与えられた式を簡略化する問題です。式は以下の通りです。 $(2x+3y)(2x-3y) - (3x-y)^2 + (x+3y)(3x-2y)$

代数学式の展開同類項のまとめ多項式
2025/5/29

1. 問題の内容

与えられた式を簡略化する問題です。式は以下の通りです。
(2x+3y)(2x3y)(3xy)2+(x+3y)(3x2y)(2x+3y)(2x-3y) - (3x-y)^2 + (x+3y)(3x-2y)

2. 解き方の手順

まず、それぞれの項を展開します。
* (2x+3y)(2x3y)(2x+3y)(2x-3y)(a+b)(ab)=a2b2(a+b)(a-b)=a^2 - b^2 の形なので、4x29y24x^2 - 9y^2 となります。
* (3xy)2(3x-y)^2(ab)2=a22ab+b2(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 の形なので、9x26xy+y29x^2 - 6xy + y^2 となります。
* (x+3y)(3x2y)(x+3y)(3x-2y) は分配法則を使って展開します。 x(3x2y)+3y(3x2y)=3x22xy+9xy6y2=3x2+7xy6y2x(3x-2y) + 3y(3x-2y) = 3x^2 - 2xy + 9xy - 6y^2 = 3x^2 + 7xy - 6y^2 となります。
したがって、元の式は
4x29y2(9x26xy+y2)+3x2+7xy6y24x^2 - 9y^2 - (9x^2 - 6xy + y^2) + 3x^2 + 7xy - 6y^2
となります。
次に、括弧を外し、同類項をまとめます。
4x29y29x2+6xyy2+3x2+7xy6y24x^2 - 9y^2 - 9x^2 + 6xy - y^2 + 3x^2 + 7xy - 6y^2
=(4x29x2+3x2)+(6xy+7xy)+(9y2y26y2)= (4x^2 - 9x^2 + 3x^2) + (6xy + 7xy) + (-9y^2 - y^2 - 6y^2)
=2x2+13xy16y2= -2x^2 + 13xy - 16y^2

3. 最終的な答え

2x2+13xy16y2-2x^2 + 13xy - 16y^2

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