与えられた4つの式を展開する問題です。 (1) $(3x-4)^2$ (2) $(2x+5y)(2x-5y)$ (3) $(x+3y)(x-4y)$ (4) $(3x+4y)(2x-3y)$

代数学展開式の計算二項展開分配法則
2025/5/13

1. 問題の内容

与えられた4つの式を展開する問題です。
(1) (3x4)2(3x-4)^2
(2) (2x+5y)(2x5y)(2x+5y)(2x-5y)
(3) (x+3y)(x4y)(x+3y)(x-4y)
(4) (3x+4y)(2x3y)(3x+4y)(2x-3y)

2. 解き方の手順

各問題ごとに展開の手順を示します。
(1) (3x4)2(3x-4)^2
二項の平方の公式 (ab)2=a22ab+b2(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 を利用します。
a=3xa = 3x, b=4b = 4 とすると、
(3x4)2=(3x)22(3x)(4)+42=9x224x+16(3x-4)^2 = (3x)^2 - 2(3x)(4) + 4^2 = 9x^2 - 24x + 16
(2) (2x+5y)(2x5y)(2x+5y)(2x-5y)
和と差の積の公式 (a+b)(ab)=a2b2(a+b)(a-b) = a^2 - b^2 を利用します。
a=2xa = 2x, b=5yb = 5y とすると、
(2x+5y)(2x5y)=(2x)2(5y)2=4x225y2(2x+5y)(2x-5y) = (2x)^2 - (5y)^2 = 4x^2 - 25y^2
(3) (x+3y)(x4y)(x+3y)(x-4y)
分配法則を用いて展開します。
(x+3y)(x4y)=x(x4y)+3y(x4y)=x24xy+3xy12y2=x2xy12y2(x+3y)(x-4y) = x(x-4y) + 3y(x-4y) = x^2 - 4xy + 3xy - 12y^2 = x^2 - xy - 12y^2
(4) (3x+4y)(2x3y)(3x+4y)(2x-3y)
分配法則を用いて展開します。
(3x+4y)(2x3y)=3x(2x3y)+4y(2x3y)=6x29xy+8xy12y2=6x2xy12y2(3x+4y)(2x-3y) = 3x(2x-3y) + 4y(2x-3y) = 6x^2 - 9xy + 8xy - 12y^2 = 6x^2 - xy - 12y^2

3. 最終的な答え

(1) 9x224x+169x^2 - 24x + 16
(2) 4x225y24x^2 - 25y^2
(3) x2xy12y2x^2 - xy - 12y^2
(4) 6x2xy12y26x^2 - xy - 12y^2

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