次の2つの式を展開して計算します。 (1) $(a+b-1)(a+b+3)$ (2) $(x+y-2)^2$

代数学式の展開多項式置換
2025/6/17

1. 問題の内容

次の2つの式を展開して計算します。
(1) (a+b1)(a+b+3)(a+b-1)(a+b+3)
(2) (x+y2)2(x+y-2)^2

2. 解き方の手順

(1) (a+b1)(a+b+3)(a+b-1)(a+b+3) について:
a+b=Aa+b = A と置換すると、式は (A1)(A+3)(A-1)(A+3) となります。
これを展開すると、 A2+3AA3=A2+2A3A^2 + 3A - A - 3 = A^2 + 2A - 3 となります。
ここで、A=a+bA = a+b を代入すると、 (a+b)2+2(a+b)3(a+b)^2 + 2(a+b) - 3 となります。
(a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 より、 a2+2ab+b2+2a+2b3a^2 + 2ab + b^2 + 2a + 2b - 3 となります。
(2) (x+y2)2(x+y-2)^2 について:
(x+y2)2=(x+y2)(x+y2)(x+y-2)^2 = (x+y-2)(x+y-2) を展開します。
(x+y2)(x+y2)=x(x+y2)+y(x+y2)2(x+y2)(x+y-2)(x+y-2) = x(x+y-2) + y(x+y-2) - 2(x+y-2)
=x2+xy2x+yx+y22y2x2y+4= x^2 + xy - 2x + yx + y^2 - 2y - 2x - 2y + 4
=x2+y2+2xy4x4y+4= x^2 + y^2 + 2xy - 4x - 4y + 4

3. 最終的な答え

(1) a2+b2+2ab+2a+2b3a^2 + b^2 + 2ab + 2a + 2b - 3
(2) x2+y2+2xy4x4y+4x^2 + y^2 + 2xy - 4x - 4y + 4

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