Возведение многочленов в квадрат | Математика
Рассмотрим теперь возведение в квадрат двучлена и, применяясь к арифметической точке зрения, будем говорить о квадрате суммы, т. е. (a + b)² и о квадрате разности двух чисел, т. е. (a – b)².
Так как (a + b)² = (a + b) ∙ (a + b),
то найдем: (a + b) ∙ (a + b) = a² + ab + ab + b² = a² + 2ab + b², т. е.
(a + b)² = a² + 2ab + b²
Этот результат полезно запомнить и в виде вышеописанного равенства и словами: квадрат суммы двух чисел равен квадрату первого числа плюс произведение двойки на первое число и на второе число, плюс квадрат второго числа.
Зная этот результат, мы можем сразу написать, напр.:
(x + y)² = x² + 2xy + y²
(3ab + 1)² = 9a² b² + 6ab + 1
(xn + 4x)² = x2n + 8xn+1 + 16x2
Разберем второй из этих примеров. Нам требуется возвести в квадрат сумму двух чисел: первое число есть 3ab, второе 1. Должно получиться: 1) квадрат первого числа, т. е. (3ab)², что равно 9a²b²; 2) произведение двойки на первое число и на второе, т. е. 2 ∙ 3ab ∙ 1 = 6ab; 3) квадрат 2-го числа, т. е. 1² = 1 – все эти три члена должно сложить между собою.
Совершенно также получим формулу для возведения в квадрат разности двух чисел, т. е. для (a – b)²:
(a – b)² = (a – b) (a – b) = a² – ab – ab + b² = a² – 2ab + b².
Итак,
(a – b)² = a² – 2ab + b²,
т. е. квадрат разности двух чисел равен квадрату первого числа, минус произведение двойки на первое число и на второе, плюс квадрат второго числа.
Зная этот результат, мы можем сразу выполнять возведение в квадрат двучленов, представляющих с точки зрения арифметики разность двух чисел.
Напр.:
(m – n)² = m² – 2mn + n²
(5ab3 – 3a2b)2 = 25a2b6 – 30a3b4 + 9a4b2
(an-1 – a)2 = a 2n-2 – 2an + a2 и т. п.
Поясним 2-ой пример. Здесь мы имеем в скобках разность двух чисел: первое число 5ab3 и второе число 3a2b. В результате должно получиться: 1) квадрат первого числа, т. е. (5ab3)2 = 25a2b6, 2) произведение двойки на 1-ое и на 2-ое число, т. е. 2 ∙ 5ab3 ∙ 3a2b = 30a3b4 и 3) квадрат второго числа, т. е. (3a2b)2 = 9a4b2; первый и третий члены надо взять с плюсом, а 2-ой с минусом, получим 25a2b6 – 30a3b4 + 9a4b2. В пояснение 4-го примера заметим лишь, что 1) (an-1)2 = a2n-2 … надо показателя степени умножить на 2 и 2) произведение двойки на 1-ое число и на 2-ое = 2 ∙ an-1 ∙ a = 2an.
Если встать на точку зрения алгебры, то оба равенства: 1) (a + b)² = a² + 2ab + b² и 2) (a – b)² = a² – 2ab + b² выражают одно и тоже, а именно: квадрат двучлена равен квадрату первого члена, плюс произведение числа (+2) на первый член и на второй, плюс квадрат второго члена. Это ясно, потому что наши равенства можно переписать в виде:
1) (a + b)² = (+a)² + (+2) ∙ (+a) (+b) + (+b)²
2) (a – b)² = (+a)² + (+2) ∙ (+a) (–b) + (–b)²
В некоторых случаях так именно и удобно толковать полученные равенства:
(–4a – 3b)² = (–4a)² + (+2) (–4a) (–3b) + (–3b)²
Здесь возводится в квадрат двучлен, первый член которого = –4a и второй = –3b. Далее мы получим (–4a)² = 16a², (+2) (–4a) (–3b) = +24ab, (–3b)² = 9b² и окончательно:
(–4a – 3b)² = 6a² + 24ab + 9b²
Возможно было бы также получить и запомнить формулу для возведения в квадрат трехчлена, четырехчлена и вообще любого многочлена. Однако, мы этого делать не будем, ибо применять эти формулы приходится редко, а если понадобится какой-либо многочлен (кроме двучлена) возвести в квадрат, то станем сводить дело к умножению. Например:
31. Применим полученные 3 равенства, а именно:
(a + b) (a – b) = a² – b²
(a + b)² = a² + 2ab + b²
(a – b)² = a² – 2ab + b²
к арифметике.
Пусть надо 41 ∙ 39. Тогда мы можем это представить в виде (40 + 1) (40 – 1) и свести дело к первому равенству – получим 40² – 1 или 1600 – 1 = 1599. Благодаря этому, легко выполнять в уме умножения вроде 21 ∙ 19; 22 ∙ 18; 31 ∙ 29; 32 ∙ 28; 71 ∙ 69 и т. д.
Пусть надо 41 ∙ 41; это все равно, что 41² или (40 + 1)² = 1600 + 80 + 1 = 1681. Также 35 ∙ 35 = 35² = (30 + 5)² = 900 + 300 + 25 = 1225. Если надо 37 ∙ 37, то это равно (40 – 3)² = 1600 – 240 + 9 = 1369. Подобные умножения (или возведение в квадрат двузначных чисел) легко выполнять, при некотором навыке, в уме.
maths-public.ru
Как возвести трехчлен в квадрат 🚩 как возвести сумму в квадрат 🚩 Математика
Автор КакПросто!
Многочлен – алгебраическая структура, представляющая собой сумму или разность элементов. Большинство готовых формул касается двучленов, однако вывести новые для структур более высокого порядка не составляет большого труда. Можно, например, возвести трехчлен в квадрат.
Статьи по теме:
Инструкция
Многочлен является основным понятием для решения алгебраических уравнений и представления степенной, рациональной и прочих функций. К этой структуре относится наиболее распространенное в школьном курсе предмета квадратное уравнение.Часто по мере упрощения громоздкого выражения возникает потребность возвести трехчлен в квадрат. Для этого нет готовой формулы, однако есть несколько методов. Например, представить квадрат трехчлена в виде произведения двух одинаковых выражений.
Рассмотрите пример: возведите в квадрат трехчлен 3•х² + 4•х – 8. Измените запись (3•х² + 4•х – 8)² на (3•х² + 4•х – 8)•( 3•х² + 4•х – 8) и воспользуйтесь правилом умножения многочленов, которое состоит в последовательном вычислении произведений. Сначала умножьте первое составляющее первой скобки на каждое слагаемое второй, затем так же поступите со вторым и, наконец, с третьим:(3•х² + 4•х – 8)•( 3•х² + 4•х – 8) = 3•х²•(3•х² + 4•х — 8) + 4•х•(3•х² + 4•х – 8) – 8•(3•х² + 4•х – 8) = 9•х^4 + 12•х³ – 24•х² + 12•х³ + 16•х² – 32•х – 24•х² – 32•х + 64 = 9•х^4 + 24•х³ – 32•х² – 64•х + 64. К тому же результату можно придти, если запомнить, что в результате перемножения двух трехчленов остается сумма из шести элементов, три из которых являются квадратами каждого слагаемого, а три остальных – их всевозможными попарными произведениями в удвоенной форме. Эта элементарная формула элементарно выглядит так:(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2•a•b + 2•a•c + 2•b•c.Примените ее к вашему примеру:(3•х² + 4•х — 8)² = (3•х² + 4•х + (-8))² =(3•х²)² + (4•х)² + (-8)² + 2•(3•х²)•(4•х) + 2•(3•х²)•(-8) + 2•(4•х)•(-8) = 9•х^4 + 16•х² + 64 + 24•х³ – 48•х² – 64•х = 9•х^4 + 24•х³ — 32•х² — 64•х + 64.
Как видите, ответ получился тот же, а манипуляций потребовалось меньше. Это особенно важно, когда одночлены сами по себе являются сложными структурами. Этот способ применим для трехчлена любой степени и любого количества переменных.
Найти корень квадратного трехчлена можно через дискриминант. Кроме того, для приведенного многочлена второй степени действует теорема Виета, основанная на соотношении коэффициентов.
Инструкция
Квадратные уравнения – довольно обширная тема в школьной алгебре. Левая часть такого уравнения представляет собой многочлен второй степени вида А•х² + B•х + C, т.е. выражение из трех одночленов разной степени неизвестной х. Чтобы найти корень квадратного трехчлена, нужно вычислить такое значение х, при котором выполняется равенство этого выражения нулю. Для решения квадратного уравнения нужно найти дискриминант. Его формула является следствием выделения полного квадрата многочлена и представляет собой определенное соотношение его коэффициентов:D = B² – 4•А•C.
Дискриминант может принимать различные значения, в том числе быть отрицательным. И если младшие школьники могут с облегчением сказать, что корней у такого уравнения нет, то старшеклассники уже способны их определить, исходя из теории комплексных чисел. Итак, вариантов может быть три:• Дискриминант – положительное число. Тогда корни уравнения равны: х1 = (-B + √D)/2•А; х2 = (-B — √D)/2•А;
• Дискриминант обратился в ноль. Теоретически в этом случае уравнение также имеет два корня, но практически они одинаковы: х1 = х2 = -B/2•А;
• Дискриминант меньше нуля. В расчет вводится некая величина i² = -1, которая позволяет записать комплексное решение: х1 = (-B + i•√|D|)/2•А; х2 = (-B — i•√|D|)/2•А.
х² + P•х + Q
х1 + х2 = -P;
х1•х2 = Q.
Остается только подобрать корни.
Следует отметить, что уравнение может быть приведено к подобному виду. Для этого нужно разделить все слагаемые трехчлена на коэффициент при старшей степени А:А•х² + B•х + C |А
х² + B/А•х + C/А
х1 + х2 = -B/А;
х1•х2 = C/А.
Видео по теме
Источники:
- как находить корень уравнения с квадратом
www.kakprosto.ru
Возведение многочленов в куб | Математика
Станем опять сначала на точку зрения арифметики и рассмотрим возведение в куб суммы и разности двух чисел. Получим:
Словами эти равенства читаются так:
1) Куб суммы двух чисел равняется кубу первого числа, плюс произведение тройки на квадрат первого числа и на второе число, плюс произведение тройки на первое число и на квадрат второго числа, плюс куб второго числа.
2) Куб разности двух числе равен кубу первого числа, минус произведение тройки на квадрат первого числа и на второе, плюс произведение тройки на первое число и на квадрат второго, минус куб второго числа.
Теперь мы можем сразу написать, что, например,
Здесь сначала написан куб первого числа, т. е. (2a3b)3, а это = 8a9b3, затем «минус произведение 2 на квадрат первого числа и на второе», т. е. –3 ∙ (2a³b)² ∙ (3a)= –3 ∙ 4a6b2 ∙ 3a = – 36a7b2, затем «плюс произведение тройки на первое число и на квадрат второго», т. е. +3 ∙ (2a³b) ∙ (3a)² = +3 ∙ 2a 3b ∙ 9a2 = 54a5b, наконец, «минус куб второго числа», т. е. –(3a)3 = –27a3.
Мы можем наши равенства переписать в виде:
1) (a + b)³ = (+a)³ + (+3) (+a)² (+b) + (+3) (+a) (+b)² + (+b)³
2) (a – b)³ = (+a)³ + (+3) (+a)² (–b) + (+3) (+a) (–b)² + (–b)³
и читаем их так:
Куб двучлена равен кубу первого члена, плюс произведение числа (+3) на квадрат первого члена и на второй, плюс произведение числа (+3) на первый член и на квадрат второго, плюс куб второго члена.
Например: (–3a4 – ab)3 = (–3a4)3 + (+3) (–3a4)2 (–ab) + (–3a4) (–ab)2 + (–ab)3 = –27a12 – 27a9b – 3a5b2 – a3b3 и т. п.
Если потребуется возвести в куб трехчлен, то можно или сводить дело к умножению
[Например: (x² – 2x – 1)³ = (x² – 2x – 1)(x² – 2x – 1)(x² – 2x – 1) = …]
или, приняв временно два члена (лучше первые два) за одно число, свести дело к возведению в куб двучлена:
maths-public.ru
Как возвести в квадрат скобку
Анюта 8 апреля 2016, 09:43 Простая математика)))10 простых математических трюков http://fit4brain.com/9081 Такому в школе нас не учили. А жаль! Если у вас всё не так хорошо с математикой, как хотелось бы, вот замечательные математические трюки, с которыми многие расчеты становятся элементарными. Вы многое сможете легко считать в уме, используя эти гениальные секреты математики. Как выучить таблицу умножения на 9: Метод бабочки для сложения и вычитания дробей: Умножение на 11 (на примере числа 32): Как запомнить число Пи: Таблица умножения 6, 7, 8, 9 на руках: Умножение…
Читать полностью…не сама придумала, источник тут 1. Умножение на 11 Все мы знаем, что при умножении на десять к числу добавляется ноль, а знаете ли вы, что существует такой же простой способ умножения двузначного числа на 11? Вот он: Возьмите исходное число и представьте промежуток между двумя знаками (в этом примере мы используем число 52): 5_2 Теперь сложите два числа и запишите их посередине: 5_(5+2)_2. Таким образом, ваш ответ: 572.Если при сложении чисел в скобках получается двузначное число, просто запомните вторую…
Читать полностью… EVE 9 февраля 2014, 22:43хитрости математики
9 математических трюков
На многих людей математика может наводить ужас. Этот список, возможно, улучшит общие знания о математических приемах и ускорит выполнение математических вычислений в уме. 1. Умножение на 11 Все мы знаем, что при умножении на 10 к числу добавляется 0, а знаете ли вы, что существует такой же простой способ умножения двузначного числа на 11? Вот он: Возьмите исходное число и представьте промежуток между двумя знаками (в этом примере мы используем число 52): 5_2 Теперь сложите два числа и запишите их…
Читать полностью… Chertasha 17 апреля 2013, 10:54Легкая математика
9 легких математических трюков На многих людей математика может наводить ужас. Этот список, возможно, улучшит общие знания о математических приемах и ускорит выполнение математических вычислений в уме.
Читать полностью… НаDин@ 13 февраля 2013, 23:48математика
Почему этого не учат в школе?9 легких математических трюков На многих людей математика может наводить ужас. Этот список, возможно, улучшит общие знания о математических приемах и ускорит выполнение математических вычислений в уме.
Читать полностью… (((Настюша))) 24 января 2013, 19:52математика
9 лёгких математических трюковНа многих людей математика можетнаводить ужас. Этот список, возможно,улучшит общие знания оматематических приемах и ускоритвыполнение математическихвычислений в уме.1. Умножение на 11Все мы знаем, что при умножении на10 к числу добавляется 0, а знаете ливы, что существует такой же простойспособ умножения двузначного числана 11? Вот он:Возьмите исходное число ипредставьте промежуток между двумязнаками (в этом примере мыиспользуем число 52):5_2Теперь сложите два числа и запишитеих посередине:5_(5+2)_2Таким образом, ваш ответ: 572.Если при сложении чисел в скобкахполучается двузначное число, простозапомните вторую цифру…
Читать полностью…www.babyblog.ru
Быстрое возведение чисел в квадрат без калькулятора
Сегодня мы научимся быстро без калькулятора возводить большие выражения в квадрат. Под большими я подразумеваю числа в пределах от десяти до ста. Большие выражения крайне редко встречаются в настоящих задачах, а значения меньше десяти вы и так умеете считать, потому что это обычная таблица умножения. Материал сегодняшнего урока будет полезен достаточно опытным ученикам, потому что начинающие ученики просто не оценят скорость и эффективность этого приема.
Для начала давайте разберемся вообще, о чем идет речь. Предлагаю для примера сделать возведение произвольного числового выражения, как мы обычно это делаем. Скажем, 34. Возводим его, умножив само на себя столбиком:
\[{{34}^{2}}=\times \frac{34}{\frac{34}{+\frac{136}{\frac{102}{1156}}}}\]
1156 — это и есть квадрат 34.
Проблему данного способа можно описать двумя пунктами:
1) он требует письменного оформления;
2) в процессе вычисления очень легко допустить ошибку.
Сегодня мы научимся быстрому умножению без калькулятора, устно и практически без ошибок.
Итак, приступим. Для работы нам потребуется формула квадрата суммы и разности. Давайте запишем их:
\[{{(a+b)}^{2}}={{a}^{2}}+2ab+{{b}^{2}}\]
\[{{(a-b)}^{2}}={{a}^{2}}-2ab+{{b}^{2}}\]
Что нам это дает? Дело в том, что любое значение в пределах от 10 до 100 представимо в виде числа $a$, которое делится на 10, и числа $b$, которое является остатком от деления на 10.
Например, 28 можно представить в следующем виде:
\[\begin{align}& {{28}^{2}} \\& 20+8 \\& 30-2 \\\end{align}\]
Аналогично представляем оставшиеся примеры:
\[\begin{align}& {{51}^{2}} \\& 50+1 \\& 60-9 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{42}^{2}} \\& 40+2 \\& 50-8 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{42}^{2}} \\& 40+2 \\& 50-8 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{77}^{2}} \\& 70+7 \\& 80-3 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{21}^{2}} \\& 20+1 \\& 30-9 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{26}^{2}} \\& 20+6 \\& 30-4 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{39}^{2}} \\& 30+9 \\& 40-1 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{81}^{2}} \\& 80+1 \\& 90-9 \\\end{align}\]
Что дает нам такое представление? Дело в том, что при сумме или разности, мы можем применить вышеописанные выкладки. Разумеется, чтобы сократить вычисления, для каждого из элементов следует выбрать выражение с наименьшим вторым слагаемым. Например, из вариантов $20+8$ и $30-2$ следует выбрать вариант $30-2$.
Аналогично выбираем варианты и для остальных примеров:
\[\begin{align}& {{28}^{2}} \\& 30-2 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{51}^{2}} \\& 50+1 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{42}^{2}} \\& 40+2 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{77}^{2}} \\& 80-3 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{21}^{2}} \\& 20+1 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{26}^{2}} \\& 30-4 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{39}^{2}} \\& 40-1 \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{81}^{2}} \\& 80+1 \\\end{align}\]
Почему следует стремиться к уменьшению второго слагаемого при быстром умножении? Все дело в исходных выкладках квадрата суммы и разности. Дело в том, что слагаемое $2ab$ с плюсом или с минусом труднее всего считается при решении настоящих задач. И если множитель $a$, кратный 10, всегда перемножается легко, то вот с множителем $b$, который является числом в пределах от одного до десяти, у многих учеников регулярно возникают затруднения.
Можете самостоятельно попробовать рассчитать оба разложения, и вы убедитесь, что разложение с наименьшим вторым слагаемым считается проще. А мы перейдем к примерам, которые посчитаем без калькулятора:
\[{{28}^{2}}={{(30-2)}^{2}}=200-120+4=784\]
\[{{51}^{2}}={{(50+1)}^{2}}=2500+100+1=2601\]
\[{{42}^{2}}={{(40+2)}^{2}}=1600+160+4=1764\]
\[{{77}^{2}}={{(80-3)}^{2}}=6400-480+9=5929\]
\[{{21}^{2}}={{(20+1)}^{2}}=400+40+1=441\]
\[{{26}^{2}}={{(30-4)}^{2}}=900-240+16=676\]
\[{{39}^{2}}={{(40-1)}^{2}}=1600-80+1=1521\]
\[{{81}^{2}}={{(80+1)}^{2}}=6400+160+1=6561\]
Вот так за три минуты мы сделали умножение восьми примеров. Это меньше 25 секунд на каждое выражение. В реальности после небольшой тренировки вы будете считать еще быстрее. На подсчет любого двухзначного выражения у вас будет уходить не более пяти-шести секунд.
Но и это еще не все. Для тех, кому показанный прием кажется недостаточно быстрым и недостаточно крутым, предлагаю еще более быстрый способ умножения, который однако работает не для всех заданий, а лишь для тех, которые на единицу отличаются от кратных 10. В нашем уроке таких значений четыре: 51, 21, 81 и 39.
Казалось бы, куда уж быстрее, мы и так считаем их буквально в пару строчек. Но, на самом деле, ускориться можно, и делается это следующим образом. Записываем значение, кратное десяти, которое наиболее близкое нужному. Например, возьмем 51. Поэтому для начала возведем пятьдесят:
\[{{50}^{2}}=2500\]
Значения, кратные десяти, поддаются возведению в квадрат намного проще. А теперь к исходному выражению просто добавляем пятьдесят и 51. Ответ получится тот же самый:
\[{{51}^{2}}=2500+50+51=2601\]
И так со всеми числами, отличающимися на единицу.
Если значение, которое мы ищем, больше, чем то, которое мы считаем, то к полученному квадрату мы прибавляем числа. Если же искомое число меньше, как в случае с 39, то при выполнении действия, из квадрата нужно вычесть значение. Давайте потренируемся без использования калькулятора:
\[{{21}^{2}}=400+20+21=441\]
\[{{39}^{2}}=1600-40-39=1521\]
\[{{81}^{2}}=6400+80+81=6561\]
Как видите, во всех случаях ответы получаются одинаковыми. Более того, данный прием применим к любым смежным значениям. Например:
\[\begin{align}& {{26}^{2}}=625+25+26=676 \\& 26=25+1 \\\end{align}\]
При этом нам совсем не нужно вспоминать выкладки квадратов суммы и разности и использовать калькулятор. Скорость работы выше всяких похвал. Поэтому запоминайте, тренируйтесь и используйте на практике.
Ключевые моменты
С помощью этого приема вы сможете легко делать умножение любых натуральных чисел в пределах от 10 до 100. Причем все расчеты выполняются устно, без калькулятора и даже без бумаги!
Для начала запомните квадраты значений, кратных 10:
\[\begin{align}& {{10}^{2}}=100,{{20}^{2}}=400,{{30}^{2}}=900,…, \\& {{80}^{2}}=6400,{{90}^{2}}=8100. \\\end{align}\]
Далее — выкладки квадрата суммы или разности, в зависимости от того, к какому опорному значению ближе наше искомое выражение. Например:
\[\begin{align}& {{34}^{2}}={{(30+4)}^{2}}={{30}^{2}}+2\cdot 30\cdot 4+{{4}^{2}}= \\& =900+240+16=1156; \\\end{align}\]
\[\begin{align}& {{27}^{2}}={{(30-3)}^{2}}={{30}^{2}}-2\cdot 30\cdot 3+{{3}^{2}}= \\& =900-180+9=729. \\\end{align}\]
Как считать еще быстрее
Но это еще не все! С помощью данных выражений моментально можно сделать возведение в квадрат чисел, «смежных» с опорными. Например, мы знаем 152 (опорное значение), а надо найти 142 (смежное число, которое на единицу меньше опорного). Давайте запишем:
\[\begin{align}& {{14}^{2}}={{15}^{2}}-14-15= \\& =225-29=196. \\\end{align}\]
Обратите внимание: никакой мистики! Квадраты чисел, отличающиеся на 1, действительно получаются из умножения самих на себя опорных чисел, если вычесть или добавить два значения:
\[\begin{align}& {{31}^{2}}={{30}^{2}}+30+31= \\& =900+61=961. \\\end{align}\]
Почему так происходит? Давайте запишем формулу квадрата суммы (и разности). Пусть $n$ — наше опорное значение. Тогда они считаются так:
\[\begin{align}& {{(n-1)}^{2}}=(n-1)(n-1)= \\& =(n-1)\cdot n-(n-1)= \\& =={{n}^{2}}-n-(n-1) \\\end{align}\]
— это и есть формула.
\[\begin{align}& {{(n+1)}^{2}}=(n+1)(n+1)= \\& =(n+1)\cdot n+(n+1)= \\& ={{n}^{2}}+n+(n+1) \\\end{align}\]
— аналогичная формула для чисел, больших на 1.
Надеюсь, данный прием сэкономит вам время на всех ответственных контрольных и экзаменах по математике. А у меня на этом все. До встречи!
Смотрите также:
- Что такое числовая дробь
- Задача B1 — время, числа и проценты
- Пробный ЕГЭ 2012. Вариант 7 (без производных)
- Специфика работы с логарифмами в задаче B15
- Задача C1: тригонометрия и показательная функция — 1 вариант
www.berdov.com
Квадрат суммы | Алгебра
Квадрат суммы двух чисел можно искать как произведение двух множителей. Но удобнее один раз вывести формулу и в дальнейшем сумму возводить в квадрат уже с помощью этой формулы.
Формула квадрата суммы двух чисел — одна из формул сокращенного умножения, которые называются так потому, что позволяют сократить вычисления.
Квадрат суммы двух одночленов называют квадратом двучлена.
Таким образом, формула квадрата суммы двух чисел —
Найти квадрат суммы выражений:
Решение:
Первое слагаемое — x, второе — 5. Значит, a=x, b=5. Применяем формулу квадрата суммы:
Все, что стоит до знака «+» — это a, все после «+» — b. В данном случае a=3x, b=7y.
На начальном этапе обучения может помочь работе с формулой квадрата двучлена рисунок.
Если выражение, стоящее до знака «+», заключить в квадрат, а выражение после «+» — в круг, то схематически формулу квадрата суммы можно представить так:
Рисунок позволяет наглядно показать, что стоит на месте a и b в каждом конкретном случае.
Применив эту схему к нашему примеру, получим
В традиционной записи возведение в квадрат суммы записывают так:
Важно помнить — при возведении в квадрат произведения или степени их обязательно записывать в скобках!
При возведении в квадрат используем свойства степеней.
www.algebraclass.ru
Как возвести трехчлен в квадрат
Многочлен – алгебраическая конструкция, представляющая собой сумму либо разность элементов. Множество готовых формул касается двучленов, впрочем вывести новые для конструкций больше высокого порядка не составляет большого труда. Дозволено, скажем, построить трехчлен в квадрат .
Инструкция
1. Многочлен является основным представлением для решения алгебраических уравнений и представления степенной, разумной и прочих функций. К этой структуре относится особенно распространенное в школьном курсе предмета квадрат ное уравнение.
2. Зачастую по мере облегчения массивного выражения появляется надобность построить трехчлен в квадрат . Для этого нет готовой формулы, впрочем есть несколько способов. Скажем, представить квадрат трехчлен а в виде произведения 2-х идентичных выражений.
3. Разглядите пример: возведите в квадрат трехчлен 3•х? + 4•х – 8.
4. Измените запись (3•х? + 4•х – 8)? на (3•х? + 4•х – 8)•( 3•х? + 4•х – и воспользуйтесь правилом умножения многочленов, которое состоит в последовательном вычислении произведений. Вначале умножьте первое составляющее первой скобки на всякое слагаемое 2-й, после этого так же поступите со вторым и, наконец, с третьим:(3•х? + 4•х – 8)•( 3•х? + 4•х – = 3•х?•(3•х? + 4•х – + 4•х•(3•х? + 4•х – – 8•(3•х? + 4•х – = 9•х^4 + 12•х? – 24•х? + 12•х? + 16•х? – 32•х – 24•х? – 32•х + 64 = 9•х^4 + 24•х? – 32•х? – 64•х + 64.
5. К тому же итогу дозволено придти, если запомнить, что в итоге перемножения 2-х трехчлен ов остается сумма из шести элементов, три из которых являются квадрат ами всякого слагаемого, а три остальных – их всевозможными попарными произведениями в удвоенной форме. Эта элементарная формула элементарно выглядит так:(a + b + c)? = a? + b? + c? + 2•a•b + 2•a•c + 2•b•c.
6. Примените ее к вашему примеру:(3•х? + 4•х – 8)? = (3•х? + 4•х + (-8))? =(3•х?)? + (4•х)? + (-8)? + 2•(3•х?)•(4•х) + 2•(3•х?)•(-8) + 2•(4•х)•(-8) = 9•х^4 + 16•х? + 64 + 24•х? – 48•х? – 64•х = 9•х^4 + 24•х? – 32•х? – 64•х + 64.
7. Как видите, результат получился тот же, а манипуляций понадобилось поменьше. Это исключительно главно, когда одночлены сами по себе являются трудными конструкциями. Данный метод применим для трехчлен а всякий степени и всякого числа переменных.
При решении арифметических и алгебраических задач изредка требуется построить дробь в квадрат . Проще каждого это сделать, когда дробь десятичная – довольно обыкновенного калькулятора. Впрочем если дробь обычная либо смешанная, то при возведении такого числа в квадрат могут появиться некоторые затруднения.
Вам понадобится
- калькулятор, компьютер, приложение Excel.
Инструкция
1. Дабы построить десятичную дробь в квадрат , возьмите инженерный калькулятор, наберите на нем возводимую в квадрат дробь и нажмите на клавишу возведения во вторую степень. На большинстве калькуляторов эта кнопка обозначена как «х?». На стандартном калькуляторе Windows функция возведения в квадрат выглядит как «x^2». Скажем, квадрат десятичной дроби 3,14 будет равен: 3,14? = 9,8596.
2. Дабы построить в квадрат десятичную дробь на обыкновенном (бухгалтерском) калькуляторе, умножьте это число само на себя. Кстати, в некоторых моделях калькуляторов предусмотрена вероятность возведения числа в квадрат даже при отсутствии особой кнопки. Следственно заблаговременно ознакомьтесь с инструкцией к определенному калькулятору. Изредка примеры «хитроумного» возведения в степень приведены на задней крышке либо на коробке калькулятора. Скажем, на многих калькуляторах для возведения числа в квадрат довольно нажать кнопки «х» и «=».
3. Для возведения в квадрат обычной дроби (состоящей из числителя и знаменателя), возведите в квадрат по отдельности числитель и знаменатель этой дроби. То есть воспользуйтесь дальнейшим правилом:(ч / з)? = ч? / з?, где ч – числитель дроби, з – знаменатель дроби.Пример: (3/4)? = 3?/4? = 9/16.
4. Если возводимая в квадрат дробь – смешанная (состоит из целой части и обычной дроби), то заблаговременно приведите ее к обычному виду. То есть примените следующую формулу:(ц ч/з)? = ((ц*з+ч) / з)? = (ц*з+ч)? / з?, где ц – целая часть смешанной дроби.Пример: (3 2/5)? = ((3*5+2) / 5)? = (3*5+2)? / 5? = 17? / 5? = 289/25 = 11 14/25.
5. Если возводить в квадрат обычные (не десятичные) дроби доводится непрерывно, то воспользуйтесь программой MS Excel. Для этого введите в одну из клеток таблицы следующую формулу: =СТЕПЕНЬ(A2;2) где А2 – адрес ячейки, в которую будет вводиться возводимая в квадрат дробь .Дабы осведомить программе, что с вводимым числом нужно обращаться как с обычной дробь ю (т.е. не преобразовывать ее в десятичный вид), наберите перед дробь ю цифру «0» и знак «пробел». То есть для ввода, скажем, дроби 2/3 необходимо ввести: «0 2/3» (и нажать Enter). При этом в строке ввода отобразится десятичное представление введенной дроби. Значение и представление дроби непринужденно в клетке сохранится в начальном виде. Помимо того, при применении математических функций, доводами которых являются обычные дроби, итог также будет представлен в виде обычной дроби. Следственно квадрат дроби 2/3 будет представлен как 4/9.
Математические головоломки изредка увлекают так, что хочется обучиться создавать их, а не только решать. Вероятно, самым увлекательным для новичков является создание магического квадрата, тот, что представляет собой квадрат с размерами сторон nxn, в тот, что вписаны настоящие числа от 1 до n2 так, что сумма чисел по горизонталям, вертикалям и диагоналям квадрата является идентичной и равняется одному числу.
Инструкция
1. Раньше чем составлять свой квадрат, усвойте, что магических квадратов второго порядка не бывает. Волшебный квадрат третьего порядка существует реально только один, остальные производные от него получаются с подмогой поворота либо отражения основного квадрата по оси симметрии. Чем огромнее порядок, тем огромнее существует допустимых волшебных квадратов этого порядка.
2. Изучите основы построения. Правила построения различных магических квадратов подразделяются на три группы по порядку квадрата, а именно он может быть нечетным, равным удвоенному либо учетверенному нечетному числу. Всеобщей методологии для построения всех квадратов в текущее время не существует, правда обширно распространены различные схемы.
3. Воспользуйтесь компьютерной программой. Скачайте надобное приложение и введите желаемые значения квадрата (2-3), программа сама генерирует надобные цифровые комбинации.
4. Постройте квадрат независимо. Возьмите матрицу n x n , внутри которой произведите построение ступенчатого ромба. В нем заполните все квадратики слева и вверх по каждым диагоналям последовательностью нечетных чисел.
5. Определите значение центральной ячейки О. В углах магического квадрата расположите такие числа: верхняя правая ячейка – О-1, нижняя левая – О+1, правая внизу – О-n, а левая вверху – О+n. Пустые ячейки в угловых треугольниках заполните, применяя довольно примитивные правила: в строках по направлению слева направо числа возрастают на n + 1, а в столбиках по направлению сверху вниз числа возрастают на n-1.
6. Найти все квадраты с порядком равным n получается только для n\le 4, следственно увлекательны отдельные процедуры для построения магических квадратов с n > 4. Проще каждого рассчитать проектирование такого квадрата нечетного порядка. Воспользуйтесь особой формулой, куда требуется примитивно поставить нужные данные для приобретения желаемого итога. Скажем, константа квадрата, построенного по схеме с рис. 1, вычисляется по формуле: S = 6a1 +105b, где a1 – 1-й член прогрессии, b – разность прогрессии.
7. Для квадрата, изображенного на рис. 2, формула: S = 6*1 + 105*2 = 216
8. Помимо этого, существуют алгорифмы для построения пандиагональных квадратов и совершенных магических квадратов. Воспользуйтесь особыми программами построения этих моделей.
Обратите внимание!
Волшебные, либо магические, квадраты привлекали математиков с самых древних времен, но изложения всех допустимых квадратов нет и по сей день. Самый легкой волшебный квадрат согласно старинной китайской легенде был изображен на спине крупный священной черепахи.
«Уравнением» в математике именуется запись, содержащую некоторые математические либо алгебраические действия и непременно включающую в себя знак равенства. Впрочем почаще этим представлением обозначают не тождество в совокупности, а только его левую часть. Следственно задача возведения уравнения в квадрат скорее каждого полагает использование этой операции только к одночлену либо многочлену в левой части равенства.
Инструкция
1. Умножьте уравнение на само себя – это и есть операция возведения во вторую степень, то есть в квадрат . Если начальное выражение содержит переменные в какой-нибудь степени, то показатель степени следует увеличить в два раза. Скажем, (4*x?)? = (4*x?)*(4*x?) = 16*x?. Если присутствующие в уравнении численные показатели умножить в уме не представляется допустимым, то используйте калькулятор, онлайн-вычислитель либо сделайте это на бумаге, «в столбик».
2. Если начальное выражение содержит несколько складываемых либо вычитаемых переменных с численными показателями (то есть является многочленом), то придется осуществлять операцию умножения по соответствующим правилам. Это обозначает, что следует перемножить весь член уравнения -множимого на весь член уравнения -множителя, а после этого упростить полученное выражение. Тот факт, что в вашем случае оба уравнения идентичны, ничего не меняет в этом правиле. Скажем, если построить в квадрат требуется уравнение x?+4-3*x, то всю операцию дозволено записать в таком виде: (x?+4-3*x)? = (x?+4-3*x)*(x?+4-3*x) = x?+4*x?-3*x? + 4*x?+16-12*x – 3*x?-12*x+9*x?. Полученное выражение следует упростить и, если это допустимо, расположить степенные члены в порядке убывания показателя степени: x?+4*x?-3*x? + 4*x?+16-12*x – 3*x?-12*x+9*x? = x? – 6*x? + 25*x? – 24*x + 16.
3. Формулы возведения в квадрат некоторых особенно зачастую встречающихся выражений отличнее запомнить назубок. В школе их обыкновенно включают в список, называемый «формулами сокращенного умножения». В него относят, в частности, формулы возведения во вторую степень суммы 2-х переменных (x+y)? = x?+2*x*y+y?, их разности (x-y)? = x?-2*x*y+y?, суммы 3 слагаемых (x+y+z)? = x?+y?+z?+2*x*y+2*y*z+2*x*z и разности 3 слагаемых (x-y-z)? = x?+y?+z?-2*x*y+2*x*y-2*z.
Видео по теме
Способ выделения квадрата двучлена используется при облегчении массивных выражений, а также для решения квадратных уравнений. На практике его обыкновенно комбинируют с другими приемами, включая разложение на множители, группировку и пр.
Инструкция
1. Способ выделения полного квадрата двучлена основан на применении 2-х формул сокращенного умножения многочленов. Эти формулы являются частными случаями Бинома Ньютона для 2-й степени и разрешают упростить желанное выражение так, дабы дозволено было провести дальнейшее сокращение либо разложение на множители:(m + n)² = m² + 2·m·n + n²;(m – n)² = m² – 2·m·n + n².
2. Согласно этому способу из начального многочлена требуется выделить квадраты 2-х одночленов и сумму/разность их двойного произведения. Использование этого способа имеет толк, если старшая степень слагаемых не поменьше 2. Представим, дано задание разложить на множители с понижением степени следующее выражение:4·y^4 + z^4
3. Для решения задачи надобно воспользоваться способом выделения полного квадрата. Выходит, выражение состоит из 2-х одночленов с переменными четной степени. Следственно, дозволено обозначить всякий из них через m и n:m = 2·y²; n = z².
4. Сейчас надобно привести начальное выражение к виду (m + n)². В нем теснее присутствуют квадраты этих слагаемых, но не хватает двойного произведения. Надобно добавить его неестественно, а потом вычесть:(2·y²)² + 2·2·y²·z² + (z²)² – 2·2·y² ·z² = (2·y² + z²)² – 4·y²·z².
5. В получившемся выражении дозволено увидеть формулу разности квадратов:(2·y² + z²)² – (2·y·z)² = (2·y² + z² – 2·y·z)· (2·y² + z² + 2·y·z).
6. Выходит, способ состоит из 2-х этапов: выделение одночленов полного квадрата m и n, прибавление и вычитание их двойного произведения. Способ выделения полного квадрата двучлена может использоваться не только самосильно, но и в комбинации с другими способами: вынесения за скобки всеобщего множителя, замена переменной, группировки слагаемых и пр.
7. Пример 2.Выделите полный квадрат в выражении:4·y² + 2·y·z + z².Решение.4·y² + 2·y·z + z² =[m = 2·y, n = z] = (2·y)² + 2·2·y·z + (z) ² – 2·y·z = (2·y + z)² – 2·y·z.
8. Способ используется при нахождении корней квадратного уравнения. Левая часть уравнения представляет собой трехчлен вида a·y? + b·y + c, где a, b и c – какие-то числа, причем a ? 0. a·y? + b·y + c = a·(y? + (b/a)·y) + c = a·(y? + 2·(b/(2·a))·y) + c = a·(y? + 2·(b/(2·a))·y + b?/(4·a?)) + c – b?/(4·a) = a·(y + b/(2·a)) ? – (b? – 4·a·c)/(4·a).
9. Эти расчеты приводят к представлению дискриминанта, тот, что равен (b? – 4·a·c)/(4·a), а корни уравнения равны:y_1,2 = ±(b/(2•a)) ± ? ((b? – 4·a·c)/(4·a)).
Есть несколько способов решения квадратного уравнения, особенно общеизвестный – выделить из трехчлена квадрат двучлена. Данный метод приводит к вычислению дискриминанта и обеспечивает одновременный поиск обоих корней.
Инструкция
1. Алгебраическое уравнение 2-й степени именуется квадратным. Классическая форма левой стороны этого уравнения представляет собой многочлен a•x? + b•x + c. Дабы вывести формулу для решения, нужно выделить из трехчлена квадрат двучлена. Это дозволено осуществить двумя методами. Перенесите вольный член с в правую сторону со знаком минус:a•x? + b•x = -c.
2. Умножьте обе стороны уравнения на 4•а:4•a?•x? + 4•a•b•x = -4•a•c.
3. Прибавьте выражение b?:4•a?•x? + 4•a•b•x + b? = -4•a•c + b?.
4. Видимо, что слева получилась развернутая форма квадрата двучлена, состоящего из слагаемых 2•a•x и b. Сверните данный трехчлен в полный квадрат:(2•a•x + b)? = b? – 4•a•c ? 2•a•x + b = ±?(b? – 4•a•c)
5. Откуда:x1,2 = (-b ± ?(b? – 4•a•c))/2•a.Разность, стоящая под знаком корня, именуется дискриминантом, а формула является общеизвестной для решения сходственных уравнений.
6. 2-й метод подразумевает выделение из одночлена первой степени удвоенного произведения элементов. Т.е. нужно определить из слагаемого вида b•x, какие множители могут быть использованы для полного квадрата. Данный способ отменнее разглядеть на примере:x? + 4•x + 13 = 0
7. Посмотрите на одночлен 4•x. Видимо, что его дозволено представить в виде 2•(2•x), т.е. удвоенного произведения х и 2. Следственно, выделять надобно квадрат суммы (х + 2). Для полноты картины не хватает слагаемого 4, которое дозволено взять из свободного члена:x? + 4•x + 4 – 9 ? (x + 2)? = 9
8. Извлеките квадратный корень:x + 2 = ±3 ? x1 = 1; x2 = -5.
9. Способ выделения квадрата двучлена обширно используется для облегчения массивных алгебраических выражений наравне с другими методами: группировка, замена переменной, вынесение всеобщего множителя за скобку и т.д. Полный квадрат является одной из формул сокращенного умножения и частным случаем Бинома Ньютона.
jprosto.ru