- Формулы сокращённого умножения.
- Квадрат суммы и разности.
- Квадрат суммы.
- Квадрат разности
- Квадрат трехчлена
- Квадрат суммы любого количества членов.
- Куб суммы и разности
- Куб суммы
- Куб разности
- Разность квадратов двух выражений
- Сумма и разность кубов
- Сумма кубов
- Разность кубов
- Сумма и разность в натуральной степени
Правила и формулы, позволяющие упростить преобразования выражений и вычисления.
Необходимо знать и уметь применять для быстрого получения результата!
- Формулы сокращённого умножения;
- выделение полного квадрата;
- домножение на сопряжённое выражение.
Формулы сокращённого умножения.
Квадрат суммы и разности.
Квадрат суммы.
Квадрат суммы двух выражений равен сумме квадратов первого и второго выражений плюс удвоенное произведение первого и второго выражений, т.е. трехчлен, представляющий собой полный квадрат:
\[ (a+b)^2=a^2+2ab+b^2 \]
Примеры:
\( (4a + 2)^2=16a^2 + 16a + 4 \)
\( (3a + 2b)^2=9a^2 + 12ab + 4b^2 \)
Формулу легко можно вывести, выполнив умножение и приведение подобных слагаемых:
\( (a + b)^2 = (a + b)(a + b)=aa + ab + ba + bb=a^2 + 2ab + b^2 \)
Квадрат разности
Квадрат разности двух выражений равен сумме квадратов первого и второго выражений минус удвоенное произведение первого и второго выражений, т.е. трехчлен, представляющий собой полный квадрат:
\[ (a-b)^2=a^2-2ab+b^2 \]
Примеры:
\( (4a — 2)^2 = 16a^2 — 16a + 4 \)
\( (3a — 2b)^2 = 9a^2 — 12ab + 4b^2 \)
Если вы забыли формулу, то ее легко можно вывести, выполнив умножение и приведение подобных слагаемых:
\( (a — b)^2=(a — b)(a — b)=aa — ab — ba + bb = a^2 — 2ab + b^2 \)
Запомните верные равенства:
\[ (a — b)^2 = (b — a)^2 \]
\[ (a + b)^2 = (- b — a)^2 \]
Но: \( a^2 — b^2 ≠ b^2 — a^2 \)
Квадрат трехчлена
Квадрат трехчлена равен сумме квадратов его членов плюс удвоенные попарные произведения его членов:
\[ (a+b+c)^2=a^2+b^2+c^2+2ab+2ac+2bc \]
\[ (4a + 2 + b)^2=16a^2 + 4 + b^2 + 16a + 8ab + 4b \]
Формула квадрата трехчлена выводится аналогично формуле квадрата двучлена — просто перемножить, открыв скобки и приведя подобные члены выражения:
\( (a + b + c)^2=((a + b) + c)^2 = (a + b)^2 + 2(a + b)c + c^2 = a^2 + 2ab + b^2 + 2ac + 2bc + c^2 = a^2 + b^2 + c^2 + 2ab + 2ac + 2bc \)
Квадрат суммы любого количества членов.
\[ \left ( a_{1}+a_{2}+…+a_{n}\right )^{2}={a_1{}}^{2}+{a_2{}}^{2}+…+{a_n{}}^{2}+2a_{1}a_{2}+2a_{1}a_{3}+…+2a_{n-1}a_{n} \]
Пример:
\( (a — b + 3c)^2 = a^2 + b^2 + 9c^2 — 2ab + 6ac — 6bc \)
Подсказка: Как определить, что трехчлен является полным квадратом?
Если удвоенное произведение квадратных корней из двух членов трехчлена равно третьему члену, то такой трехчлен — полный квадрат.
Примеры:
\( 9a^2 + 12ab + 4b^2=(3a + 2b)^2 \) — полный квадрат, т.к. \( 12ab=2·3a·2b \)
\( 4a^4 + 4a^2 + 1=(2a^2 + 1)^2 \) — полный квадрат, т.к. \( 4a^2=2·2a^2·1 \)
Нельзя путать полные квадраты суммы и разности
\( a^2 + 2ab + b^2 \) и \( a^2 — 2ab + b^2 \)
с неполными квадратами
\( a^2 + ab + b^2 \) и \( a^2 — ab + b^2 \)
Куб суммы и разности
Куб суммы
Куб суммы двух выражений равен сумме кубов первого и второго выражения, плюс утроенное произведение квадрата первого выражения на второе, плюс утроенное произведение квадрата второго выражения на первое выражение:
\[ (a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3 \]
Формула выводится аналогично:
\( (a + b)^3=(a + b)^2(a + b) = (a^2 + 2ab + b^2)(a + b) = a^3 + a^2b + 2a^2b + 2ab^2 + b^2a + b^3 = a^3 + 3a^2b + 3b^2a + b^3 \)
Куб разности
Куб разности двух выражений равен кубу первого выражения, минус утроенное произведение квадрата первого выражения на втрое, плюс утроенное произведение первого выражения на квадрат второго, минус куб второго выражения:
\[ (a-b)^3=a^3-3a^2b+3ab^2-b^3 \]
Формула выводится аналогично:
\( (a — b)^3=(a — b)^2(a — b) = (a^2 — 2ab + b^2)(a — b) = a^3 — a^2b — 2a^2b + 2ab^2 + b^2a — b^3 = a^3 — 3a^2b + 3b^2a — b^3 \)
Можно записать следующим образом:
\( (a — b)^3= a^3b^0 — 3a^2b^1 + 3b^2a^1 — a^0b^ 3 \), минус при нечетных степенях b.
Разность квадратов двух выражений
Разность квадратов двух выражений равна произведению разности этих выражений и их суммы.
\[ (a-b)(a+b)=a^{2}-b^{2} \]
Формула в таком виде используется для разложения на множители:
\[ a^2-b^2=(a-b)(a+b) \]
- Нельзя путать разность квадратов \( a^2 — b^2=(a — b)(a + b) \) с суммой квадратов \( a^2 + b^2 \), для которой нет формулы!
- Различайте формулы разности квадратов \( a^2 — b^2=(a — b)(a + b) \) и формулы квадрата разности \( (a — b)^2=a^2 — 2ab + b^2 \)
Сумма и разность кубов
Сумма кубов
Сумма кубов двух выражений равна произведению суммы этих выражений на квадрат их разности.
\[ (a+b)(a^2-ab+b^2)=a^3+b^3 \]
В таком виде формула используется для разложения на множители :
\[ a^3+b^3=(a+b)(a^2-ab+b^2) \]
Разность кубов
Разность кубов двух выражений равна произведению разности этих выражений на неполный квадрат их суммы.
\[ (a-b)(a^2+ab+b^2)=a^3-b^3 \]
Для разложения на множители:
\[ a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2)\]
Сумма и разность в натуральной степени
\[ a^{n}+b^{n}=(a+b)(a^{n-1}-a^{n-2}b+a^{n-3}b^{2}-\cdots -ab^{n-2}+b^{n-1} ) \]
где \( n=2k+1, k \)— любое натуральное число
\[ a^{n}-b^{n}=(a-b)(a^{n-1}+a^{n-2}b+a^{n-3}b^{2}+\cdots +ab^{n-2}+b^{n-1} ) \]
где n — любое натуральное число.
Преобразование суммы четных степеней чисел\( a \) и \( b \):
\[ \begin{matrix} a^{2n}+b^{2n}=(a^n+b^n)^2-2a^nb^n\\ a^{2n}+b^{2n}=(a^n-b^n)^2+2a^nb^n \end{matrix} \]
где n — любое целое число.




