代数例

{(2 x - 1)}^{4}

${(2 x - 1)}^{4}$

ステップ 1

二項展開定理を利用して各項を求めます。二項定理は

{(a + b)}^{n} = n \sum k = 0 n C k \cdot (a^{n - k} b^{k})

${(a + b)}^{n} = \sum_{k = 0}^{n} n C k \cdot (a^{n - k} b^{k})$ を述べたものです。

4 \sum k = 0 \frac{4!}{(4 - k)! k!} \cdot {(2 x)}^{4 - k} \cdot {(- 1)}^{k}

$\sum_{k = 0}^{4} \frac{4!}{(4 - k)! k!} \cdot {(2 x)}^{4 - k} \cdot {(- 1)}^{k}$

ステップ 2

総和を展開します。

\frac{4!}{(4 - 0)! 0!} \cdot {(2 x)}^{4 - 0} \cdot {(- 1)}^{0} + \frac{4!}{(4 - 1)! 1!} \cdot {(2 x)}^{4 - 1} \cdot {(- 1)}^{1} + \frac{4!}{(4 - 2)! 2!} \cdot {(2 x)}^{4 - 2} \cdot {(- 1)}^{2} + \frac{4!}{(4 - 3)! 3!} \cdot {(2 x)}^{4 - 3} \cdot {(- 1)}^{3} + \frac{4!}{(4 - 4)! 4!} \cdot {(2 x)}^{4 - 4} \cdot {(- 1)}^{4}

$\frac{4!}{(4 - 0)! 0!} \cdot {(2 x)}^{4 - 0} \cdot {(- 1)}^{0} + \frac{4!}{(4 - 1)! 1!} \cdot {(2 x)}^{4 - 1} \cdot {(- 1)}^{1} + \frac{4!}{(4 - 2)! 2!} \cdot {(2 x)}^{4 - 2} \cdot {(- 1)}^{2} + \frac{4!}{(4 - 3)! 3!} \cdot {(2 x)}^{4 - 3} \cdot {(- 1)}^{3} + \frac{4!}{(4 - 4)! 4!} \cdot {(2 x)}^{4 - 4} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 3

展開の各項の指数を簡約します。

1 \cdot {(2 x)}^{4} \cdot {(- 1)}^{0} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}

$1 \cdot {(2 x)}^{4} \cdot {(- 1)}^{0} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.1

{(2 x)}^{4}

${(2 x)}^{4}$ に

1

$1$ をかけます。

{(2 x)}^{4} \cdot {(- 1)}^{0} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}

${(2 x)}^{4} \cdot {(- 1)}^{0} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.2

積の法則を

2 x

$2 x$ に当てはめます。

2^{4} x^{4} \cdot {(- 1)}^{0} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}

$2^{4} x^{4} \cdot {(- 1)}^{0} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.3

2

$2$ を

4

$4$ 乗します。

16 x^{4} \cdot {(- 1)}^{0} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}

$16 x^{4} \cdot {(- 1)}^{0} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.4

0

$0$ にべき乗するものは

1

$1$ となります。

16 x^{4} \cdot 1 + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}

$16 x^{4} \cdot 1 + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.5

16

$16$ に

1

$1$ をかけます。

16 x^{4} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}

$16 x^{4} + 4 \cdot {(2 x)}^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.6

積の法則を

$2 x$ に当てはめます。

$16 x^{4} + 4 \cdot (2^{3} x^{3}) \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.7

$2$ を

$3$ 乗します。

$16 x^{4} + 4 \cdot (8 x^{3}) \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.8

$8$ に

$4$ をかけます。

$16 x^{4} + 32 x^{3} \cdot {(- 1)}^{1} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.9

指数を求めます。

$16 x^{4} + 32 x^{3} \cdot - 1 + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.10

$- 1$ に

$32$ をかけます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 6 \cdot {(2 x)}^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.11

積の法則を

$2 x$ に当てはめます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 6 \cdot (2^{2} x^{2}) \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.12

$2$ を

$2$ 乗します。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 6 \cdot (4 x^{2}) \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.13

$4$ に

$6$ をかけます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} \cdot {(- 1)}^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.14

$- 1$ を

$2$ 乗します。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} \cdot 1 + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.15

$24$ に

$1$ をかけます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} + 4 \cdot {(2 x)}^{1} \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.16

簡約します。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} + 4 \cdot (2 x) \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.17

$2$ に

$4$ をかけます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} + 8 x \cdot {(- 1)}^{3} + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.18

$- 1$ を

$3$ 乗します。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} + 8 x \cdot - 1 + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.19

$- 1$ に

$8$ をかけます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} - 8 x + 1 \cdot {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.20

${(2 x)}^{0}$ に

$1$ をかけます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} - 8 x + {(2 x)}^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.21

積の法則を

$2 x$ に当てはめます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} - 8 x + 2^{0} x^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.22

$0$ にべき乗するものは

$1$ となります。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} - 8 x + 1 x^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.23

$x^{0}$ に

$1$ をかけます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} - 8 x + x^{0} \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.24

$0$ にべき乗するものは

$1$ となります。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} - 8 x + 1 \cdot {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.25

${(- 1)}^{4}$ に

$1$ をかけます。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} - 8 x + {(- 1)}^{4}$

ステップ 4.26

$- 1$ を

$4$ 乗します。

$16 x^{4} - 32 x^{3} + 24 x^{2} - 8 x + 1$

代数 例

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