与えられた式 $a^2(b+c) + b^2(c+a) + c^2(a+b) + 2abc$ を因数分解する。

1. 問題の内容

与えられた式 $a^2(b+c) + b^2(c+a) + c^2(a+b) + 2abc$ を因数分解する。

2. 解き方の手順

与えられた式を展開し、次数が最も低い文字について整理して因数分解を行う。

まず、式を展開する。

$a^2(b+c) + b^2(c+a) + c^2(a+b) + 2abc = a^2b + a^2c + b^2c + b^2a + c^2a + c^2b + 2abc$

$a$ について整理する。

$a^2b + a^2c + b^2c + b^2a + c^2a + c^2b + 2abc = (b+c)a^2 + (b^2 + 2bc + c^2)a + (b^2c + c^2b)$

$= (b+c)a^2 + (b+c)^2a + bc(b+c)$

共通因数 $(b+c)$ でくくる。

$= (b+c)[a^2 + (b+c)a + bc]$

$= (b+c)(a^2 + ab + ac + bc)$

$= (b+c)[a(a+b) + c(a+b)]$

$= (b+c)(a+b)(a+c)$

$= (a+b)(b+c)(c+a)$

3. 最終的な答え

$(a+b)(b+c)(c+a)$