有限数学例

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{12 a^{2} - 9 a}{27 - a^{3}} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1

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 1.1

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 1.1.1

$3 a$ を $12 a^{2} - 9 a$ で因数分解します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.1.1.1

$3 a$ を $12 a^{2}$ で因数分解します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{3 a (4 a) - 9 a}{27 - a^{3}} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.1.1.2

$3 a$ を $- 9 a$ で因数分解します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{3 a (4 a) + 3 a (- 3)}{27 - a^{3}} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.1.1.3

$3 a$ を $3 a (4 a) + 3 a (- 3)$ で因数分解します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{3 a (4 a - 3)}{27 - a^{3}} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.1.2

分母を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.1.2.1

$27$ を $3^{3}$ に書き換えます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{3 a (4 a - 3)}{3^{3} - a^{3}} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.1.2.2

両項とも完全立方なので、立方の差の公式 $a^{3} - b^{3} = (a - b) (a^{2} + a b + b^{2})$ を利用して、因数分解します。このとき、 $a = 3$ であり、 $b = a$ です。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{3 a (4 a - 3)}{(3 - a) (3^{2} + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.1.2.3

$3$ を $2$ 乗します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{3 a (4 a - 3)}{(3 - a) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.2

$3$ を $- 1 (- 3)$ に書き換えます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{3 a (4 a - 3)}{(- 1 (- 3) - a) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.3

$- 1$ を $- a$ で因数分解します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{3 a (4 a - 3)}{(- 1 (- 3) - (a)) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.4

$- 1$ を $- 1 (- 3) - (a)$ で因数分解します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{3 a (4 a - 3)}{- 1 (- 3 + a) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.5

$\frac{3 a (4 a - 3)}{- 1 (- 3 + a) (9 + 3 a + a^{2})}$ の分母から分子に負を移動させます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{- (3 a (4 a - 3))}{(- 3 + a) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.6

項を並べ替えます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} + \frac{- (3 a (4 a - 3))}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.7

$\frac{a}{a - 3}$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{9 + 3 a + a^{2}}{9 + 3 a + a^{2}}$ を掛けます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a}{a - 3} \cdot \frac{9 + 3 a + a^{2}}{9 + 3 a + a^{2}} + \frac{- (3 a (4 a - 3))}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.8

$\frac{a}{a - 3}$ に $\frac{9 + 3 a + a^{2}}{9 + 3 a + a^{2}}$ をかけます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (9 + 3 a + a^{2})}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{- (3 a (4 a - 3))}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.9

公分母の分子をまとめます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (9 + 3 a + a^{2}) - (3 a (4 a - 3))}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10

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 1.10.1

分子を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.10.1.1

$a$ を $a (9 + 3 a + a^{2}) - 1 \cdot 3 a (4 a - 3)$ で因数分解します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.10.1.1.1

$a$ を $- 1 \cdot 3 a (4 a - 3)$ で因数分解します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (9 + 3 a + a^{2}) + a (- 1 \cdot 3 (4 a - 3))}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.1.1.2

$a$ を $a (9 + 3 a + a^{2}) + a (- 1 \cdot 3 (4 a - 3))$ で因数分解します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (9 + 3 a + a^{2} - 1 \cdot 3 (4 a - 3))}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.1.2

$- 1$ に $3$ をかけます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (9 + 3 a + a^{2} - 3 (4 a - 3))}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.1.3

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (9 + 3 a + a^{2} - 3 (4 a) - 3 \cdot - 3)}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.1.4

$4$ に $- 3$ をかけます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (9 + 3 a + a^{2} - 12 a - 3 \cdot - 3)}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.1.5

$- 3$ に $- 3$ をかけます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (9 + 3 a + a^{2} - 12 a + 9)}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.1.6

$9$ と $9$ をたし算します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (3 a + a^{2} - 12 a + 18)}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.1.7

$3 a$ から $12 a$ を引きます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (a^{2} - 9 a + 18)}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.1.8

たすき掛けを利用して $a^{2} - 9 a + 18$ を因数分解します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.10.1.8.1

$x^{2} + b x + c$ の形式を考えます。積が $c$ で和が $b$ である整数の組を求めます。このとき、その積が $18$ で、その和が $- 9$ です。

$- 6, - 3$

ステップ 1.10.1.8.2

この整数を利用して因数分解の形を書きます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a ((a - 6) (a - 3))}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (a - 6) (a - 3)}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.2

$a - 3$ の共通因数を約分します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.10.2.1

共通因数を約分します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (a - 6) (a - 3)}{(a - 3) (9 + 3 a + a^{2})} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.10.2.2

式を書き換えます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (a - 6)}{9 + 3 a + a^{2}} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.11

項を並べ替えます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 (\frac{a (a - 6)}{a^{2} + 3 a + 9} + \frac{9}{a^{2} + 3 a + 9})$

ステップ 1.12

公分母の分子をまとめます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 \frac{a (a - 6) + 9}{a^{2} + 3 a + 9}$

ステップ 1.13

分子を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.13.1

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 \frac{a \cdot a + a \cdot - 6 + 9}{a^{2} + 3 a + 9}$

ステップ 1.13.2

$a$ に $a$ をかけます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 \frac{a^{2} + a \cdot - 6 + 9}{a^{2} + 3 a + 9}$

ステップ 1.13.3

$- 6$ を $a$ の左に移動させます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 \frac{a^{2} - 6 \cdot a + 9}{a^{2} + 3 a + 9}$

ステップ 1.13.4

完全平方式を利用して因数分解します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 1.13.4.1

$9$ を $3^{2}$ に書き換えます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 \frac{a^{2} - 6 a + 3^{2}}{a^{2} + 3 a + 9}$

ステップ 1.13.4.2

中間項が、第1項と第3項で2乗される数の積の2倍であることを確認します。

$6 a = 2 \cdot a \cdot 3$

ステップ 1.13.4.3

多項式を書き換えます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 \frac{a^{2} - 2 \cdot a \cdot 3 + 3^{2}}{a^{2} + 3 a + 9}$

ステップ 1.13.4.4

$a = a$ と $b = 3$ ならば、完全平方3項式 $a^{2} - 2 a b + b^{2} = {(a - b)}^{2}$ を利用して因数分解します。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - 1 \frac{{(a - 3)}^{2}}{a^{2} + 3 a + 9}$

ステップ 1.14

$- 1 \frac{{(a - 3)}^{2}}{a^{2} + 3 a + 9}$ を $- \frac{{(a - 3)}^{2}}{a^{2} + 3 a + 9}$ に書き換えます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} - \frac{{(a - 3)}^{2}}{a^{2} + 3 a + 9}$

ステップ 2

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}}$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{a^{2} + 3 a + 9}{a^{2} + 3 a + 9}$ を掛けます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} \cdot \frac{a^{2} + 3 a + 9}{a^{2} + 3 a + 9} - \frac{{(a - 3)}^{2}}{a^{2} + 3 a + 9}$

ステップ 3

$- \frac{{(a - 3)}^{2}}{a^{2} + 3 a + 9}$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{{(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2}}$ を掛けます。

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}} \cdot \frac{a^{2} + 3 a + 9}{a^{2} + 3 a + 9} - \frac{{(a - 3)}^{2}}{a^{2} + 3 a + 9} \cdot \frac{{(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2}}$

ステップ 4

$1$ の適した因数を掛けて、各式を $(a^{2} + 3 a + 9) {(3 - a)}^{2}$ を公分母とする式で書きます。

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

$\frac{9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2}}$ に $\frac{a^{2} + 3 a + 9}{a^{2} + 3 a + 9}$ をかけます。

$\frac{9 a^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)} - \frac{{(a - 3)}^{2}}{a^{2} + 3 a + 9} \cdot \frac{{(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2}}$

ステップ 4.2

$\frac{{(a - 3)}^{2}}{a^{2} + 3 a + 9}$ に $\frac{{(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2}}$ をかけます。

$\frac{9 a^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)} - \frac{{(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{(a^{2} + 3 a + 9) {(3 - a)}^{2}}$

ステップ 4.3

$(a^{2} + 3 a + 9) {(3 - a)}^{2}$ の因数を並べ替えます。

$\frac{9 a^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)} - \frac{{(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 5

公分母の分子をまとめます。

$\frac{9 a^{2} (a^{2} + 3 a + 9) - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6

分子を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.1

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{2} a^{2} + 9 a^{2} (3 a) + 9 a^{2} \cdot 9 - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.2

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 6.2.1

指数を足して $a^{2}$ に $a^{2}$ を掛けます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.2.1.1

$a^{2}$ を移動させます。

$\frac{9 (a^{2} a^{2}) + 9 a^{2} (3 a) + 9 a^{2} \cdot 9 - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.2.1.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{9 a^{2 + 2} + 9 a^{2} (3 a) + 9 a^{2} \cdot 9 - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.2.1.3

$2$ と $2$ をたし算します。

$\frac{9 a^{4} + 9 a^{2} (3 a) + 9 a^{2} \cdot 9 - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.2.2

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{9 a^{4} + 9 \cdot 3 a^{2} a + 9 a^{2} \cdot 9 - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.2.3

$9$ に $9$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 9 \cdot 3 a^{2} a + 81 a^{2} - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.3

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 6.3.1

指数を足して $a^{2}$ に $a$ を掛けます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.3.1.1

$a$ を移動させます。

$\frac{9 a^{4} + 9 \cdot 3 (a \cdot a^{2}) + 81 a^{2} - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.3.1.2

$a$ に $a^{2}$ をかけます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.3.1.2.1

$a$ を $1$ 乗します。

$\frac{9 a^{4} + 9 \cdot 3 (a^{1} a^{2}) + 81 a^{2} - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.3.1.2.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{9 a^{4} + 9 \cdot 3 a^{1 + 2} + 81 a^{2} - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.3.1.3

$1$ と $2$ をたし算します。

$\frac{9 a^{4} + 9 \cdot 3 a^{3} + 81 a^{2} - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.3.2

$9$ に $3$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - {(a - 3)}^{2} {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.4

${(a - 3)}^{2}$ を $(a - 3) (a - 3)$ に書き換えます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - ((a - 3) (a - 3)) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.5

分配法則（FOIL法）を使って $(a - 3) (a - 3)$ を展開します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.5.1

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - (a (a - 3) - 3 (a - 3)) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.5.2

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - (a \cdot a + a \cdot - 3 - 3 (a - 3)) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.5.3

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - (a \cdot a + a \cdot - 3 - 3 a - 3 \cdot - 3) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.6

簡約し、同類項をまとめます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.6.1

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 6.6.1.1

$a$ に $a$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - (a^{2} + a \cdot - 3 - 3 a - 3 \cdot - 3) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.6.1.2

$- 3$ を $a$ の左に移動させます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - (a^{2} - 3 \cdot a - 3 a - 3 \cdot - 3) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.6.1.3

$- 3$ に $- 3$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - (a^{2} - 3 a - 3 a + 9) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.6.2

$- 3 a$ から $3 a$ を引きます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - (a^{2} - 6 a + 9) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.7

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} - (- 6 a) - 1 \cdot 9) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.8

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 6.8.1

$- 6$ に $- 1$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 1 \cdot 9) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.8.2

$- 1$ に $9$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) {(3 - a)}^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.9

${(3 - a)}^{2}$ を $(3 - a) (3 - a)$ に書き換えます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) ((3 - a) (3 - a))}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.10

分配法則（FOIL法）を使って $(3 - a) (3 - a)$ を展開します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.10.1

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (3 (3 - a) - a (3 - a))}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.10.2

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (3 \cdot 3 + 3 (- a) - a (3 - a))}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.10.3

分配則を当てはめます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (3 \cdot 3 + 3 (- a) - a \cdot 3 - a (- a))}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.11

簡約し、同類項をまとめます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.11.1

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 6.11.1.1

$3$ に $3$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (9 + 3 (- a) - a \cdot 3 - a (- a))}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.11.1.2

$- 1$ に $3$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (9 - 3 a - a \cdot 3 - a (- a))}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.11.1.3

$3$ に $- 1$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (9 - 3 a - 3 a - a (- a))}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.11.1.4

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (9 - 3 a - 3 a - 1 \cdot - 1 a \cdot a)}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.11.1.5

指数を足して $a$ に $a$ を掛けます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.11.1.5.1

$a$ を移動させます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (9 - 3 a - 3 a - 1 \cdot - 1 (a \cdot a))}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.11.1.5.2

$a$ に $a$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (9 - 3 a - 3 a - 1 \cdot - 1 a^{2})}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.11.1.6

$- 1$ に $- 1$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (9 - 3 a - 3 a + 1 a^{2})}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.11.1.7

$a^{2}$ に $1$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (9 - 3 a - 3 a + a^{2})}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.11.2

$- 3 a$ から $3 a$ を引きます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + (- a^{2} + 6 a - 9) (9 - 6 a + a^{2})}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.12

1番目の式の各項に2番目の式の各項を掛け、 $(- a^{2} + 6 a - 9) (9 - 6 a + a^{2})$ を展開します。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - a^{2} \cdot 9 - a^{2} (- 6 a) - a^{2} a^{2} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13

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 6.13.1

$9$ に $- 1$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} - a^{2} (- 6 a) - a^{2} a^{2} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.2

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} - 1 \cdot - 6 a^{2} a - a^{2} a^{2} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.3

指数を足して $a^{2}$ に $a$ を掛けます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.13.3.1

$a$ を移動させます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} - 1 \cdot - 6 (a \cdot a^{2}) - a^{2} a^{2} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.3.2

$a$ に $a^{2}$ をかけます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.13.3.2.1

$a$ を $1$ 乗します。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} - 1 \cdot - 6 (a^{1} a^{2}) - a^{2} a^{2} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.3.2.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} - 1 \cdot - 6 a^{1 + 2} - a^{2} a^{2} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.3.3

$1$ と $2$ をたし算します。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} - 1 \cdot - 6 a^{3} - a^{2} a^{2} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.4

$- 1$ に $- 6$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{2} a^{2} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.5

指数を足して $a^{2}$ に $a^{2}$ を掛けます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.13.5.1

$a^{2}$ を移動させます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - (a^{2} a^{2}) + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.5.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{2 + 2} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.5.3

$2$ と $2$ をたし算します。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 6 a \cdot 9 + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.6

$9$ に $6$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a + 6 a (- 6 a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.7

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a + 6 \cdot - 6 a \cdot a + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.8

指数を足して $a$ に $a$ を掛けます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.13.8.1

$a$ を移動させます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a + 6 \cdot - 6 (a \cdot a) + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.8.2

$a$ に $a$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a + 6 \cdot - 6 a^{2} + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.9

$6$ に $- 6$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a - 36 a^{2} + 6 a \cdot a^{2} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.10

指数を足して $a$ に $a^{2}$ を掛けます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.13.10.1

$a^{2}$ を移動させます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a - 36 a^{2} + 6 (a^{2} a) - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.10.2

$a^{2}$ に $a$ をかけます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 6.13.10.2.1

$a$ を $1$ 乗します。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a - 36 a^{2} + 6 (a^{2} a^{1}) - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.10.2.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a - 36 a^{2} + 6 a^{2 + 1} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.10.3

$2$ と $1$ をたし算します。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a - 36 a^{2} + 6 a^{3} - 9 \cdot 9 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.11

$- 9$ に $9$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a - 36 a^{2} + 6 a^{3} - 81 - 9 (- 6 a) - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.13.12

$- 6$ に $- 9$ をかけます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} - 9 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a - 36 a^{2} + 6 a^{3} - 81 + 54 a - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.14

$- 9 a^{2}$ から $36 a^{2}$ を引きます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + 6 a^{3} - a^{4} + 54 a - 45 a^{2} + 6 a^{3} - 81 + 54 a - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.15

$6 a^{3}$ と $6 a^{3}$ をたし算します。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + 12 a^{3} - a^{4} + 54 a - 45 a^{2} - 81 + 54 a - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.16

$54 a$ と $54 a$ をたし算します。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + 12 a^{3} - a^{4} + 108 a - 45 a^{2} - 81 - 9 a^{2}}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.17

$- 45 a^{2}$ から $9 a^{2}$ を引きます。

$\frac{9 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + 12 a^{3} - a^{4} + 108 a - 54 a^{2} - 81}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.18

$9 a^{4}$ から $a^{4}$ を引きます。

$\frac{8 a^{4} + 27 a^{3} + 81 a^{2} + 12 a^{3} + 108 a - 54 a^{2} - 81}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.19

$27 a^{3}$ と $12 a^{3}$ をたし算します。

$\frac{8 a^{4} + 39 a^{3} + 81 a^{2} + 108 a - 54 a^{2} - 81}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

ステップ 6.20

$81 a^{2}$ から $54 a^{2}$ を引きます。

$\frac{8 a^{4} + 39 a^{3} + 27 a^{2} + 108 a - 81}{{(3 - a)}^{2} (a^{2} + 3 a + 9)}$

有限数学 例

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