その1行下のところで(x+2y)²が出てきていますが、まさにこのような2乗の形を作るための変形を無理やりしています。x²+4xyをみて、+4y²があれば2乗の形が作れる、しかしながら実際には3y²だから、-y²をつけて帳尻合わせきています。
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