Главная страница
Разделы

Шпаргалка по преобразованию выражений

Основные правила и формулы для школьной программы

Арифметические операции

a + b = b + a (переместительный закон)
(a + b) + c = a + (b + c) (сочетательный закон)
a × (b + c) = a×b + a×c (распределительный закон)
Пример: 2 × (3 + 5) = 2×3 + 2×5 = 6 + 10 = 16
Важно: Порядок операций: скобки, умножение/деление, сложение/вычитание.

Возведение в степень

aⁿ × aᵐ = aⁿ⁺ᵐ
aⁿ ÷ aᵐ = aⁿ⁻ᵐ
(aⁿ)ᵐ = aⁿᵐ
(a × b)ⁿ = aⁿ × bⁿ
Пример: 2³ × 2⁴ = 2⁷ = 128
Важно: a⁰ = 1 для любого a ≠ 0

Корни натуральной степени

√(a × b) = √a × √b
√(a ÷ b) = √a ÷ √b
(ⁿ√a)ᵐ = ⁿ√(aᵐ)
ⁿ√(ᵐ√a) = ᵐⁿ√a
Пример: √(9 × 16) = √9 × √16 = 3 × 4 = 12
Важно: √(a²) = |a| (модуль a)

Тригонометрические выражения

sin²α + cos²α = 1
tgα = sinα/cosα
1 + tg²α = 1/cos²α
sin(α ± β) = sinα cosβ ± cosα sinβ
Пример: sin(30° + 60°) = sin30°cos60° + cos30°sin60° = 0.5×0.5 + 0.866×0.866 ≈ 0.25 + 0.75 = 1
Важно: Знаки тригонометрических функций по четвертям: "Все студенты должны знать правила" (I: все +, II: sin +, III: tg +, IV: cos +)

Логарифмирование

logₐ(b × c) = logₐb + logₐc
logₐ(b/c) = logₐb - logₐc
logₐ(bᵐ) = m × logₐb
logₐb = logₐc × log_c b (формула перехода)
Пример: log₂(8 × 4) = log₂8 + log₂4 = 3 + 2 = 5
Важно: logₐ1 = 0, logₐa = 1 для любого a > 0, a ≠ 1

Практические советы

1. Всегда упрощайте выражения поэтапно
2. Помните об ограничениях (знаменатель ≠ 0, подкоренное выражение ≥ 0)
3. Проверяйте равносильность преобразований
4. Используйте формулы сокращенного умножения
5. Тренируйтесь на различных примерах
Формулы сокращенного умножения:
(a ± b)² = a² ± 2ab + b²
a² - b² = (a - b)(a + b)
(a ± b)³ = a³ ± 3a²b + 3ab² ± b³

Примеры решения задач по преобразованию выражений

1. Упрощение выражений (7-8 класс)

Задача 1: Упростить выражение: (3x²y)³ * (2xy²)²

Решение:

1. Возводим каждый множитель в степень:

(3x²y)³ = 3³ * (x²)³ * y³ = 27x⁶y³

(2xy²)² = 2² * x² * (y²)² = 4x²y⁴

2. Перемножаем получившиеся одночлены:

27x⁶y³ * 4x²y⁴ = (27 * 4) * (x⁶ * x²) * (y³ * y⁴) = 108x⁸y⁷

Ответ: 108x⁸y⁷
Задача 2: Упростить выражение: (a - 2)(a + 5) - (a + 1)(a - 3)

Решение:

1. Раскрываем скобки, используя правило умножения многочленов:

(a - 2)(a + 5) = a·a + a·5 - 2·a - 2·5 = a² + 5a - 2a - 10 = a² + 3a - 10

(a + 1)(a - 3) = a·a + a·(-3) + 1·a + 1·(-3) = a² - 3a + a - 3 = a² - 2a - 3

2. Вычитаем из первого результата второй:

(a² + 3a - 10) - (a² - 2a - 3) = a² + 3a - 10 - a² + 2a + 3

3. Приводим подобные слагаемые:

(a² - a²) + (3a + 2a) + (-10 + 3) = 0 + 5a - 7 = 5a - 7

Ответ: 5a - 7

2. Разложение на множители (7-8 класс)

Задача 3: Разложить на множители: 6x² - 12x³y

Решение:

Ищем наибольший общий делитель (НОД) для коэффициентов и переменных:

- НОД(6, 12) = 6

- Наименьшая степень x: x²

Выносим 6x² за скобки:

6x²(1 - 2xy)

Ответ: 6x²(1 - 2xy)
Задача 4: Разложить на множители: x² - 7x + 12

Решение:

Это квадратный трехчлен. Ищем такие числа m и n, чтобы:

m + n = -7 (коэффициент перед x)

m * n = 12 (свободный член)

Подбираем: это числа -3 и -4, так как (-3) + (-4) = -7 и (-3) * (-4) = 12

Раскладываем:

(x - 3)(x - 4)

Ответ: (x - 3)(x - 4)

3. Действия с алгебраическими дробями (8 класс)

Задача 5: Упростить выражение: (x² - 9) / (x² - 6x + 9)

Решение:

1. Разложим числитель и знаменатель на множители:

Числитель: x² - 9 = (x - 3)(x + 3) (разность квадратов)

Знаменатель: x² - 6x + 9 = (x - 3)² (квадрат разности)

2. Подставляем в дробь:

[(x - 3)(x + 3)] / [(x - 3)²]

3. Сокращаем на общий множитель (x - 3) (при условии, что x ≠ 3):

(x + 3) / (x - 3)

Ответ: (x + 3)/(x - 3)

4. Преобразование выражений со степенями и корнями (9-11 класс)

Задача 6: Упростить выражение: (a^(1/3) * a^(1/6)) / (a^(1/2))

Решение:

Используем свойства степеней:

1. В числителе:

a^(1/3) * a^(1/6) = a^(1/3 + 1/6) = a^(2/6 + 1/6) = a^(3/6) = a^(1/2)

2. Теперь делим:

a^(1/2) / a^(1/2) = a^(1/2 - 1/2) = a⁰ = 1

Ответ: 1
Задача 7: Освободиться от иррациональности в знаменателе: 5 / (√5 - 1)

Решение:

Умножим числитель и знаменатель на выражение, сопряженное знаменателю (на √5 + 1):

5 / (√5 - 1) = [5 * (√5 + 1)] / [(√5 - 1)(√5 + 1)]

В знаменателе получаем разность квадратов:

(√5)² - (1)² = 5 - 1 = 4

В числителе: 5(√5 + 1)

Получаем:

[5(√5 + 1)] / 4

Ответ: [5(√5 + 1)] / 4

5. Преобразование тригонометрических выражений (10-11 класс)

Задача 8: Упростить выражение: sin²α + cos²α + tgα * ctgα

Решение:

Используем основные тригонометрические тождества:

1. sin²α + cos²α = 1

2. tgα * ctgα = 1

3. Складываем: 1 + 1 = 2

Ответ: 2

Общие советы по решению: