与えられた式 $4x^2 + y^2 - z^2 - 4xy$ を因数分解してください。

代数学因数分解多項式式の展開
2025/6/1

1. 問題の内容

与えられた式 4x2+y2z24xy4x^2 + y^2 - z^2 - 4xy を因数分解してください。

2. 解き方の手順

まず、4x24x^2, y2y^2, 4xy-4xy の部分に着目します。
これらの項は(2xy)2(2x - y)^2を展開した時に出てくる項です。
(2xy)2=(2x)22(2x)(y)+y2=4x24xy+y2(2x - y)^2 = (2x)^2 - 2(2x)(y) + y^2 = 4x^2 - 4xy + y^2
したがって、与えられた式は
4x2+y2z24xy=(4x24xy+y2)z2=(2xy)2z24x^2 + y^2 - z^2 - 4xy = (4x^2 - 4xy + y^2) - z^2 = (2x - y)^2 - z^2
と書き換えることができます。
次に、(2xy)2z2(2x - y)^2 - z^2 を見ると、A2B2A^2 - B^2 の形になっていることがわかります。
これは、因数分解の公式 A2B2=(A+B)(AB)A^2 - B^2 = (A + B)(A - B) を利用できます。
ここで、A=2xyA = 2x - yB=zB = z とすると、
(2xy)2z2=(2xy+z)(2xyz)(2x - y)^2 - z^2 = (2x - y + z)(2x - y - z)
となります。

3. 最終的な答え

(2xy+z)(2xyz)(2x - y + z)(2x - y - z)

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