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基礎数学 例
(a+b)3+(a-b)3a(a2+3b2)(a+b)3+(a−b)3a(a2+3b2)
ステップ 1
ステップ 1.1
両項とも完全立方なので、立方の和の公式a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)a3+b3=(a+b)(a2−ab+b2)を利用して、因数分解します。このとき、a=a+ba=a+bであり、b=a-bb=a−bです。
(a+b+a-b)((a+b)2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)(a+b+a−b)((a+b)2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2
簡約します。
ステップ 1.2.1
aaとaaをたし算します。
(2a+b-b)((a+b)2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)(2a+b−b)((a+b)2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.2
bbからbbを引きます。
(2a+0)((a+b)2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)(2a+0)((a+b)2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.3
2a2aと00をたし算します。
2a((a+b)2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a((a+b)2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.4
(a+b)2(a+b)2を(a+b)(a+b)(a+b)(a+b)に書き換えます。
2a((a+b)(a+b)-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a((a+b)(a+b)−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.5
分配法則(FOIL法)を使って(a+b)(a+b)(a+b)(a+b)を展開します。
ステップ 1.2.5.1
分配則を当てはめます。
2a(a(a+b)+b(a+b)-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a(a+b)+b(a+b)−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.5.2
分配則を当てはめます。
2a(a⋅a+ab+b(a+b)-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a⋅a+ab+b(a+b)−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.5.3
分配則を当てはめます。
2a(a⋅a+ab+ba+b⋅b-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a⋅a+ab+ba+b⋅b−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a⋅a+ab+ba+b⋅b-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a⋅a+ab+ba+b⋅b−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.6
簡約し、同類項をまとめます。
ステップ 1.2.6.1
各項を簡約します。
ステップ 1.2.6.1.1
aaにaaをかけます。
2a(a2+ab+ba+b⋅b-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+ab+ba+b⋅b−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.6.1.2
bbにbbをかけます。
2a(a2+ab+ba+b2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+ab+ba+b2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a2+ab+ba+b2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+ab+ba+b2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.6.2
ababとbabaをたし算します。
ステップ 1.2.6.2.1
bbとaaを並べ替えます。
2a(a2+ab+ab+b2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+ab+ab+b2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.6.2.2
ababとababをたし算します。
2a(a2+2ab+b2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-(a+b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−(a+b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.7
分配則を当てはめます。
2a(a2+2ab+b2+(-a-b)(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2+(−a−b)(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.8
分配法則(FOIL法)を使って(-a-b)(a-b)(−a−b)(a−b)を展開します。
ステップ 1.2.8.1
分配則を当てはめます。
2a(a2+2ab+b2-a(a-b)-b(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a(a−b)−b(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.8.2
分配則を当てはめます。
2a(a2+2ab+b2-a⋅a-a(-b)-b(a-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a⋅a−a(−b)−b(a−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.8.3
分配則を当てはめます。
2a(a2+2ab+b2-a⋅a-a(-b)-ba-b(-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a⋅a−a(−b)−ba−b(−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a⋅a-a(-b)-ba-b(-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a⋅a−a(−b)−ba−b(−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9
簡約し、同類項をまとめます。
ステップ 1.2.9.1
各項を簡約します。
ステップ 1.2.9.1.1
指数を足してaaにaaを掛けます。
ステップ 1.2.9.1.1.1
aaを移動させます。
2a(a2+2ab+b2-(a⋅a)-a(-b)-ba-b(-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−(a⋅a)−a(−b)−ba−b(−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.1.1.2
aaにaaをかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2-a(-b)-ba-b(-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2−a(−b)−ba−b(−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2-a(-b)-ba-b(-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2−a(−b)−ba−b(−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.1.2
積の可換性を利用して書き換えます。
2a(a2+2ab+b2-a2-1⋅-1ab-ba-b(-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2−1⋅−1ab−ba−b(−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.1.3
-1−1に-1−1をかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2+1ab-ba-b(-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+1ab−ba−b(−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.1.4
aaに11をかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2+ab-ba-b(-b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+ab−ba−b(−b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.1.5
積の可換性を利用して書き換えます。
2a(a2+2ab+b2-a2+ab-ba-1⋅-1b⋅b+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+ab−ba−1⋅−1b⋅b+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.1.6
指数を足してbbにbbを掛けます。
ステップ 1.2.9.1.6.1
bbを移動させます。
2a(a2+2ab+b2-a2+ab-ba-1⋅-1(b⋅b)+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+ab−ba−1⋅−1(b⋅b)+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.1.6.2
bbにbbをかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2+ab-ba-1⋅-1b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+ab−ba−1⋅−1b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2+ab-ba-1⋅-1b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+ab−ba−1⋅−1b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.1.7
-1−1に-1−1をかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2+ab-ba+1b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+ab−ba+1b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.1.8
b2b2に11をかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2+ab-ba+b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+ab−ba+b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2+ab-ba+b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+ab−ba+b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.2
ababからbabaを引きます。
ステップ 1.2.9.2.1
bbを移動させます。
2a(a2+2ab+b2-a2+ab-1ab+b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+ab−1ab+b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.2.2
ababからababを引きます。
2a(a2+2ab+b2-a2+0+b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+0+b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2+0+b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+0+b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.9.3
-a2−a2と00をたし算します。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+(a-b)2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+(a−b)2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.10
(a-b)2(a−b)2を(a-b)(a-b)(a−b)(a−b)に書き換えます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+(a-b)(a-b))a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+(a−b)(a−b))a(a2+3b2)
ステップ 1.2.11
分配法則(FOIL法)を使って(a-b)(a-b)(a−b)(a−b)を展開します。
ステップ 1.2.11.1
分配則を当てはめます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a(a-b)-b(a-b))a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a(a−b)−b(a−b))a(a2+3b2)
ステップ 1.2.11.2
分配則を当てはめます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a⋅a+a(-b)-b(a-b))a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a⋅a+a(−b)−b(a−b))a(a2+3b2)
ステップ 1.2.11.3
分配則を当てはめます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a⋅a+a(-b)-ba-b(-b))a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a⋅a+a(−b)−ba−b(−b))a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a⋅a+a(-b)-ba-b(-b))a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a⋅a+a(−b)−ba−b(−b))a(a2+3b2)
ステップ 1.2.12
簡約し、同類項をまとめます。
ステップ 1.2.12.1
各項を簡約します。
ステップ 1.2.12.1.1
aaにaaをかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2+a(-b)-ba-b(-b))a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2+a(−b)−ba−b(−b))a(a2+3b2)
ステップ 1.2.12.1.2
積の可換性を利用して書き換えます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-ab-ba-b(-b))a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−ab−ba−b(−b))a(a2+3b2)
ステップ 1.2.12.1.3
積の可換性を利用して書き換えます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-ab-ba-1⋅-1b⋅b)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−ab−ba−1⋅−1b⋅b)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.12.1.4
指数を足してbbにbbを掛けます。
ステップ 1.2.12.1.4.1
bbを移動させます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-ab-ba-1⋅-1(b⋅b))a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−ab−ba−1⋅−1(b⋅b))a(a2+3b2)
ステップ 1.2.12.1.4.2
bbにbbをかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-ab-ba-1⋅-1b2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−ab−ba−1⋅−1b2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-ab-ba-1⋅-1b2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−ab−ba−1⋅−1b2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.12.1.5
-1−1に-1−1をかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-ab-ba+1b2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−ab−ba+1b2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.12.1.6
b2b2に11をかけます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-ab-ba+b2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−ab−ba+b2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-ab-ba+b2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−ab−ba+b2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.12.2
-ab−abからbabaを引きます。
ステップ 1.2.12.2.1
bbを移動させます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-ab-1ab+b2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−ab−1ab+b2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.12.2.2
-ab−abからababを引きます。
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-2ab+b2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−2ab+b2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-2ab+b2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−2ab+b2)a(a2+3b2)
2a(a2+2ab+b2-a2+b2+a2-2ab+b2)a(a2+3b2)2a(a2+2ab+b2−a2+b2+a2−2ab+b2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.13
a2a2からa2a2を引きます。
2a(2ab+b2+0+b2+a2-2ab+b2)a(a2+3b2)2a(2ab+b2+0+b2+a2−2ab+b2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.14
2ab2abと00をたし算します。
2a(b2+2ab+b2+a2-2ab+b2)a(a2+3b2)2a(b2+2ab+b2+a2−2ab+b2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.15
b2b2とb2b2をたし算します。
2a(2b2+2ab+a2-2ab+b2)a(a2+3b2)2a(2b2+2ab+a2−2ab+b2)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.16
2b22b2とb2b2をたし算します。
2a(3b2+2ab+a2-2ab)a(a2+3b2)2a(3b2+2ab+a2−2ab)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.17
2ab2abから2ab2abを引きます。
2a(3b2+a2+0)a(a2+3b2)2a(3b2+a2+0)a(a2+3b2)
ステップ 1.2.18
3b2+a23b2+a2と00をたし算します。
2a(3b2+a2)a(a2+3b2)2a(3b2+a2)a(a2+3b2)
2a(3b2+a2)a(a2+3b2)2a(3b2+a2)a(a2+3b2)
2a(3b2+a2)a(a2+3b2)2a(3b2+a2)a(a2+3b2)
ステップ 2
ステップ 2.1
aaの共通因数を約分します。
ステップ 2.1.1
共通因数を約分します。
2a(3b2+a2)a(a2+3b2)
ステップ 2.1.2
式を書き換えます。
2(3b2+a2)a2+3b2
2(3b2+a2)a2+3b2
ステップ 2.2
3b2+a2とa2+3b2の共通因数を約分します。
ステップ 2.2.1
項を並べ替えます。
2(a2+3b2)a2+3b2
ステップ 2.2.2
共通因数を約分します。
2(a2+3b2)a2+3b2
ステップ 2.2.3
2を1で割ります。
2
2
2