Друга алгебраїчна тотожність квадратних виразів

У цiй статтi ти познайомишся з другою алгебраїчною тотожнiстю квадратних виразiв. За допомогою алгебраїчних тотожностей можна швидко розкривати дужки, розкладати на множники деякi типи виразiв, розв’язувати деякi типи рiвнянь i спрощувати деякi типи дробiв. У iнших статтях я докладнiше розглядаю всi цi сфери застосування, але зараз зосередьмося на другiй алгебраїчнiй тотожностi.

Правило

Друга алгебраїчна тотожнiсть квадратних виразiв

(a − b)2 = a2 − 2ab + b2

Друга алгебраїчна тотожнiсть складається з виразу по лiвий бiк, знаку рiвностi та виразу по правий бiк. Це означає, що вираз по лiвий бiк можна перетворити на вираз по правий бiк i навпаки. Але спершу з’ясуймо, чому обидва боки рiвнi:

(a − b)2 = (a − b)(a − b) = a2 − ab − ba + b2 = a2 − 2ab + b2

У першому прикладi переписуємо вираз по лiвий бiк так, щоб перетворити його на вираз по правий бiк.

Приклад 1

Розклади вираз (x − 2)2

(x − 2)2 = x2 − 4x + 4,

тому що

(x − 2)2 = (x − 2)(x − 2) = x2 − 2x − 2x + 22 = x2 − 4x + 4

А що станеться, якщо зробити все навпаки — вираз по правий бiк формули перетворити на вираз по лiвий бiк? Можемо застосувати другу алгебраїчну тотожнiсть, щоб перетворити вираз, який складається з доданкiв, на задачу на множення. Фактично можна застосувати другу алгебраїчну тотожнiсть, щоб розкладати квадратнi вирази на множники.

Приклад 2

Розклади на множники x2 − 4x + 4

x2 − 4x + 4 = (x − 2)2

Погляньмо, чому це так: згiдно з другою алгебраїчною тотожнiстю,

a2 − 2ab + b2 = (a − b)2.

Далi потрiбно знайти значення a i b. Для цього добуваємо додатний квадратний корiнь iз першого й останнього доданкiв, пiсля чого перевiряємо, чи правильний доданок посерединi:

x2 = x4 = 2

Якщо − 2ab = −4x, ми розв’язали задачу:

−2ab = −2 ⋅ x ⋅ 2 = −4x

Середнiй доданок правильний, а отже, ми знаємо, що:

x2 − 4x + 4 = (x − 2)2.