Как вынести общий множитель за скобки?
Что такое общий множитель
Начнем с самого простого: что такое множитель?
Множитель — число, показывающее, сколько раз повторяется слагаемым другое число для получения произведения.
Иначе говоря, множитель — это число, которое участвует в процессе умножения.
В примере множителями являются числа 2 и 3, а 6 — значение произведения или результат умножения.
В примере множителями являются числа 2 и 15, а 30 — значение произведения или результат умножения.
Понятие «множитель» можно встретить и при решении уравнений. Так, в уравнении между числом 2 и буквой х опущен знак умножения, а значит, 2 — это известный множитель, а х — неизвестный.
Могут ли множители быть общими? Вполне! Предлагаем разложить на простые множители два числа и сравнить получившиеся ряды чисел: может, какие-то из множителей повторятся?
Возьмем числа 36 и 15:
Как мы видим, общий множитель для чисел 36 и 15 (т. е. множитель, который присутствует в разложении обоих чисел) — это число 3.
Демоурок по математике
Узнайте, какие темы у вас «хромают», а после — разбирайте их без зубрежки формул и скучных лекций.
Распределительный закон
Еще лучше понять природу общего множителя помогает распределительный закон умножения, который изучают в 5-м классе.
Повторим его формулировку:
Чтобы сумму чисел умножить на число, нужно каждое слагаемое отдельно умножить на число и полученные произведения сложить.
Кстати, то же самое правило работает и для разности: чтобы разность чисел умножить на число, нужно умножить на число уменьшаемое и вычитаемое и из первого произведения вычесть второе.
Приведем примеры:
Особенно внимательные читатели заметили, что последний пример немного отличается от остальных: в нем число стоит не перед скобками, а после. Не переживайте, так можно и даже нужно! На алгоритм раскрытия скобок не влияет, где стоит число, а значит, мы можем сами выбрать, поставить его в начале или в конце примера.
Распределительный закон очень удобно иллюстрировать стрелочками:
С ними сразу становится ясно, в каком порядке произвести действия!
Распределительный закон можно записать в общей форме, подставив вместо чисел буквы:
Можно сказать, что запись в таком виде является шаблоном или формулой. Мы должны запомнить, что вместо букв a, b, c мы можем подставить все что угодно: дроби, смешанные числа, другие буквы и даже целые примеры.
Обратная запись распределительного закона
«Постойте, но как это относится в общему множителю? По-моему, все только стало сложнее…»
Понимаем ваши чувства, но уверяем: сейчас мы во всем разберемся!
Дело в том, что мы можем немного переписать распределительный закон, поменяв части местами:
если
то и
А это уже стандартное вынесение общего множителя за скобки! Можно сказать, что это действие является обратным умножению скобки на число. В нашей буквенной форме а — общий множитель, когда мы выносим его за скобки, получаем сумму . Таким образом мы получили формулу вынесения общего множителя за скобки.
Рассмотрим числовые примеры вынесения общего множителя за скобки:
Итак, что называют вынесением общего множителя за скобки? Это математическое действие, которое подразумевает преобразование выражения с помощью распределительного свойства умножения.
Алгоритм вынесения общего множителя за скобки
Примеры, которые мы рассмотрели выше, были довольно простыми: в них мы сразу видели, какое число является общим множителем для суммы или разности. Но что если в исходном задании общий множитель не будет явным?
Например: вынесите общий множитель за скобки в выражении .
В этом примере не только появились буквы, но еще и числа 20 и 4 не разложены на множители.
Чтобы успешно выполнить вычисления, воспользуемся правилом вынесения общего множителя за скобки:
Найдем НОД числовых коэффициентов.
Проанализируем буквенные части одночленов (если выражение представляет собой многочлен).
Поделим каждый одночлен на НОД и общие буквы в наименьших степенях.
Вынесем общий множитель за скобки, внутрь скобок поместим результаты деления и исходный знак (если была сумма — то плюс, если разность — минус).
Самое лучшее, что мы можем сделать сейчас, — закрепить использование этого алгоритма на практике. Этим и займемся!
Примеры вынесения общего множителя за скобки
Задание 1
Вынесите общий множитель за скобки в выражении .
Решение.
Для того чтобы вынести общий множитель за скобки, найдем наибольший общий делитель для двух чисел.
Чтобы найти НОД, нужно разложить эти числа на простые множители, а затем найти произведение общих множителей.
Чтобы разложить число на простые множители, будем делить число на ряд натуральных чисел от 2 и далее и так повторим с каждым результатом деления.
Обратите внимание на запись: 24 делится на 2 (начинаем именно с двойки), под числом 24 мы записываем результат деления и так далее. 3 не делится на 2, зато делится на 3, в результате мы получаем 1 и заканчиваем деление.
Сравним полученные ряды чисел:
Совпали числа 2 и 3.
Значит, НОД . Число 6 — это и есть общий множитель, его мы вынесем за скобки:
Задание 2
Вынесите общий множитель за скобки в выражении .
Решение:
Найдем НОД чисел 54 и 12.
Разделим оба числа на НОД.
Запишем результат, где перед скобками стоит НОД, а в скобках — сумма результатов деления.
НОД
Задание 3
Произведите преобразования многочлена и вынесите общий множитель за скобки в выражении .
Решение:
Видим, что выражение представляет собой многочлен (сумму одночленов — выражений, содержащих произведение числового коэффициента и буквенной части).
В обоих одночленах буква а является общей, а значит, она будет входить в общий множитель.Найдем НОД для чисел 2 и 12:
НОД
Общим множителем, исходя из пунктов 1 и 2, будет являться выражение 2а.
Сделаем проверку, раскрыв скобки в полученном произведении:
Задание 4
Вынесите общий множитель за скобки в многочлене
Решение:
Видим, что выражение представляет собой многочлен (сумму одночленов — выражений, содержащих произведение числа и буквы). В одночленах 24xy и 15z нет общей буквы, все они разные, а значит, они не являются общими множителями.
Найдем НОД чисел 24 и 15:
НОД
Сделаем проверку, раскрыв скобки в полученном произведении:
Задание 5
Вынесите общий множитель за скобки в выражении
Видим, что выражение представляет собой многочлен. Проанализировав одночлены, мы замечаем, что в каждом из них есть х, но в разных степенях. Как общий множитель мы возьмем х в наименьшей степени, т. е. x1, или x.
Обратите внимание: хотя у присутствует в двух из трех одночленов, этого недостаточно для вынесения его за скобки в качестве общего множителя.
Рассчитаем НОД: НОД (8, 16, 4) = 4.
В данном выражении дополнительно можно вынести знак минус (но это необязательно).
Чтобы это учесть, в качестве общего множителя возьмем −4x.
Подведем итоги
Вынесение общего множителя за скобки — это математическое действие, которое основано на распределительном законе умножения.
Использование этого метода значительно упрощает вычисления.
Метод вынесения общего множителя за скобки: необходимо найти НОД числовых коэффициентов и повторяющуюся букву в ее наименьшей степени и разделить на общий множитель все одночлены.
Чтобы еще лучше закрепить темы «Вынесение общего множителя за скобки» и «Разложение многочлена на множители», приглашаем на онлайн-уроки математики в школе Skysmart! Удобная платформа, курсы по подготовке к ВПР и экзаменам, а также поддержка опытных преподавателей — что может быть полезнее и увлекательнее?
Формулы быстрого умножения.
Калькулятор онлайн.Упрощение многочлена.Умножение многочленовМатематические выражения (формулы) сокращённого умножения (квадрат суммы и разности, куб суммы и разности, разность квадратов, сумма и разность кубов) крайне не заменимы во многих областях точных наук. Эти 7 символьных записей не заменимы при упрощении выражений, решении уравнений, при умножении многочленов, сокращении дробей , решении интегралов и многом другом. А значит будет очень полезно разобраться как они получаются, для чего они нужны, и самое главное, как их запомнить и потом применять. Потом применяя формулы сокращенного умножения на практике самым сложным будет увидеть, что есть х и что есть у. Очевидно, что никаких ограничений для a и b нет, а значит это могут быть любые числовые или буквенные выражения.
И так вот они:
Первая х 2 — у 2 = (х — у) (х+у) .Чтобы рассчитать разность квадратов двух выражений надо перемножить разности этих выражений на их суммы.
Вторая (х + у) 2 = х 2 + 2ху + у 2 . Чтобы найти квадрат суммы двух выражений нужно к квадрату первого выражения прибавить удвоенное произведение первого выражения на второе плюс квадрат второго выражения.
Третья (х — у) 2 = х 2 — 2ху + у 2 . Чтобы вычислить квадрат разности двух выражений нужно от квадрата первого выражения отнять удвоенное произведение первого выражения на второе плюс квадрат второго выражения.
Четвертая (х + у) 3 = х 3 + 3х 2 у + 3ху 2 + у 3. Чтобы вычислить куб суммы двух выражений нужно к кубу первого выражения прибавить утроенное произведение квадрата первого выражения на второе плюс утроенное произведение первого выражения на квадрат второго плюс куб второго выражения.
Пятая (х — у) 3 = х 3 — 3х 2 у + 3ху 2 — у 3 . Чтобы рассчитать куб разности двух выражений необходимо от куба первого выражения отнять утроенное произведение квадрата первого выражения на второе плюс утроенное произведение первого выражения на квадрат второго минус куб второго выражения.
Шестая х 3 + у 3 = (х + у) (х 2 — ху + у 2) Чтобы высчитать сумму кубов двух выражений нужно умножить суммы первого и второго выражения на неполный квадрат разности этих выражений.
Седьмая х 3 — у 3 = (х — у) (х 2 + ху + у 2) Чтобы произвести вычисление разности кубов двух выражений надо умножить разность первого и второго выражения на неполный квадрат суммы этих выражений.
Не сложно запомнить, что все формулы применяются для произведения расчетов и в противоположном направлении (справа налево).
О существовании этих закономерностей з нали еще около 4 тысяч лет тому назад. Их широко применяли жители древнего Вавилона и Египта. Но в те эпохи они выражались словесно или геометрически и при расчетах не использовали буквы.
Разберем доказательство квадрата суммы (а + b) 2 = a 2 +2ab +b 2 .
Первым эту математическую закономерность доказал древнегреческий учёный Евклид, работавший в Александрии в III веке до н. э., он использовал для этого геометрический способ доказательства формулы, так как буквами для обозначения чисел не пользовались и учёные древней Эллады. Ими повсеместно употреблялись не “а 2 ”, а “квадрат на отрезке а”, не “ab”, а “прямоугольник , заключенный между отрезками a и b”.
Соблюдение Вашей конфиденциальности важно для нас. По этой причине, мы разработали Политику Конфиденциальности, которая описывает, как мы используем и храним Вашу информацию. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими правилами соблюдения конфиденциальности и сообщите нам, если у вас возникнут какие-либо вопросы.
Сбор и использование персональной информации
Под персональной информацией понимаются данные, которые могут быть использованы для идентификации определенного лица либо связи с ним.
От вас может быть запрошено предоставление вашей персональной информации в любой момент, когда вы связываетесь с нами.
Ниже приведены некоторые примеры типов персональной информации, которую мы можем собирать, и как мы можем использовать такую информацию.
Какую персональную информацию мы собираем:
- Когда вы оставляете заявку на сайте, мы можем собирать различную информацию, включая ваши имя, номер телефона, адрес электронной почты и т.д.
Как мы используем вашу персональную информацию:
- Собираемая нами персональная информация позволяет нам связываться с вами и сообщать об уникальных предложениях, акциях и других мероприятиях и ближайших событиях.
- Время от времени, мы можем использовать вашу персональную информацию для отправки важных уведомлений и сообщений.
- Мы также можем использовать персональную информацию для внутренних целей, таких как проведения аудита, анализа данных и различных исследований в целях улучшения услуг предоставляемых нами и предоставления Вам рекомендаций относительно наших услуг.
- Если вы принимаете участие в розыгрыше призов, конкурсе или сходном стимулирующем мероприятии, мы можем использовать предоставляемую вами информацию для управления такими программами.
Раскрытие информации третьим лицам
Мы не раскрываем полученную от Вас информацию третьим лицам.
Исключения:
- В случае если необходимо — в соответствии с законом, судебным порядком, в судебном разбирательстве, и/или на основании публичных запросов или запросов от государственных органов на территории РФ — раскрыть вашу персональную информацию. Мы также можем раскрывать информацию о вас если мы определим, что такое раскрытие необходимо или уместно в целях безопасности, поддержания правопорядка, или иных общественно важных случаях.
- В случае реорганизации, слияния или продажи мы можем передать собираемую нами персональную информацию соответствующему третьему лицу – правопреемнику.
Защита персональной информации
Мы предпринимаем меры предосторожности — включая административные, технические и физические — для защиты вашей персональной информации от утраты, кражи, и недобросовестного использования, а также от несанкционированного доступа, раскрытия, изменения и уничтожения.
Соблюдение вашей конфиденциальности на уровне компании
Для того чтобы убедиться, что ваша персональная информация находится в безопасности, мы доводим нормы соблюдения конфиденциальности и безопасности до наших сотрудников, и строго следим за исполнением мер соблюдения конфиденциальности.
Формулы степеней используют в процессе сокращения и упрощения сложных выражений, в решении уравнений и неравенств.
Число c является n -ной степенью числа a когда:
Операции со степенями.
1. Умножая степени с одинаковым основанием их показатели складываются:
a m ·a n = a m + n .
2. В делении степеней с одинаковым основанием их показатели вычитаются:
3. Степень произведения 2-х либо большего числа множителей равняется произведению степеней этих сомножителей:
(abc…) n = a n · b n · c n …
4. Степень дроби равняется отношению степеней делимого и делителя:
(a/b) n = a n /b n .
5. Возводя степень в степень, показатели степеней перемножают:
(a m) n = a m n .
Каждая вышеприведенная формула верна в направлениях слева направо и наоборот.
Например . (2·3·5/15)² = 2²·3²·5²/15² = 900/225 = 4 .
Операции с корнями.
1. Корень из произведения нескольких сомножителей равняется произведению корней из этих сомножителей:
2. Корень из отношения равен отношению делимого и делителя корней:
3. При возведении корня в степень довольно возвести в эту степень подкоренное число:
4. Если увеличить степень корня в n раз и в тоже время возвести в n -ую степень подкоренное число, то значение корня не поменяется:
5. Если уменьшить степень корня в n раз и в тоже время извлечь корень n -ой степени из подкоренного числа, то значение корня не поменяется:
Степень с отрицательным показателем. Степень некоторого числа с неположительным (целым) показателем определяют как единицу, деленную на степень того же числа с показателем, равным абсолютной величине неположительного показателя:
Формулу a m :a n =a m — n можно использовать не только при m > n , но и при m n .
Например . a 4:a 7 = a 4 — 7 = a -3 .
Чтобы формула a m :a n =a m — n стала справедливой при m=n , нужно присутствие нулевой степени.
Степень с нулевым показателем. Степень всякого числа, не равного нулю, с нулевым показателем равняется единице.
Например . 2 0 = 1,(-5) 0 = 1,(-3/5) 0 = 1.
Степень с дробным показателем. Чтобы возвести действительное число а в степень m/n , необходимо извлечь корень n -ой степени из m -ой степени этого числа а .
Формулы или правила сокращенного умножения используются в арифметике, а точнее — в алгебре, для более быстрого процесса вычисления больших алгебраических выражений. Сами же формулы получены из существующих в алгебре правил для умножения нескольких многочленов.
Использование данных формул обеспечивает достаточно оперативное решение различных математических задач, а также помогает осуществлять упрощение выражений. Правила алгебраических преобразований позволяют выполнять некоторые манипуляции с выражениями, следуя которым можно получить в левой части равенства выражение, стоящее в правой части, или преобразовать правую часть равенства (чтобы получить выражение, стоящее в левой части после знака равенства).
Удобно знать формулы, применяемые для сокращенного умножения, на память, так как они нередко используются при решении задач и уравнений. Ниже перечислены основные формулы, входящие в данный список, и их наименование.
Квадрат суммы
Чтобы вычислить квадрат суммы, необходимо найти сумму, состоящую из квадрата первого слагаемого, удвоенного произведения первого слагаемого на второе и квадрата второго. В виде выражения данное правило записывается следующим образом: (а + с)² = a² + 2ас + с².
Квадрат разности
Чтобы вычислить квадрат разности, необходимо вычислить сумму, состоящую из квадрата первого числа, удвоенного произведения первого числа на второе (взятое с противоположным знаком) и квадрата второго числа. В виде выражения данное правило выглядит следующим образом: (а — с)² = а² — 2ас + с².
Разность квадратов
Формула разности двух чисел, возведенных в квадрат, равна произведению суммы этих чисел на их разность. В виде выражения данное правило выглядит следующим образом: a² — с² = (a + с)·(a — с).
Куб суммы
Чтобы вычислить куб суммы двух слагаемых, необходимо вычислить сумму, состоящую из куба первого слагаемого, утроенного произведения квадрата первого слагаемого и второго, утроенного произведения первого слагаемого и второго в квадрате, а также куба второго слагаемого. В виде выражения данное правило выглядит следующим образом: (а + с)³ = а³ + 3а²с + 3ас² + с³.
Сумма кубов
Согласно формуле, приравнивается к произведению суммы данных слагаемых на их неполный квадрат разности. В виде выражения данное правило выглядит следующим образом: а³ + с³ = (а + с)·(а² — ас + с²).
Пример. Необходимо вычислить объем фигуры, которая образована сложением двух кубов. Известны лишь величины их сторон.
Если значения сторон небольшие, то выполнить вычисления просто.
Если же длины сторон выражаются в громоздких числах, то в этом случае проще применить формулу «Сумма кубов», которая значительно упростит вычисления.
Куб разности
Выражение для кубической разности звучит так: как сумма третьей степени первого члена, утроенного отрицательного произведения квадрата первого члена на второй, утроенного произведения первого члена на квадрат второго и отрицательного куба второго члена. В виде математического выражения куб разности выглядит следующим образом: (а — с)³ = а³ — 3а²с + 3ас² — с³.
Разность кубов
Формула разности кубов отличается от суммы кубов лишь одним знаком. Таким образом, разность кубов — формула, равная произведению разности данных чисел на их неполный квадрат суммы. В виде математического выражения разность кубов выглядит следующим образом: а 3 — с 3 = (а — с)(а 2 + ас + с 2).
Пример. Необходимо вычислить объем фигуры, которая останется после вычитания из объема синего куба объемной фигуры желтого цвета, которая также является кубом. Известна лишь величина стороны маленького и большого куба.
Если значения сторон небольшие, то вычисления довольно просты. А если длины сторон выражаются в значительных числах, то стоит применить формулу, озаглавленную «Разность кубов» (или «Куб разности»), которае значительно упростит вычисления.
Ключевые слова:
квадрат суммы, квадрат разности, куб суммы, куб разности, разность квадратов, сумма кубов, разность кубов
- Квадрат разности двух величин равен квадрату первой минус удвоенное произведение первой на вторую плюс квадрат второй.величины (a-b) 2 =a 2 -2ab+b 2
- Произведение суммы двух величин на их разность равно разности их квадратов . (a+b)(a-b)=a 2 -b 2
- К уб суммы двух величин равен кубу
первой величины плюс утроенное произведение квадрата первой на вторую
плюс утроенное произведение первой на квадрат второй плюс куб второй.
(a+b) 3 =a 3 +3a 2 b+3ab 2 +b 3
- К уб разности двух величин равен кубу первой
минус утроенное произведение квадрата первой на вторую плюс утроенное
произведение первой на квадрат второй минус куб второй.
(a-b) 3 =a 3 -3a 2 b+3ab 2 -b 3
- Произведение суммы двух величин на неполный квадрат разности равно сумме их кубов . (a+b)(a 2 -ab+b 2)=a 3 +b 3
- Произведение разности двух величин на неполный
квадрат суммы равно разности
их кубов.
(a — b)(a 2 +ab+b 2)=a 3 — b 3
Квадрат суммы двух величин равен квадрату первой плюс удвоенное произведение первой на вторую плюс квадрат второй величины. (a+b) 2 =a 2 +2ab+b 2
Очень часто приведение многочлена к стандартному виду можно осуществить путём применения формул сокращённого умножения. Все они доказываются непосредственным раскрытием скобок и приведением подобных слагаемых. Формулы сокращённого умножения нужно знать наизусть:
Пример . Докажем формулу a 3 +b 3 = (a + b )(a 2 – ab + b 2).
Имеем: (a + b )(a 2 – ab + b 2) = a 3 – a 2 b + ab 2 + ba 2 – ab 2 – b 3
Приводя подобные слагаемые, мы видим, что
(a + b )(a 2 – ab + b 2) = a 3 +b 3 , что и доказывает нужную формулу.
Аналогично доказывается, что (a — b )(a 2 + ab + b 2) = a 3 – b 3
Мало просто знать наизусть формулы сокращенного умножения. Надо еще научиться видеть в конкретном алгебраическом выражении эту формулу.
Например:
49m 2 – 42mn + 9n 2 = (7m – 3n) 2
Или другой пример, посложнее:
Тут 3x 2 можно представить как ( √ 3x) 2
Полезно еще и знать, как возводить двучлен в степень большую, чем 3. Формула, позволяющая выписывать разложение алгебраической суммы двух слагаемых произвольной степени, впервые была предложена Ньютоном в 1664–1665 г. и получила название бинома Ньютона. Коэффициенты формулы называются биномиальными коэффициентами. Если n – положительное целое число, то коэффициенты обращаются в нуль при любом k > n, поэтому разложение содержит лишь конечное число членов. Во всех остальных случаях разложение представляет собой бесконечный (биномиальный) ряд. (Условия сходимости биномиального ряда впервые были установлены в начале 19 в. Н.Абелем.) Такие частные случаи, как
(a+b) 2 =a 2 +2ab+b 2 и (a+b) 3 =a 3 +3a 2 b+3ab 2 + b 3
были известны задолго до Ньютона. Если n – положительное целое число, то биномиальный коэффициент при a n-k b k в формуле бинома есть число комбинаций из n по k , обозначаемое C k n . При небольших значениях n коэффициенты можно найти из треугольника Паскаля :
в котором каждое из чисел за исключением единиц равно сумме двух соседних чисел, стоящих строкой выше. Для данного n соответствующая (n-я) строка треугольника Паскаля дает по порядку коэффициенты биномиального разложения n-й степени, в чем нетрудно убедиться при n = 2 и n = 3.
примеров линейных уравнений
|
Наших пользователей: То, как работает этот инструмент, пошаговый подход к сложным уравнениям, делает обучение приятным. Отличная работа! Спасибо, что очень быстро ответили на мой вопрос, я буду рекомендовать вас во всем мире. Мой сын использовал Алгебратор в старшей школе, и, похоже, он будет использовать его и в колледже (кстати, спасибо за бесплатное обновление). Мне очень нравится тот факт, что я могу рассчитывать на то, что ваша компания будет постоянно улучшать программное обеспечение, а не просто делать продажи и забывать о клиентах. Студенты, борющиеся со всевозможными задачами по алгебре, узнают, что наше программное обеспечение может спасти им жизнь. Вот поисковые фразы, которые сегодняшние поисковики использовали, чтобы найти наш сайт. Сможете ли вы найти среди них свою?Поисковые фразы, использованные 04.02.2010:
|
Наименее распространенные кратные переменные калькулятора
|