与えられた8つの式を展開する問題です。展開する式は、3乗の式や、(a+b)(a^2-ab+b^2)の形など様々なパターンがあります。

代数学展開多項式公式3乗の展開
2025/5/19

1. 問題の内容

与えられた8つの式を展開する問題です。展開する式は、3乗の式や、(a+b)(a^2-ab+b^2)の形など様々なパターンがあります。

2. 解き方の手順

(1) (a2)3(a-2)^3
(a2)3=a33a2(2)+3a(22)23=a36a2+12a8(a-2)^3 = a^3 - 3a^2(2) + 3a(2^2) - 2^3 = a^3 - 6a^2 + 12a - 8
(2) (3x+1)3(3x+1)^3
(3x+1)3=(3x)3+3(3x)2(1)+3(3x)(12)+13=27x3+27x2+9x+1(3x+1)^3 = (3x)^3 + 3(3x)^2(1) + 3(3x)(1^2) + 1^3 = 27x^3 + 27x^2 + 9x + 1
(3) (2x+3y)3(2x+3y)^3
(2x+3y)3=(2x)3+3(2x)2(3y)+3(2x)(3y)2+(3y)3=8x3+36x2y+54xy2+27y3(2x+3y)^3 = (2x)^3 + 3(2x)^2(3y) + 3(2x)(3y)^2 + (3y)^3 = 8x^3 + 36x^2y + 54xy^2 + 27y^3
(4) (4a3b)3(4a-3b)^3
(4a3b)3=(4a)33(4a)2(3b)+3(4a)(3b)2(3b)3=64a3144a2b+108ab227b3(4a-3b)^3 = (4a)^3 - 3(4a)^2(3b) + 3(4a)(3b)^2 - (3b)^3 = 64a^3 - 144a^2b + 108ab^2 - 27b^3
(5) (x+3)(x23x+9)(x+3)(x^2-3x+9)
これは a3+b3=(a+b)(a2ab+b2)a^3 + b^3 = (a+b)(a^2-ab+b^2) の公式を利用できます。a=x,b=3a = x, b = 3 とすると、
(x+3)(x23x+9)=x3+33=x3+27(x+3)(x^2-3x+9) = x^3 + 3^3 = x^3 + 27
(6) (a1)(a2+a+1)(a-1)(a^2+a+1)
これは a3b3=(ab)(a2+ab+b2)a^3 - b^3 = (a-b)(a^2+ab+b^2) の公式を利用できます。a=a,b=1a = a, b = 1 とすると、
(a1)(a2+a+1)=a313=a31(a-1)(a^2+a+1) = a^3 - 1^3 = a^3 - 1
(7) (2a+b)(4a22ab+b2)(2a+b)(4a^2-2ab+b^2)
これは a3+b3=(a+b)(a2ab+b2)a^3 + b^3 = (a+b)(a^2-ab+b^2) の公式を利用できます。a=2a,b=ba = 2a, b = b とすると、
(2a+b)(4a22ab+b2)=(2a)3+b3=8a3+b3(2a+b)(4a^2-2ab+b^2) = (2a)^3 + b^3 = 8a^3 + b^3
(8) (3x5y)(9x2+15xy+25y2)(3x-5y)(9x^2+15xy+25y^2)
これは a3b3=(ab)(a2+ab+b2)a^3 - b^3 = (a-b)(a^2+ab+b^2) の公式を利用できます。a=3x,b=5ya = 3x, b = 5y とすると、
(3x5y)(9x2+15xy+25y2)=(3x)3(5y)3=27x3125y3(3x-5y)(9x^2+15xy+25y^2) = (3x)^3 - (5y)^3 = 27x^3 - 125y^3

3. 最終的な答え

(1) a36a2+12a8a^3 - 6a^2 + 12a - 8
(2) 27x3+27x2+9x+127x^3 + 27x^2 + 9x + 1
(3) 8x3+36x2y+54xy2+27y38x^3 + 36x^2y + 54xy^2 + 27y^3
(4) 64a3144a2b+108ab227b364a^3 - 144a^2b + 108ab^2 - 27b^3
(5) x3+27x^3 + 27
(6) a31a^3 - 1
(7) 8a3+b38a^3 + b^3
(8) 27x3125y327x^3 - 125y^3

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