¿Cómo factorizo ​​[matemáticas] (x + y) ^ 6- (xy) ^ 6 [/ matemáticas]?

Otras respuestas dieron la solución basada en la tercera regla binomial [matemáticas] a ^ 2-b ^ 2 = (a + b) (ab). [/ Matemáticas]

Sin embargo, hay otra manera. Expande ambos términos en suma binomial

[matemáticas] (x \ pm y) ^ 6 = \ sum \ nolimits_ {k = 0} ^ 6 {6 \ elegir k} x ^ {6-k} (\ pm y) ^ k [/ matemáticas]

Al tomar la diferencia, solo los términos donde k es extraño sobreviven

[matemáticas] (x + y) ^ 6 – (x – y) ^ 6 = 2 \ left ({6 \ choose1} x ^ 5 y + {6 \ choose3} x ^ 3y ^ 3 + {6 \ choose5} xy ^ 5 \ right) = 2xy \ left ({6 \ choose1} x ^ 4 + {6 \ choose3} x ^ 2y ^ 2 + {6 \ choose5} y ^ 4 \ right) = 2xy \ left (6 x ^ 4 + 20 x ^ 2y ^ 2 +6 y ^ 4 \ right) = 4xy \ left (3 x ^ 4 + 10 x ^ 2y ^ 2 +3 y ^ 4 \ right) [/ math]

El segundo término se puede factorizar simplemente completando el cuadrado

[matemáticas] \ left (3 x ^ 4 + 10 x ^ 2y ^ 2 +3 y ^ 4 \ right) = \ left (3x ^ 2 + y ^ 2 \ right) \ left (x ^ 2 + 3 y ^ 2 \ right) [/ math]

Entonces

[matemáticas] (x + y) ^ 6 – (x – y) ^ 6 = 4xy \ left (3x ^ 2 + y ^ 2 \ right) \ left (x ^ 2 + 3 y ^ 2 \ right) [/ math ]

Que es exactamente lo mismo que Wolfram Alpha te da:

Motor de conocimiento computacional

Solo hago esto por diversión ya que la pregunta apareció en mi feed 🙂

[matemáticas] \ begin {align} & (x + y) ^ 6- (xy) ^ 6 \\ = & \ left \ {(x + y) ^ 2 \ right \} ^ 3- \ left \ {(xy ) ^ 2 \ right \} ^ 3 \\ = & \ bigg [(x + y) ^ 2- (xy) ^ 2 \ bigg] \ bigg [(x + y) ^ 4 + (x + y) ^ 2 (xy) ^ 2 + (xy) ^ 4 \ bigg] \\ = & 4xy \ bigg [\ left \ {(x + y) ^ 2 + (xy) ^ 2 \ right \} ^ 2-2 (x + y ) ^ 2 (xy) ^ 2 + (x + y) ^ 2 (xy) ^ 2 \ bigg] \\ = & 4xy \ bigg [(2x ^ 2 + 2y ^ 2) ^ 2- (x ^ 2-y ^ 2) ^ 2 \ bigg] \\ = & \ bbox [2pt, borde: 2pt # 10f sólido] {\ bbox [# AFA, 5px] {4xy (3x ^ 2 + y ^ 2) (x ^ 2 + 3y ^ 2)}} \ end {align} \ tag * {} [/ math]

[matemáticas] (x + y) ^ 6- (xy) ^ 6 = \ {(x + y) ^ 2- (xy) ^ 2 \} ^ 3 + 3 (x + y) ^ 2 (xy) ^ 2 \ {(x + y) ^ 2- (xy) ^ 2 \} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ {4xy \} ^ 3 + 3 (x ^ 2-y ^ 2) ^ 2 \ {4xy \} [/ matemáticas]

[matemáticas] = 64 x ^ 3y ^ 3 + 3 (x ^ 4–2x ^ 2y ^ 2 + y ^ 4) \ {4xy \} [/ matemáticas]

[matemáticas] = 4xy \ {16x ^ 2y ^ 2 + 3x ^ 4–6x ^ 2y ^ 2 + 3y ^ 4 \} [/ matemáticas]

[matemáticas] = 4xy \ {3x ^ 4 + 10x ^ 2y ^ 2 + 3y ^ 4 \} [/ matemáticas] Nota [matemáticas] 9 + 1 = 10 [/ matemáticas] y [matemáticas] 9 * 1 = 9 [/ matemáticas]

[math] = \ boxed {4xy (3x ^ 2 + y ^ 2) (x ^ 2 + 3y ^ 2)} [/ math]