与えられた式を展開して簡単にします。 (1) $(2a+b)^2(2a-b)^2$ (2) $(x-2)(x+2)(x^2+4)$ (5) $(a^2-ab+2b^2)(a^2+ab+2b^2)$

代数学式の展開因数分解多項式
2025/5/6
はい、承知しました。画像の問題を解いていきます。問題番号が\*で示されている問題((1), (2), (5))について、それぞれ解説します。

1. 問題の内容

与えられた式を展開して簡単にします。
(1) (2a+b)2(2ab)2(2a+b)^2(2a-b)^2
(2) (x2)(x+2)(x2+4)(x-2)(x+2)(x^2+4)
(5) (a2ab+2b2)(a2+ab+2b2)(a^2-ab+2b^2)(a^2+ab+2b^2)

2. 解き方の手順

(1) (2a+b)2(2ab)2(2a+b)^2(2a-b)^2
まず、(2a+b)(2ab)(2a+b)(2a-b)を計算します。これは和と差の積の公式 A2B2=(A+B)(AB)A^2-B^2=(A+B)(A-B) を使って計算できます。
(2a+b)(2ab)=(2a)2b2=4a2b2(2a+b)(2a-b) = (2a)^2 - b^2 = 4a^2 - b^2
したがって、与えられた式は
(4a2b2)2(4a^2 - b^2)^2
となります。これを展開します。
(4a2b2)2=(4a2)22(4a2)(b2)+(b2)2=16a48a2b2+b4(4a^2 - b^2)^2 = (4a^2)^2 - 2(4a^2)(b^2) + (b^2)^2 = 16a^4 - 8a^2b^2 + b^4
(2) (x2)(x+2)(x2+4)(x-2)(x+2)(x^2+4)
まず、(x2)(x+2)(x-2)(x+2)を計算します。これは和と差の積の公式を使って計算できます。
(x2)(x+2)=x222=x24(x-2)(x+2) = x^2 - 2^2 = x^2 - 4
したがって、与えられた式は
(x24)(x2+4)(x^2 - 4)(x^2+4)
となります。これも和と差の積の公式を使って展開します。
(x24)(x2+4)=(x2)242=x416(x^2 - 4)(x^2+4) = (x^2)^2 - 4^2 = x^4 - 16
(5) (a2ab+2b2)(a2+ab+2b2)(a^2-ab+2b^2)(a^2+ab+2b^2)
A=a2+2b2A = a^2 + 2b^2 と置くと、与えられた式は
(Aab)(A+ab)(A - ab)(A + ab)
となります。これは和と差の積の公式を使って計算できます。
(Aab)(A+ab)=A2(ab)2(A - ab)(A + ab) = A^2 - (ab)^2
AA を元に戻すと
(a2+2b2)2(ab)2=(a4+4a2b2+4b4)a2b2=a4+3a2b2+4b4(a^2 + 2b^2)^2 - (ab)^2 = (a^4 + 4a^2b^2 + 4b^4) - a^2b^2 = a^4 + 3a^2b^2 + 4b^4

3. 最終的な答え

(1) 16a48a2b2+b416a^4 - 8a^2b^2 + b^4
(2) x416x^4 - 16
(5) a4+3a2b2+4b4a^4 + 3a^2b^2 + 4b^4