Что значит решить тождество

Как доказать тождество?

Чтобы доказать тождество нужно доказать, что его правая и левая части равны, т.е. свести его к виду «выражение» = «такое же выражение».

В простых случаях, когда тождество не содержит переменных и иррациональности , можно просто вычислить правую и левую части.

В более сложных случаях, доказывая тождество, приходится прибегать к преобразованиям, потому что просто посчитать «в лоб» уже нельзя. При этом можно:

1. Преобразовывать обе части одновременно (как в примере выше).
2. Преобразовывать только левую или только правую часть.
3. Переносить слагаемые через равно, меняя знак.
4. Умножать левую и правую часть на одно и то же число.
5. Использовать все математические правила и формулы ( формулы сокращенного умножения, свойства степени, правила работы с дробями и разложения на множители и так далее и тому подобное). Именно пятый пункт при доказательстве тождеств используется чаще всего, поэтому все эти свойства и правила нужно знать, помнить и уметь использовать.

Работаем с левой частью, не трогая правую.
С помощью формул сокращенного умножения раскроем скобки слева,…

Обе части равны — тождество доказано

Преобразуем правую часть, не трогая левую.
Раскроем скобки с помощью формулы квадрата суммы ,…

…упростим одно из слагаемых, сократив \(x\) и \(\frac<1>\) , …

Слева и справа одинаковые выражения, значит тождество доказано.

Источник

Что необходимо знать ученику о тождествах в алгебре

Тождественные преобразования — основные понятия и определения

Перед началом работы с тождественными выражениями в математике необходимо разобраться что называют тождеством. Тождество — это равенство, верное при любых значениях переменных. Можно сказать, что тождеством является любое числовое равенство.

Тождества проходят в курсе алгебры за 7 класс. Однако с первыми представлениями о тождествах (равенствах) начинают знакомиться еще в начальной школе.

В алгебре используется понятие закона тождества как арифметического равенства чисел и выражений между собой, x ≡ x . Закон тождества иначе называется правило тождества, и оно гласит: «Всякое высказывание тождественно самому себе».

Справа и слева от знака равенства (=) располагаются одинаковые числа или выражения. Обычно запись тождества ничем не отличается от записи обыкновенного равенства.

Знак тождества ( ≡ ) может быть применен для того, чтобы подчеркнуть, что перед нами не простое равенство, а тождество.

Простейшими примерами тождеств являются: 2 + 3 = 5 , 2 = 2 , a 2 + a 2 = 2 a 2 .

Можно дать определение тождеству:

Тождественными выражениями в алгебре называют буквенные выражения, которые при любых числовых значениях этих букв (переменных) равны между собой.

Тождественным преобразованием называют получение таких выражений, значения которых равны исходным при любых допустимых значениях переменных.

Тождественное преобразование всегда предполагает замену данного выражения другим, сохраняя при этом их равенства.

Тождественные выражения в математике

Тождественные выражения в математике могут быть различных видов. Простейшими числовыми тождествами можно назвать любое равенство чисел, например 2 , 5 = 2 , 5 , 2 , 5 = 1 , 5 + 1 .

Более сложными тождественными выражениями являются буквенные, например a 2 * a 2 = a 4 , или a 2 + a 2 = 2 a 2 .

Также тождество образует равенство после нахождения корней уравнения, например уравнение x-3=7, при x=10 образует тождество.

В тригонометрии тождественными выражениями можно считать формулы приведения и основное тригонометрическое тождество.

Тождественные преобразования выражений

В курсе алгебры 7 класс при работе с тождественными выражениями учатся также доказывать тождества. Доказать тождество — значит установить, что при всех допустимых значениях переменных его левая и правая части представляют собой тождественно равные выражения. Чтобы доказать тождество, необходимо выполнить тождественные преобразования одной или обеих частей равенства.

Существует несколько способов тождественных преобразований выражений, приведем некоторые из них:

1. Использование переместительного, распределительного и сочетательного законов для числовых выражений.
2. Сокращение алгебраических дробей.
3. Вынесение общего множителя за скобку и группировка.
4. Работа с формулами сокращенного умножения.
5. Тригонометрические формулы приведения и др.

Пояснения на примерах

Разберем несколько примеров решения тождеств.

Докажите тождество 25 * ( 5 + 10 ) = 25 * 5 + 25 * 10 .

Доказать это тождество можно, воспользовавшись распределительным свойством умножения вида:

a * ( b + c ) = a b + a c .

Применим наше свойство и получим, что 25 * ( 15 ) = 125 + 250 , 375=375.

Доказать тождество ( 2 a — 3 ) 2 — 4 a ( a + 1 ) = — 16 a + 9 .

Докажем это тождество, воспользовавшись формулами сокращенного умножения (квадрата разности) в левой части.

После раскрытия скобок получим выражение 4 a 2 — 12 a + 3 2 — 4 a 2 — 4 a .

Приведем в нем подобные, в итоге выражение примет вид:

— 12 a — 4 a + 9 = — 16 a + 9 .

Таким образом, выражение в левой части с помощью преобразования было приведено к выражению в правой части.

Доказать тождество 7 p — 35 p — 5 = 7 .

В левой части тождества выполним преобразование: вынесение общего множителя за скобки (в числителе дроби).

Получим дробь 7 * ( p — 35 ) p — 5 .

В числителе и знаменателе имеется одинаковое выражение, которое можно сократить.

В результате выражение в левой части будет равно 7.

Надо доказать основное тригонометрическое тождество sin α 2 + cos α 2 = 1 .

Для доказательства тождества вспомним, что синус угла — это отношение противолежащего катета к гипотенузе, а косинус — отношение прилежащего катета к гипотенузе.

Тогда выразим синус и косинус угла через стороны прямоугольного треугольника.

Пусть АВ — гипотенуза треугольника, а АС и СВ — его катеты.

Получим sin α 2 = B C 2 A B 2 , cos α 2 = A C 2 A B 2 .

Далее по теореме Пифагора — квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов:

B C 2 + A C 2 = A B 2 .

Разделим теперь и правую часть тождества на гипотенузу A B 2 ,

получим: B C 2 / A B 2 + A C 2 / A B 2 = A B 2 / A B 2 , A B 2 A B 2 = 1 .

Докажем формулу приведения sin π + x = — sin x .

По формуле суммы тригонометрического угла распишем sin π + x = sin π * cos x + cos π * sin x = 0 * cos x + ( — 1 ) * sin x = — sin x .

Левая часть равна правой, значит тождество доказано.

Источник

Что такое тождество?и как его доказать?

Тождество — это уравнение, которое удовлетворяется тождественно, т. е. справедливо для любых допустимых значений входящих в него переменных. Доказать тождество — значит установить, что при всех допустимых значениях переменных его левая и правая часть равны.
Способы докозания тождества:
1. Выполняют преобразования левой части и получают в итоге правую часть.
2. Выполняют преобразования правой части и в итоге получают левую часть.
3. По отдельности преобразуют правую и левую части и получают и в первом и во втором случае одно и тоже выражение.
4. Составляют разность левой и правой части и в рзультате её преобразований получают нуль.

Т. к. мы не можем преобразовать правую часть, следовательно, мы будем преобразовывать левую. ( Т. к. я не могу написать число, возведённое во вторую степень, например число- x в квадрате, я буду писать так: x умноженное на х, сокращённо х умн. на х)
Итак, преобразовываем:
х умн. на х + 8х — 5х — 40 — х умн. на х + х — 4х + 4=-36,
(Мы многие числа можем взаимно уничтожить! Это иксы в квадратных степенях, потому что один из них положительный, другой отрицательный, и подобные числа — 8х; -5х; х; -4х. Потому что 8х — 5х + х — 4х= 0).
В итоге, у нас получилось -40 + 4= -36.
Выполнив несложную математическую операцию 4-40, мы получим -36.
-36=-36.
Тождество доказано!

Тождество — это уравнение, которое удовлетворяется тождественно, т. е. справедливо для любых допустимых значений входящих в него переменных. Доказать тождество — значит установить, что при всех допустимых значениях переменных его левая и правая часть равны.
Способы докозания тождества:
1. Выполняют преобразования левой части и получают в итоге правую часть.
2. Выполняют преобразования правой части и в итоге получают левую часть.
3. По отдельности преобразуют правую и левую части и получают и в первом и во втором случае одно и тоже выражение.
4. Составляют разность левой и правой части и в рзультате её преобразований получают нуль.

Т. к. мы не можем преобразовать правую часть, следовательно, мы будем преобразовывать левую. ( Т. к. я не могу написать число, возведённое во вторую степень, например число- x в квадрате, я буду писать так: x умноженное на х, сокращённо х умн. на х)
Итак, преобразовываем:
х умн. на х + 8х — 5х — 40 — х умн. на х + х — 4х + 4=-36,
(Мы многие числа можем взаимно уничтожить! Это иксы в квадратных степенях, потому что один из них положительный, другой отрицательный, и подобные числа — 8х; -5х; х; -4х. Потому что 8х — 5х + х — 4х= 0).
В итоге, у нас получилось -40 + 4= -36.
Выполнив несложную математическую операцию 4-40, мы получим -36.
-36=-36.
Тождество доказано!

Тождество — это уравнение, которое удовлетворяется тождественно, т. е. справедливо для любых допустимых значений входящих в него переменных. Доказать тождество — значит установить, что при всех допустимых значениях переменных его левая и правая часть равны.
Способы докозания тождества:
1. Выполняют преобразования левой части и получают в итоге правую часть.
2. Выполняют преобразования правой части и в итоге получают левую часть.
3. По отдельности преобразуют правую и левую части и получают и в первом и во втором случае одно и тоже выражение.
4. Составляют разность левой и правой части и в рзультате её преобразований получают нуль.

Т. к. мы не можем преобразовать правую часть, следовательно, мы будем преобразовывать левую. ( Т. к. я не могу написать число, возведённое во вторую степень, например число- x в квадрате, я буду писать так: x умноженное на х, сокращённо х умн. на х)
Итак, преобразовываем:
х умн. на х + 8х — 5х — 40 — х умн. на х + х — 4х + 4=-36,
(Мы многие числа можем взаимно уничтожить! Это иксы в квадратных степенях, потому что один из них положительный, другой отрицательный, и подобные числа — 8х; -5х; х; -4х. Потому что 8х — 5х + х — 4х= 0).
В итоге, у нас получилось -40 + 4= -36.
Выполнив несложную математическую операцию 4-40, мы получим -36.
-36=-36.
Тождество доказано!

Тождество — это уравнение, которое удовлетворяется тождественно, т. е. справедливо для любых допустимых значений входящих в него переменных. Доказать тождество — значит установить, что при всех допустимых значениях переменных его левая и правая часть равны.
Способы докозания тождества:
1. Выполняют преобразования левой части и получают в итоге правую часть.
2. Выполняют преобразования правой части и в итоге получают левую часть.
3. По отдельности преобразуют правую и левую части и получают и в первом и во втором случае одно и тоже выражение.
4. Составляют разность левой и правой части и в рзультате её преобразований получают нуль.

Т. к. мы не можем преобразовать правую часть, следовательно, мы будем преобразовывать левую. ( Т. к. я не могу написать число, возведённое во вторую степень, например число- x в квадрате, я буду писать так: x умноженное на х, сокращённо х умн. на х)
Итак, преобразовываем:
х умн. на х + 8х — 5х — 40 — х умн. на х + х — 4х + 4=-36,
(Мы многие числа можем взаимно уничтожить! Это иксы в квадратных степенях, потому что один из них положительный, другой отрицательный, и подобные числа — 8х; -5х; х; -4х. Потому что 8х — 5х + х — 4х= 0).
В итоге, у нас получилось -40 + 4= -36.
Выполнив несложную математическую операцию 4-40, мы получим -36.
-36=-36.
Тождество доказано!

Источник

Тождества: определение, обозначение, примеры

Начнем разговор о тождествах, дадим определение понятия, введем обозначения, рассмотрим примеры тождеств.

Что представляет собой тождество

Начнем с определения понятия тождества.

Тождество представляет собой равенство, которое верно при любых значениях переменных. Фактически, тождеством является любое числовое равенство.

По мере разбора темы мы можем уточнять и дополнять данное определение. Например, если вспомнить понятия допустимых значений переменных и ОДЗ, то определение тождества можно дать следующим образом.

Тождество – это верное числовое равенство, а также равенство, которое будет верным при всех допустимых значениях переменных, которые входят в его состав.

Про любые значения переменных при определении тождества речь идет в пособиях и учебниках по математике для 7 класса, так как школьная программа для семиклассников предполагает проведение действий исключительно с целыми выражениями (одно- и многочленами). Они имеют смысл при любых значениях переменных, которые входят в их состав.

Программа 8 класса расширяется за счет рассмотрения выражений, которые имеют смысл только для значений переменных из ОДЗ. В связи с этим и определение тождества меняется. Фактически, тождество становится частным случаем равенства, так как не каждое равенство является тождеством.

Знак тождества

Запись равенства предполагает наличие знака равенства « = » , от которого справа и слева располагаются некоторые числа или выражения. Знак тождества имеет вид трех параллельных линий « ≡ » . Он также носит название знака тождественного равенства.

Обычно запись тождества ничем не отличается от записи обыкновенного равенства. Знак тождества может быть применен для того, чтобы подчеркнуть, что перед нами не простое равенство, а тождество.

Примеры тождеств

Обратимся к примерам.

Числовые равенства 2 ≡ 2 и — 3 ≡ — 3 это примеры тождеств. Согласно определению, данному выше, любое верное числовое равенство по определению является тождеством, а приведенные равенства верные. Их также можно записать следующим образом 2 ≡ 2 и — 3 ≡ — 3 .

Равенства 2 + 3 = 5 и 7 − 1 = 2 · 3 также можно считать тождествами, так как они являются вернными. Здесь также допустима запись 2 + 3 ≡ 5 и 7 − 1 ≡ 2 · 3 .

Тождества могут содержать не только числа, но также и переменные.

Возьмем равенство 3 · ( x + 1 ) = 3 · x + 3 . Это равенство является верным при любом значении переменной x . Подтверждает сей факт распределительное свойство умножения относительно сложения. Это значит, что приведенное равенство является тождеством.

Возьмем тождество y · ( x − 1 ) ≡ ( x − 1 ) · x : x · y 2 : y . Рассмотрим область допустимых значений переменных x и y . Это любые числа, кроме нуля.

Возьмем равенства x + 1 = x − 1 , a + 2 · b = b + 2 · а и | x | = x . Существует ряд значений переменных, при которых эти равенства неверны. Например, при при x = 2 равенство x + 1 = x − 1 обращается в неверное равенство 2 + 1 = 2 − 1 . Да и вообще, равенство x + 1 = x − 1 не достигается ни при каких значениях переменной x .

Во втором случае равенство a + 2 · b = b + 2 ·a неверно в любых случаях, когда переменные a и b имеют различные значения. Возьмем a = 0 и b = 1 и получим неверное равенство 0 + 2 · 1 = 1 + 2 · 0 .

Равенство, в котором | x | — модуль переменной x , также не является тождеством, так как оно неверно для отрицательных значений x .

Это значит, что приведенные равенства не являются тождествами.

Если вспомнить тригонометрию и логарифмы, то здесь мы также можем найти примеры тождеств. Это основное логарифмическое тождество a log a b = b и основное тригонометрическое тождество вида sin 2 α + cos 2 α = 1 .

В математике мы постоянно имеем дело с тождествами. Делая записи действий, производимых с числами, мы работаем с тождествами. Тождествами являются записи свойств степеней, свойств корней и прочие.

Источник