a) \(a\left(b^2+c^2+bc\right)+b\left(c^2+a^2+ac\right)+c\left(a^2+b^2+ab\right)\)
\(=ab^2+ac^2+abc+bc^2+ba^2+abc+ca^2+cb^2+abc\)
\(=\left(ab^2+abc+ba^2\right)+\left(ac^2+ca^2+abc\right)+\left(bc^2+abc+cb^2\right)\)
\(=ab\left(b+c+a\right)+ac\left(c+a+b\right)+bc\left(c+a+b\right)\)
\(=\left(a+b+c\right)\left(ab+ac+bc\right)\)
b) \(\left(a+b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)-abc\)
\(=ab^2+ac^2+abc+bc^2+ba^2+abc+ca^2+cb^2+abc-abc\)
\(=\left(ab^2+ba^2\right)+\left(ac^2+bc^2\right)+\left(abc+cb^2\right)+\left(abc+ca^2\right)\)
\(=ab\left(a+b\right)+c^2\left(a+b\right)+cb\left(a+b\right)+ca\left(b+a\right)\)
\(=\left(a+b\right)\left(ab+c^2+bc+ac\right)\)
\(=\left(a+b\right)\left[a\left(b+c\right)+c\left(c+b\right)\right]\)
\(=\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(a+c\right)\)
c) \(a\left(a+2b\right)^3-b\left(2a+b\right)^3\)
\(=a\left(a^3+3a^2.2b+3a4b^2+8b^3\right)-b\left(8a^3+3.4a^2.b+3.2a.b^2+b^3\right)\)
\(=a\left(a^3+6a^2b+12ab^2+8b^3\right)-b\left(8a^3+12a^2b+6ab^2+b^3\right)\)
\(=a^4+6a^3b+12a^2b^2+8b^3a-8a^3b-12a^2b^2-6ab^3-b^4\)
\(=a^4+6a^3b+8b^3a-8a^3b-6ab^3-b^4\)
\(=\left(a^4-b^4\right)+\left(6a^3b-6ab^3\right)+\left(8b^3a-8a^3b\right)\)
\(=\left(a^2-b^2\right)\left(a^2+b^2\right)+6ab\left(a^2-b^2\right)+8ab\left(b^2-a^2\right)\)
\(=\left(a^2-b^2\right)\left(a^2+b^2\right)+6ab\left(a^2-b^2\right)-8ab\left(a^2-b^2\right)\)
\(=\left(a^2-b^2\right)\left(a^2+b^2+6ab-8ab\right)\)
\(=\left(a-b\right)\left(a+b\right)\left(a^2+b^2-2ab\right)\)
\(=\left(a-b\right)\left(a+b\right)\left(a-b\right)^2\)
\(=\left(a-b\right)^3\left(a+b\right)\)
