Ответ:

Сгруппируем слагаемые с x и с y:

ax − 2by + ay − 2bx = ax + ay − 2bx − 2by.

Вынесем общий множитель из каждой пары:

= a(x + y) − 2b(x + y).

Вынесем общий двучлен x + y:

= (a − 2b)(x + y), что совпадает с правой частью. Тождество доказано.