(1) できるだけバラした計算をしたくないので、"a"に着目して整理しながら展開します。
(a + b + c)(a² + b² + c² - ab - bc - ca)
= {a + (b + c)}{a² - (b + c)a + (b² - bc + c²)}
= a³ - (b + c)a² + (b² - bc + c²)a + (b + c)a² - (b + c)²a + (b + c)(b² - bc + c²)
= a³ - {(b + c) - (b + c)}a² + {(b² - bc + c²) - (b + c)²}a + (b + c)(b² - bc + c²)
= a³ - {3bc}a + (b³ + c³)
= a³ + b³ + c³ - 3abc
(2) (1) より (a + b + c)(a² + b² + c² - ab - bc - ca) = a³ + b³ + c³ - 3abc なので
a = x , b = y , c = -1 を代入します。
(x + y - 1)(x² + y² + 1 - xy + x + y) = x³ + y³ - 1 + 3xy