Kako pojednostaviti algebarski izraz. Jednadžbe online
Koristeći bilo koji jezik, iste informacije možete izraziti različitim riječima i frazama. Matematički jezik nije iznimka. Ali isti izraz može se ekvivalentno napisati na različite načine. A u nekim situacijama jedan od unosa je jednostavniji. U ovoj lekciji ćemo govoriti o pojednostavljivanju izraza.
Ljudi komuniciraju dalje različiti jezici. Za nas je važna usporedba par "ruski jezik - matematički jezik". Iste informacije mogu se prenijeti na različitim jezicima. Ali, osim toga, može se izgovoriti na različite načine u jednom jeziku.
Na primjer: "Petya je prijatelj s Vasyom", "Vasya je prijatelj s Petyom", "Petya i Vasya su prijatelji". Rečeno drugačije, ali isto. Iz bilo kojeg od ovih izraza shvatili bismo o čemu govorimo.
Pogledajmo ovu frazu: "Dječak Petya i dječak Vasya su prijatelji." Razumijemo o čemu govorimo. Međutim, ne sviđa nam se zvuk ove fraze. Ne možemo li to pojednostaviti, reći istu stvar, ali jednostavnije? "Dječak i dječak" - možete jednom reći: "Dječaci Petya i Vasya su prijatelji."
“Dečki”... Zar iz njihovih imena nije jasno da nisu djevojčice? Uklanjamo "dečke": "Petya i Vasya su prijatelji." A riječ "prijatelji" može se zamijeniti s "prijatelji": "Petya i Vasya su prijatelji." Kao rezultat toga, prva, dugačka, ružna fraza zamijenjena je ekvivalentnom tvrdnjom koju je lakše izgovoriti i razumjeti. Pojednostavili smo ovu frazu. Pojednostaviti znači reći jednostavnije, ali ne izgubiti ili iskriviti značenje.
U matematičkom jeziku događa se otprilike ista stvar. Jedno te isto se može reći, drugačije napisati. Što znači pojednostaviti izraz? To znači da za izvorni izraz postoji mnogo ekvivalentnih izraza, odnosno onih koji znače isto. I iz sve te raznolikosti moramo izabrati najjednostavniji, po našem mišljenju, ili najprikladniji za naše daljnje svrhe.
Na primjer, razmotrite numerički izraz. To će biti ekvivalentno .
Također će biti ekvivalentan prva dva: .
Ispada da smo pojednostavili naše izraze i pronašli najkraći ekvivalentni izraz.
Za numeričke izraze uvijek morate učiniti sve i dobiti ekvivalentni izraz kao jedan broj.
Pogledajmo primjer doslovnog izraza . Očito će biti jednostavnije.
Kod pojednostavljivanja doslovnih izraza potrebno je izvršiti sve moguće radnje.
Je li uvijek potrebno pojednostaviti izraz? Ne, ponekad će nam biti zgodnije imati ekvivalentan, ali duži unos.
Primjer: potrebno je od broja oduzeti broj.
Moguće je izračunati, ali ako bi prvi broj bio predstavljen svojim ekvivalentnim zapisom: , tada bi izračuni bili trenutni: .
To jest, pojednostavljeni izraz nije uvijek koristan za nas za daljnje izračune.
Ipak, vrlo često se susrećemo sa zadatkom koji samo zvuči kao “pojednostavite izraz”.
Pojednostavite izraz: .
Riješenje
1) Izvršite radnje u prvoj i drugoj zagradi: .
2) Izračunajmo umnoške: .
Očito je da posljednji izraz ima jednostavniji oblik od početnog. Pojednostavili smo ga.
Da bi se izraz pojednostavio, mora se zamijeniti ekvivalentom (jednako).
Za određivanje ekvivalentnog izraza potrebno je:
1) izvršiti sve moguće radnje,
2) koristiti svojstva zbrajanja, oduzimanja, množenja i dijeljenja za pojednostavljenje izračuna.
Svojstva zbrajanja i oduzimanja:
1. Komutativno svojstvo zbrajanja: preslagivanje članova ne mijenja zbroj.
2. Kombinativno svojstvo zbrajanja: da biste zbroju dvaju brojeva dodali treći broj, prvom broju možete dodati zbroj drugog i trećeg broja.
3. Svojstvo oduzimanja zbroja od broja: da biste od broja oduzeli zbroj, možete oduzeti svaki član posebno.
Svojstva množenja i dijeljenja
1. Komutativno svojstvo množenja: preslagivanje faktora ne mijenja umnožak.
2. Kombinativno svojstvo: da biste broj pomnožili umnoškom dvaju brojeva, prvo ga možete pomnožiti s prvim faktorom, a zatim dobiveni umnožak pomnožiti s drugim faktorom.
3. Distributivno svojstvo množenja: da bi neki broj pomnožili zbrojem, potrebno ga je pomnožiti sa svakim članom posebno.
Pogledajmo kako zapravo radimo mentalne izračune.
Izračunati:
Riješenje
1) Zamislimo kako
2) Zamislimo prvi faktor kao zbroj bitnih članova i izvršimo množenje:
3) možete zamisliti kako i izvesti množenje:
4) Zamijenite prvi faktor ekvivalentnim zbrojem:
Zakon distribucije također se može koristiti u obrnuta strana: .
Prati ove korake:
1) 2)
Riješenje
1) Radi praktičnosti, možete koristiti zakon distribucije, samo ga koristite u suprotnom smjeru - izbacite zajednički faktor iz zagrada.
2) Izbacimo zajednički faktor iz zagrada
Potrebno je kupiti linoleum za kuhinju i hodnik. Kuhinja - , hodnik - . Postoje tri vrste linoleuma: za, i rubalja za. Koliko će svaki koštati? tri vrste linoleum? (Sl. 1)
Riža. 1. Ilustracija za prikaz problema
Riješenje
Metoda 1. Zasebno možete saznati koliko će novca trebati za kupnju linoleuma za kuhinju, a zatim ga staviti u hodnik i zbrojiti dobivene proizvode.
Među različitim izrazima koji se razmatraju u algebri, sume monoma zauzimaju važno mjesto. Evo primjera takvih izraza:
\(5a^4 - 2a^3 + 0,3a^2 - 4,6a + 8\)
\(xy^3 - 5x^2y + 9x^3 - 7y^2 + 6x + 5y - 2\)
Zbroj monoma naziva se polinom. Članovi u polinomu nazivaju se članovima polinoma. Monomi se također klasificiraju kao polinomi, smatrajući da je monom polinom koji se sastoji od jednog člana.
Na primjer, polinom
\(8b^5 - 2b \cdot 7b^4 + 3b^2 - 8b + 0,25b \cdot (-12)b + 16 \)
može se pojednostaviti.
Predstavimo sve članove u obliku monoma standardni prikaz:
\(8b^5 - 2b \cdot 7b^4 + 3b^2 - 8b + 0,25b \cdot (-12)b + 16 = \)
\(= 8b^5 - 14b^5 + 3b^2 -8b -3b^2 + 16\)
Predstavimo slične članove u rezultirajućem polinomu:
\(8b^5 -14b^5 +3b^2 -8b -3b^2 + 16 = -6b^5 -8b + 16 \)
Rezultat je polinom čiji su svi članovi monomi standardnog oblika i među njima nema sličnih. Takvi se polinomi nazivaju polinomi standardnog oblika.
Iza stupanj polinoma standardnog oblika preuzimaju najviše ovlasti svojih članova. Dakle, binom \(12a^2b - 7b\) ima treći stupanj, a trinom \(2b^2 -7b + 6\) ima drugi.
Tipično, članovi polinoma standardnog oblika koji sadrže jednu varijablu raspoređeni su silaznim redoslijedom eksponenata. Na primjer:
\(5x - 18x^3 + 1 + x^5 = x^5 - 18x^3 + 5x + 1\)
Zbroj više polinoma može se transformirati (pojednostaviti) u polinom standardnog oblika.
Ponekad je članove polinoma potrebno podijeliti u skupine, stavljajući svaku skupinu u zagrade. Budući da je zatvaranje zagrada inverzna transformacija otvarajućih zagrada, lako je formulirati pravila za otvaranje zagrada:
Ako se ispred zagrada nalazi znak “+”, tada se pojmovi u zagradama pišu s istim predznacima.
Ako se ispred zagrada nalazi znak “-”, tada se pojmovi u zagradi pišu sa suprotnim predznakom.
Transformacija (pojednostavljenje) umnoška monoma i polinoma
Koristeći svojstvo distribucije množenja, možete transformirati (pojednostaviti) umnožak monoma i polinoma u polinom. Na primjer:
\(9a^2b(7a^2 - 5ab - 4b^2) = \)
\(= 9a^2b \cdot 7a^2 + 9a^2b \cdot (-5ab) + 9a^2b \cdot (-4b^2) = \)
\(= 63a^4b - 45a^3b^2 - 36a^2b^3 \)
Umnožak monoma i polinoma identički je jednak zbroju umnožaka tog monoma i svakog člana polinoma.
Ovaj se rezultat obično formulira kao pravilo.
Da biste pomnožili monom s polinomom, morate pomnožiti taj monom sa svakim od članova polinoma.
Već smo nekoliko puta koristili ovo pravilo za množenje zbrojem.
Umnožak polinoma. Transformacija (pojednostavljenje) umnoška dvaju polinoma
Općenito, umnožak dvaju polinoma identički je jednak zbroju umnoška svakog člana jednog polinoma i svakog člana drugog.
Obično se koristi sljedeće pravilo.
Da biste pomnožili polinom s polinomom, trebate pomnožiti svaki član jednog polinoma sa svakim članom drugog i zbrojiti dobivene umnoške.
Formule skraćenog množenja. Kvadrati zbroja, razlike i razlike kvadrata
S nekim izrazima u algebarskim transformacijama morate se nositi češće nego s drugima. Možda su najčešći izrazi \((a + b)^2, \; (a - b)^2 \) i \(a^2 - b^2 \), tj. kvadrat zbroja, kvadrat razlika i razlika kvadrata. Primijetili ste da se nazivi ovih izraza čine nepotpunima, na primjer, \((a + b)^2 \) nije, naravno, samo kvadrat zbroja, već kvadrat zbroja a i b . Međutim, kvadrat zbroja a i b ne pojavljuje se često, umjesto slova a i b u pravilu sadrži razne, ponekad prilično složene izraze.
Izrazi \((a + b)^2, \; (a - b)^2 \) mogu se lako pretvoriti (pojednostavljeni) u polinome standardnog oblika, zapravo, već ste se susreli s ovim zadatkom pri množenju polinoma:
\((a + b)^2 = (a + b)(a + b) = a^2 + ab + ba + b^2 = \)
\(= a^2 + 2ab + b^2 \)
Korisno je zapamtiti dobivene identitete i primijeniti ih bez međuizračunavanja. U tome pomažu kratke verbalne formulacije.
\((a + b)^2 = a^2 + b^2 + 2ab \) - kvadrat zbroja jednak je zbroju kvadrata i dvostrukog umnoška.
\((a - b)^2 = a^2 + b^2 - 2ab \) - kvadrat razlike jednak je zbroju kvadrata bez udvostručenog umnoška.
\(a^2 - b^2 = (a - b)(a + b) \) - razlika kvadrata jednaka je umnošku razlike i zbroja.
Ova tri identiteta omogućuju da se u transformacijama njegovi lijevi dijelovi zamijene desnima i obrnuto - desni dijelovi lijevim. Najteže je vidjeti odgovarajuće izraze i razumjeti kako su u njima zamijenjene varijable a i b. Pogledajmo nekoliko primjera korištenja skraćenih formula množenja.
Algebarski izraz u kojem se, uz operacije zbrajanja, oduzimanja i množenja, koristi i dijeljenje na slovne izraze, naziva se frakcijski algebarski izraz. To su, na primjer, izrazi
Algebarskim razlomkom nazivamo algebarski izraz koji ima oblik kvocijenta dijeljenja dvaju cjelobrojnih algebarskih izraza (na primjer, monoma ili polinoma). To su, na primjer, izrazi
Treći od izraza).
Identične transformacije frakcijskih algebarskih izraza najvećim su dijelom namijenjene njihovom predstavljanju u obliku algebarski razlomak. Za pronalaženje zajedničkog nazivnika koristi se rastavljanje nazivnika razlomaka na faktore - izraze kako bi se pronašao njihov najmanji zajednički višekratnik. Prilikom smanjivanja algebarskih razlomaka može se narušiti strogi identitet izraza: potrebno je isključiti vrijednosti količina pri kojima faktor kojim se vrši smanjenje postaje nula.
Navedimo primjere identičnih transformacija frakcijskih algebarskih izraza.
Primjer 1: Pojednostavite izraz
Svi pojmovi se mogu svesti na zajednički nazivnik (pogodno je promijeniti predznak u nazivniku zadnjeg pojma i znak ispred njega):
Naš izraz je jednak jedinici za sve vrijednosti osim ovih; on je nedefiniran i smanjivanje razlomka je nedopušteno).
Primjer 2. Predstavite izraz kao algebarski razlomak
Riješenje. Izraz se može uzeti kao zajednički nazivnik. Nalazimo redom:
Vježbe
1. Pronađite vrijednosti algebarskih izraza za navedene vrijednosti parametara:
2. Faktoriziraj.
Sami neki algebarski primjeri mogu užasnuti školarce. Dugi izrazi ne samo da su zastrašujući, već također čine izračune vrlo teškima. Pokušavajući odmah shvatiti što slijedi nakon čega, neće trebati dugo da se zbunite. Upravo iz tog razloga matematičari uvijek nastoje maksimalno pojednostaviti “užasan” problem i tek ga onda početi rješavati. Začudo, ovaj trik značajno ubrzava proces rada.
Pojednostavljenje je jedna od temeljnih točaka u algebri. Ako u jednostavni zadaci I dalje možete bez njega, ali primjeri koje je teže izračunati mogu se pokazati preteškima. Ovdje ove vještine dobro dolaze! Štoviše, nije potrebno složeno matematičko znanje: bit će dovoljno samo zapamtiti i naučiti primijeniti u praksi nekoliko osnovnih tehnika i formula.
Bez obzira na složenost izračuna, pri rješavanju bilo kojeg izraza važno je promatrati redoslijed izvođenja operacija s brojevima:
- zagrade;
- potenciranje;
- množenje;
- podjela;
- dodatak;
- oduzimanje.
Zadnje dvije točke lako se mogu zamijeniti i to nikako neće utjecati na rezultat. Ali zbrajanje dva susjedna broja kada se uz jedan od njih nalazi znak množenja apsolutno je zabranjeno! Odgovor, ako postoji, nije točan. Stoga morate zapamtiti redoslijed.
Primjena sličnih
Takvi elementi uključuju brojeve s varijablom istog reda ili istog stupnja. Postoje i tzv. slobodni pojmovi koji uz sebe nemaju slovnu oznaku nepoznatog.
Stvar je u tome da u nedostatku zagrada možete pojednostaviti izraz dodavanjem ili oduzimanjem sličnog.
Nekoliko ilustrativnih primjera:
- 8x 2 i 3x 2 - oba broja imaju istu varijablu drugog reda, pa su slični i kada se zbroje pojednostavljuju se na (8+3)x 2 =11x 2, dok kada se oduzmu dobivaju (8-3)x 2 =5x 2 ;
- 4x 3 i 6x - i ovdje "x" ima različite stupnjeve;
- 2y 7 i 33x 7 - sadrže različite varijable, stoga, kao u prethodnom slučaju, nisu slične.
Rastavljanje broja na faktore
Ovaj mali matematički trik, naučite li ga pravilno koristiti, više će vam puta pomoći u rješavanju škakljivog problema u budućnosti. I nije teško razumjeti kako "sustav" funkcionira: dekompozicija je produkt nekoliko elemenata čiji izračun daje izvornu vrijednost. Dakle, 20 se može predstaviti kao 20x1, 2x10, 5x4, 2x5x2 ili na neki drugi način.
Na bilješku: Faktori su uvijek isti kao i djelitelji. Dakle, radni “par” za rastavljanje treba tražiti među brojevima na koje je izvorni djeljiv bez ostatka.
Ova se operacija može izvesti i sa slobodnim izrazima i s brojevima u varijabli. Glavna stvar je ne izgubiti potonje tijekom izračuna - čak nakon razgradnje, nepoznato ne može tek tako "otići nigdje". Ostaje na jednom od množitelja:
- 15x=3(5x);
- 60y 2 =(15y 2)4.
Prosti brojevi koji se mogu dijeliti samo sami sa sobom ili 1 nikada se ne proširuju - nema smisla.
Osnovne metode pojednostavljenja
Prvo što vam zapne za oko:
- prisutnost zagrada;
- razlomci;
- korijenje.
Algebarski primjeri u školski plan i programčesto su napisani s idejom da se mogu lijepo pojednostaviti.
Izračuni u zagradama
Dobro obratite pozornost na znak ispred zagrada! Množenje ili dijeljenje primjenjuje se na svaki element unutar, a znak minus mijenja postojeće znakove "+" ili "-".
Zagrade se izračunavaju prema pravilima ili pomoću skraćenih formula za množenje, nakon čega se daju slične.
Smanjenje razlomaka
Smanjite razlomke Također je lako. I oni sami povremeno “dragovoljno pobjegnu”, čim se provedu akcije dovođenja takvih pripadnika. Ali možete pojednostaviti primjer i prije toga: obratite pozornost na brojnik i nazivnik. Često sadrže eksplicitne ili skrivene elemente koji se mogu međusobno reducirati. Istina, ako u prvom slučaju samo trebate prekrižiti nepotrebno, u drugom ćete morati razmisliti, dovodeći dio izraza u oblik za pojednostavljenje. Korištene metode:
- traženje i stavljanje u zagrade najvećeg zajednički djelitelj na brojniku i nazivniku;
- dijeleći svaki gornji element nazivnikom.
Kada je izraz ili njegov dio pod korijenom, primarni zadatak pojednostavljenja gotovo je sličan slučaju s razlomcima. Potrebno je tražiti načine kako ga se potpuno riješiti ili, ako to nije moguće, minimizirati znak koji ometa izračune. Na primjer, do nenametljivog √(3) ili √(7).
Pravi put pojednostavite radikalni izraz - pokušajte ga faktorizirati, od kojih se neki protežu izvan znaka. Dobar primjer: √(90)=√(9×10) =√(9)×√(10)=3√(10).
Ostali mali trikovi i nijanse:
- ova operacija pojednostavljenja može se izvesti s razlomcima, uzimajući ih iz predznaka i kao cjelinu i zasebno kao brojnik ili nazivnik;
- Dio zbroja ili razlike ne može se proširiti i uzeti dalje od korijena;
- kada radite s varijablama, vodite računa o njezinom stupnju, mora biti jednak ili višekratnik korijena da bi se mogao izvaditi: √(x 2 y)=x√(y), √(x 3 )=√(x 2 ×x)=x√( x);
- ponekad je moguće riješiti se radikalne varijable podizanjem na razlomačku potenciju: √(y 3)=y 3/2.
Pojednostavljivanje izraza snage
Ako u slučaju jednostavni izračuni Uz minus ili plus, primjeri se pojednostavljuju dovođenjem sličnih, što je onda s množenjem ili dijeljenjem varijabli s različitim stupnjevima? Oni se mogu lako pojednostaviti prisjećanjem dvije glavne točke:
- Ako između varijabli stoji znak množenja, potencije se zbrajaju.
- Kada se međusobno dijele, od snage brojnika oduzima se ista snaga nazivnika.
Jedini uvjet za takvo pojednostavljenje je ista baza oba člana. Primjeri za jasnoću:
- 5x 2 ×4x 7 +(y 13 /y 11)=(5×4)x 2+7 +y 13- 11 =20x 9 +y 2;
- 2z 3 +z×z 2 -(3×z 8 /z 5)=2z 3 +z 1+2 -(3×z 8-5)=2z 3 +z 3 -3z 3 =3z 3 -3z 3 = 0.
Napominjemo da se operacije s numeričkim vrijednostima ispred varijabli odvijaju prema uobičajenim matematičkim pravilima. A ako bolje pogledate, postaje jasno da elementi moći izraza "rade" na sličan način:
- dizanje člana na potenciju znači njegovo množenje samim sobom određeni broj puta, tj. x 2 =x×x;
- dijeljenje je slično: ako proširite potencije brojnika i nazivnika, tada će se neke od varijabli poništiti, dok će se preostale "sakupiti", što je ekvivalentno oduzimanju.
Kao i u svemu, pojednostavljivanje algebarskih izraza ne zahtijeva samo poznavanje osnova, već i praksu. Nakon samo nekoliko lekcija, primjeri koji su se nekada činili složenima bit će reducirani bez poteškoća. poseban rad, pretvarajući se u kratke i lako rješive.
Video
Ovaj će vam video pomoći razumjeti i zapamtiti kako se izrazi pojednostavljuju.
Niste dobili odgovor na svoje pitanje? Predložite temu autorima.