Для того чтобы разложить выражение ( x^3 - 27y^3 + 3x^2y - 9xy^2 ) на множители, воспользуемся методом группировки и формулами сокращенного умножения.
Шаг 1: Группируем члены выражения.
[
x^3 - 27y^3 + 3x^2y - 9xy^2 = (x^3 - 27y^3) + (3x^2y - 9xy^2)
]
Шаг 2: Применяем формулы сокращенного умножения. Заметим, что ( x^3 - 27y^3 ) можно представить как разность кубов:
[
x^3 - 27y^3 = x^3 - (3y)^3
]
Разложение разности кубов:
[
a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2)
]
где ( a = x ) и ( b = 3y ).
Следовательно,
[
x^3 - 27y^3 = (x - 3y)(x^2 + 3xy + 9y^2)
]
Шаг 3: Рассмотрим вторую часть выражения ( 3x^2y - 9xy^2 ):
[
3x^2y - 9xy^2 = 3xy(x - 3y)
]
Шаг 4: Объединяем разложенные части. У нас есть общий множитель ( x - 3y ):
[
x^3 - 27y^3 + 3x^2y - 9xy^2 = (x - 3y)(x^2 + 3xy + 9y^2) + 3xy(x - 3y)
]
Шаг 5: Вынесем общий множитель ( x - 3y ) за скобки:
[
= (x - 3y)\left[(x^2 + 3xy + 9y^2) + 3xy\right]
]
Шаг 6: Упростим выражение в скобках:
[
(x^2 + 3xy + 9y^2) + 3xy = x^2 + 6xy + 9y^2
]
Шаг 7: Заметим, что ( x^2 + 6xy + 9y^2 ) является квадратом суммы:
[
x^2 + 6xy + 9y^2 = (x + 3y)^2
]
Таким образом, окончательное разложение на множители:
[
x^3 - 27y^3 + 3x^2y - 9xy^2 = (x - 3y)(x + 3y)^2
]