最終的な答え

(1) 0
(2) 6x24xy2z6x^2 - 4xy - 2z
(3) 5x2+6xy11z5x^2 + 6xy - 11z
(4) 11x2+2xy13z11x^2 + 2xy - 13z

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