問題は、$(x+3)^6$ を展開することです。

代数学二項定理多項式の展開
2025/5/20

1. 問題の内容

問題は、(x+3)6(x+3)^6 を展開することです。

2. 解き方の手順

二項定理を用いて展開します。二項定理は以下の通りです。
(a+b)n=k=0n(nk)ankbk(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k
ここで、(nk)=n!k!(nk)!\binom{n}{k} = \frac{n!}{k!(n-k)!} は二項係数です。
今回の問題では、a=xa=x, b=3b=3, n=6n=6 なので、
(x+3)6=k=06(6k)x6k3k(x+3)^6 = \sum_{k=0}^{6} \binom{6}{k} x^{6-k} 3^k
各項を計算します。
k=0k=0: (60)x630=1x61=x6\binom{6}{0}x^6 3^0 = 1 \cdot x^6 \cdot 1 = x^6
k=1k=1: (61)x531=6x53=18x5\binom{6}{1}x^5 3^1 = 6 \cdot x^5 \cdot 3 = 18x^5
k=2k=2: (62)x432=15x49=135x4\binom{6}{2}x^4 3^2 = 15 \cdot x^4 \cdot 9 = 135x^4
k=3k=3: (63)x333=20x327=540x3\binom{6}{3}x^3 3^3 = 20 \cdot x^3 \cdot 27 = 540x^3
k=4k=4: (64)x234=15x281=1215x2\binom{6}{4}x^2 3^4 = 15 \cdot x^2 \cdot 81 = 1215x^2
k=5k=5: (65)x135=6x243=1458x\binom{6}{5}x^1 3^5 = 6 \cdot x \cdot 243 = 1458x
k=6k=6: (66)x036=11729=729\binom{6}{6}x^0 3^6 = 1 \cdot 1 \cdot 729 = 729
したがって、
(x+3)6=x6+18x5+135x4+540x3+1215x2+1458x+729(x+3)^6 = x^6 + 18x^5 + 135x^4 + 540x^3 + 1215x^2 + 1458x + 729

3. 最終的な答え

x6+18x5+135x4+540x3+1215x2+1458x+729x^6 + 18x^5 + 135x^4 + 540x^3 + 1215x^2 + 1458x + 729

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