与えられた式 $(ac+bd)^2 - (ad+bc)^2$ を因数分解する問題です。

代数学因数分解式の展開代数
2025/5/12

1. 問題の内容

与えられた式 (ac+bd)2(ad+bc)2(ac+bd)^2 - (ad+bc)^2 を因数分解する問題です。

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) の公式を利用して因数分解します。
ここで、A=ac+bdA = ac+bd および B=ad+bcB = ad+bc とおきます。
まず、A+BA+B を計算します。
A+B=(ac+bd)+(ad+bc)=ac+ad+bc+bdA+B = (ac+bd) + (ad+bc) = ac + ad + bc + bd
この式を aabb でそれぞれくくると、
A+B=a(c+d)+b(c+d)=(a+b)(c+d)A+B = a(c+d) + b(c+d) = (a+b)(c+d)
次に、ABA-B を計算します。
AB=(ac+bd)(ad+bc)=acadbc+bdA-B = (ac+bd) - (ad+bc) = ac - ad - bc + bd
この式を aabb でそれぞれくくると、
AB=a(cd)b(cd)=(ab)(cd)A-B = a(c-d) - b(c-d) = (a-b)(c-d)
したがって、
(ac+bd)2(ad+bc)2=(A+B)(AB)=(a+b)(c+d)(ab)(cd)(ac+bd)^2 - (ad+bc)^2 = (A+B)(A-B) = (a+b)(c+d)(a-b)(c-d)
=(a+b)(ab)(c+d)(cd)= (a+b)(a-b)(c+d)(c-d)
=(a2b2)(c2d2)= (a^2 - b^2)(c^2 - d^2)

3. 最終的な答え

(a2b2)(c2d2)(a^2 - b^2)(c^2 - d^2)

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