問題は、二項定理を用いて $(3a-2)^5$ と $(2x-y)^6$ を展開することです。

代数学二項定理多項式の展開
2025/6/19

1. 問題の内容

問題は、二項定理を用いて (3a2)5(3a-2)^5(2xy)6(2x-y)^6 を展開することです。

2. 解き方の手順

(7) (3a2)5(3a-2)^5 の展開
二項定理 (a+b)n=k=0n(nk)ankbk(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k を用います。
a=3aa = 3a, b=2b = -2, n=5n = 5 として、展開します。
(3a2)5=(50)(3a)5(2)0+(51)(3a)4(2)1+(52)(3a)3(2)2+(53)(3a)2(2)3+(54)(3a)1(2)4+(55)(3a)0(2)5(3a - 2)^5 = \binom{5}{0} (3a)^5 (-2)^0 + \binom{5}{1} (3a)^4 (-2)^1 + \binom{5}{2} (3a)^3 (-2)^2 + \binom{5}{3} (3a)^2 (-2)^3 + \binom{5}{4} (3a)^1 (-2)^4 + \binom{5}{5} (3a)^0 (-2)^5
=1243a51+581a4(2)+1027a34+109a2(8)+53a16+11(32)= 1 \cdot 243a^5 \cdot 1 + 5 \cdot 81a^4 \cdot (-2) + 10 \cdot 27a^3 \cdot 4 + 10 \cdot 9a^2 \cdot (-8) + 5 \cdot 3a \cdot 16 + 1 \cdot 1 \cdot (-32)
=243a5810a4+1080a3720a2+240a32= 243a^5 - 810a^4 + 1080a^3 - 720a^2 + 240a - 32
(8) (2xy)6(2x-y)^6 の展開
二項定理 (a+b)n=k=0n(nk)ankbk(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k を用います。
a=2xa = 2x, b=yb = -y, n=6n = 6 として、展開します。
(2xy)6=(60)(2x)6(y)0+(61)(2x)5(y)1+(62)(2x)4(y)2+(63)(2x)3(y)3+(64)(2x)2(y)4+(65)(2x)1(y)5+(66)(2x)0(y)6(2x - y)^6 = \binom{6}{0} (2x)^6 (-y)^0 + \binom{6}{1} (2x)^5 (-y)^1 + \binom{6}{2} (2x)^4 (-y)^2 + \binom{6}{3} (2x)^3 (-y)^3 + \binom{6}{4} (2x)^2 (-y)^4 + \binom{6}{5} (2x)^1 (-y)^5 + \binom{6}{6} (2x)^0 (-y)^6
=164x61+632x5(y)+1516x4y2+208x3(y3)+154x2y4+62x(y5)+11y6= 1 \cdot 64x^6 \cdot 1 + 6 \cdot 32x^5 \cdot (-y) + 15 \cdot 16x^4 \cdot y^2 + 20 \cdot 8x^3 \cdot (-y^3) + 15 \cdot 4x^2 \cdot y^4 + 6 \cdot 2x \cdot (-y^5) + 1 \cdot 1 \cdot y^6
=64x6192x5y+240x4y2160x3y3+60x2y412xy5+y6= 64x^6 - 192x^5y + 240x^4y^2 - 160x^3y^3 + 60x^2y^4 - 12xy^5 + y^6

3. 最終的な答え

(7) (3a2)5=243a5810a4+1080a3720a2+240a32(3a-2)^5 = 243a^5 - 810a^4 + 1080a^3 - 720a^2 + 240a - 32
(8) (2xy)6=64x6192x5y+240x4y2160x3y3+60x2y412xy5+y6(2x-y)^6 = 64x^6 - 192x^5y + 240x^4y^2 - 160x^3y^3 + 60x^2y^4 - 12xy^5 + y^6

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