与えられた式は $b^4 + \frac{16}{b^4}$ です。この式を簡単にすることを目標とします。問題文に「解いてください」とありますが、具体的に何を求めるのか(例えば、因数分解、式の簡略化など)が明示されていません。ここでは、この式を二乗の形に変形することを目指します。

代数学式の簡略化因数分解代数式
2025/5/29

1. 問題の内容

与えられた式は b4+16b4b^4 + \frac{16}{b^4} です。この式を簡単にすることを目標とします。問題文に「解いてください」とありますが、具体的に何を求めるのか(例えば、因数分解、式の簡略化など)が明示されていません。ここでは、この式を二乗の形に変形することを目指します。

2. 解き方の手順

与えられた式を二乗の形に変形するために、2b24b2=82 \cdot b^2 \cdot \frac{4}{b^2} = 8 を加算および減算します。すると、
b4+16b4=b4+8+16b48b^4 + \frac{16}{b^4} = b^4 + 8 + \frac{16}{b^4} - 8
ここで、b4+8+16b4b^4 + 8 + \frac{16}{b^4}(b2+4b2)2\left( b^2 + \frac{4}{b^2} \right)^2 となります。したがって、
b4+16b4=(b2+4b2)28b^4 + \frac{16}{b^4} = \left( b^2 + \frac{4}{b^2} \right)^2 - 8
さらに、b2+4b2b^2 + \frac{4}{b^2} を二乗の形に変形するために、2b2b=42 \cdot b \cdot \frac{2}{b} = 4 を加算および減算します。すると、
b2+4b2=b2+4+4b24=(b2b)2+4b^2 + \frac{4}{b^2} = b^2 + 4 + \frac{4}{b^2} - 4 = \left( b - \frac{2}{b} \right)^2 + 4 または b2+4b2=b24+4b2+4=(b+2b)24b^2 + \frac{4}{b^2} = b^2 - 4 + \frac{4}{b^2} + 4 = \left( b + \frac{2}{b} \right)^2 - 4となります。
(b2+4b2)28=[(b2b)2+4]28\left( b^2 + \frac{4}{b^2} \right)^2 - 8 = \left[ \left( b - \frac{2}{b} \right)^2 + 4 \right]^2 - 8 または (b2+4b2)28=[(b+2b)24]28\left( b^2 + \frac{4}{b^2} \right)^2 - 8 = \left[ \left( b + \frac{2}{b} \right)^2 - 4 \right]^2 - 8
今回は、(b2+4b2)28\left( b^2 + \frac{4}{b^2} \right)^2 - 8の形まで変形することにします。

3. 最終的な答え

(b2+4b2)28\left( b^2 + \frac{4}{b^2} \right)^2 - 8

「代数学」の関連問題

与えられた行列 $A = \frac{1}{2}\begin{bmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \end{bmatrix}$ に対して、核 (Ker A) と像 (Im A) を求める問...

線形代数行列線形空間
2025/5/30

与えられた式 $-xy(y+5) + 3(x+2)y$ を展開し、整理して簡単にしてください。

式の展開多項式整理
2025/5/30

与えられた数式 $x(x+1) - 5(x^2 + 3)$ を簡略化し、最も単純な形で表現すること。

式の簡略化多項式展開同類項
2025/5/30

与えられた式 $3(3x^2 - x + 1) - 4(2x^2 + 4x + 5)$ を簡略化します。

式の展開同類項多項式
2025/5/30

与えられた式 $\frac{x+y}{4} - \frac{2x+y}{3}$ を計算し、最も簡単な形で表す問題です。

分数式の計算同類項
2025/5/30

不等式 $|x - \frac{a}{b}| \le |\frac{b}{a}|$ を解き、さらに不等式 $k \le x \le k+3$ とともに満たす整数 $x$ がちょうど2個存在するような定...

不等式絶対値整数場合分け数直線
2025/5/30

不等式 $|x - \frac{a}{6}| \le \frac{a}{6}$ (①とする)を解き、さらに、不等式①と $k \le x \le k+3$ を同時に満たす整数 $x$ がちょうど2個存...

不等式絶対値整数解数直線
2025/5/30

不等式 $|x - \frac{a}{b}| \le \frac{7}{9}$ を解き、その解と不等式 $k \le x \le k+3$ を同時に満たす整数 $x$ がちょうど2個存在するような定数...

不等式絶対値整数解
2025/5/30

黒板に書かれた数式と図に関する問題です。具体的には、以下の内容について言及されています。 * $det A \neq 0$であることの意味 * 連立一次方程式 $Ax = b$ の解の存在条件...

線形代数行列式連立一次方程式rank線形変換
2025/5/30

与えられた4つの数式について、計算を行い、空欄を埋める問題です。

多項式の計算式の展開文字式の計算
2025/5/30