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Algebra · real student question

展开 (4√3a + √3a²)²。

Question

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(43 a+3 a2)2.\left(4\sqrt{3}\,a+\sqrt{3}\,a^{2}\right)^{2}.

Step-by-step solution

  1. 平方之前先把括号里的公因式提出来。 两项都含 3 a\sqrt3\,a:

    43 a+3 a2=3 a(4+a).4\sqrt3\,a+\sqrt3\,a^{2}=\sqrt3\,a\left(4+a\right).

    这比直接对两个带根号的项用 (u+v)2(u+v)^2 公式干净得多。

  2. 对提完公因式的形式平方。 平方可以分配到乘积的每个因子上:

    (3 a(a+4))2=(3)2a2(a+4)2=3a2(a+4)2.\left(\sqrt3\,a(a+4)\right)^{2}=\left(\sqrt3\right)^{2}a^{2}(a+4)^{2}=3a^{2}(a+4)^{2}.

    正是平方这一步让根号消失:(3)2=3\left(\sqrt3\right)^2=3。

  3. 把剩下那个平方展开。

    (a+4)2=a2+8a+16.(a+4)^{2}=a^{2}+8a+16.

  4. 乘上 3a²。

    3a2(a2+8a+16)=3a4+24a3+48a2.3a^{2}\left(a^{2}+8a+16\right)=3a^{4}+24a^{3}+48a^{2}.

  5. 用直接展开法交叉验证。 取 u=43au=4\sqrt3 a、v=3a2v=\sqrt3 a^2,套用 (u+v)2=u2+2uv+v2(u+v)^2=u^2+2uv+v^2:

    u2=48a2,2uv=2⋅43a⋅3a2=24a3,v2=3a4,u^{2}=48a^{2},\qquad 2uv=2\cdot 4\sqrt3 a\cdot\sqrt3 a^{2}=24a^{3},\qquad v^{2}=3a^{4},

    三项相加同样得到 3a4+24a3+48a23a^4+24a^3+48a^2。注意中间那一项的根号也消失了,因为 3⋅3=3\sqrt3\cdot\sqrt3=3。

Answer

3a4+24a3+48a2=3a2(a+4)23a^{4}+24a^{3}+48a^{2}=3a^{2}(a+4)^{2}

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