В данной публикации мы рассмотрим одну из формул сокращенного умножения – сумма кубов, с помощью которой выполняется раскладывание выражения на множители. Также разберем примеры решения задач для закрепления представленного материала.
- Формула суммы кубов
- Доказательство формулы
- Примеры задач
- Решение кубических уравнений
- Решение двучленного кубического уравнения вида A x 3 + B = 0
- Решение возвратного кубического уравнения вида A x 3 + B x 2 + B x + A = 0
- Решение кубических уравнений с рациональными корнями
- Решение кубических уравнений по формуле Кардано
- Сумма кубов
- Вывод формулы суммы кубов
- Применение формулы суммы кубов
- Примеры задач на применение формулы суммы кубов
- 🎥 Видео
Видео:РАЗБИРАЕМ СУММУ КУБОВ ЧАСТЬ I #математика #shorts #задачиегэ #профильныйегэСкачать
Формула суммы кубов
Сумма кубов чисел/выражений равна произведению их суммы на неполный квадрат их разности.
a 3 + b 3 = (a + b)(a 2 – ab + b 2 )
Полный квадрат разности выглядит так: (a – b) 2 = a 2 – 2ab + b 2 . В нашем случае во второй скобке вместо удвоенного произведения стоит одинарное, поэтому выражение называется неполным.
Формула справедлива и справа-налево:
(a + b)(a 2 – ab + b 2 ) = a 3 + b 3
Примечание: a 3 + b 3 ≠ (a + b) 3
Видео:Cистемы уравнений. Разбор задания 6 и 21 из ОГЭ. | МатематикаСкачать
Доказательство формулы
Убедиться в правильности выражения можно, просто перемножив скобки, соблюдая правила арифметики при их раскрытии. Давайте так и сделаем:
(a + b)(a 2 – ab + b 2 ) = a 3 – a 2 b + ab 2 + a 2 b – ab 2 + b 3 = a 3 + b 3 .
Видео:Сумма и разность кубов двух выражений. 7 класс.Скачать
Примеры задач
Задание 1
Разложите на множители выражение: 6 3 + (4x) 3 .
Решение
6 3 + (4x) 3 = (6 + 4x)(6 2 – 6 ⋅ 4x + (4x) 2 ) = (6 + 4x)(36 – 24x + 16x 2 )
Задание 2
Разложите выражение на произведение множителей: (7x) 3 + (3y 2 ) 3 .
Решение
(7x) 3 + (3y 2 ) 3 = (7x + 3y 2 )((7x) 2 – 7x ⋅ 3y 2 + (3y) 2 ) = (7x + 3y 2 )(49x 2 – 21xy 2 + 9y 2 )
Задание 3
Представьте выражение 64x 3 + 125 в виде суммы кубов и разложите его на множители.
Решение
64x 3 + 125 = (4x) 3 + 5 3 = (4x + 5)((4x) 2 – 4x ⋅ 5 + 5 2 ) = (4x + 5)(16x 2 – 20x + 25)
Видео:КАК РЕШАТЬ КУБИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ | Разбираем на конкретном примереСкачать
Решение кубических уравнений
Кубическое уравнение, содержащее коэффициенты с действительным корнем, остальные два считаются комплексно-сопряженной парой. Будут рассмотрены уравнения с двучленами и возвратные, а также с поиском рациональных корней. Вся информация будет подкреплена примерами.
Видео:Куб суммы и куб разности двух выражений. 7 класс.Скачать
Решение двучленного кубического уравнения вида A x 3 + B = 0
Кубическое уравнение, содержащее двучлен, имеет вид A x 3 + B = 0 . Его необходимо приводить к x 3 + B A = 0 с помощью деления на А , отличного от нуля. После чего можно применять формулу сокращенного умножения суммы кубов. Получаем, что
x 3 + B A = 0 x + B A 3 x 2 — B A 3 x + B A 2 3 = 0
Результат первой скобки примет вид x = — B A 3 , а квадратный трехчлен — x 2 — B A 3 x + B A 2 3 , причем только с комплексными корнями.
Найти корни кубического уравнения 2 x 3 — 3 = 0 .
Решение
Необходимо найти х из уравнения. Запишем:
2 x 3 — 3 = 0 x 3 — 3 2 = 0
Необходимо применить формулу сокращенного умножения. Тогда получим, что
x 3 — 3 2 = 0 x — 3 3 2 6 x 2 + 3 3 2 6 x + 9 2 3 = 0
Раскроем первую скобку и получим x = 3 3 2 6 . Вторая скобка не имеет действительных корней, потому как дискриминант меньше нуля.
Ответ: x = 3 3 2 6 .
Видео:Решение систем уравнений второго порядка. 8 класс.Скачать
Решение возвратного кубического уравнения вида A x 3 + B x 2 + B x + A = 0
Вид квадратного уравнения — A x 3 + B x 2 + B x + A = 0 , где значения А и В являются коэффициентами. Необходимо произвести группировку. Получим, что
A x 3 + B x 2 + B x + A = A x 3 + 1 + B x 2 + x = = A x + 1 x 2 — x + 1 + B x x + 1 = x + 1 A x 2 + x B — A + A
Корень уравнения равен х = — 1 , тогда для получения корней квадратного трехчлена A x 2 + x B — A + A необходимо задействовать через нахождение дискриминанта.
Решить уравнение вида 5 x 3 — 8 x 2 — 8 x + 5 = 0 .
Решение
Уравнение является возвратным. Необходимо произвести группировку. Получим, что
5 x 3 — 8 x 2 — 8 x + 5 = 5 x 3 + 1 — 8 x 2 + x = = 5 x + 1 x 2 — x + 1 — 8 x x + 1 = x + 1 5 x 2 — 5 x + 5 — 8 x = = x + 1 5 x 2 — 13 x + 5 = 0
Если х = — 1 является корнем уравнения, тогда необходимо найти корни заданного трехчлена 5 x 2 — 13 x + 5 :
5 x 2 — 13 x + 5 = 0 D = ( — 13 ) 2 — 4 · 5 · 5 = 69 x 1 = 13 + 69 2 · 5 = 13 10 + 69 10 x 2 = 13 — 69 2 · 5 = 13 10 — 69 10
Ответ:
x 1 = 13 10 + 69 10 x 2 = 13 10 — 69 10 x 3 = — 1
Видео:МЕТОД ПОДСТАНОВКИ 😉 СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ ЧАСТЬ I#математика #егэ #огэ #shorts #профильныйегэСкачать
Решение кубических уравнений с рациональными корнями
Если х = 0 , то он является корнем уравнения вида A x 3 + B x 2 + C x + D = 0 . При свободном члене D = 0 уравнение принимает вид A x 3 + B x 2 + C x = 0 . При вынесении х за скобки получим, что уравнение изменится. При решении через дискриминант или Виета оно примет вид x A x 2 + B x + C = 0 .
Найти корни заданного уравнения 3 x 3 + 4 x 2 + 2 x = 0 .
Решение
3 x 3 + 4 x 2 + 2 x = 0 x 3 x 2 + 4 x + 2 = 0
Х = 0 – это корень уравнения. Следует найти корни квадратного трехчлена вида 3 x 2 + 4 x + 2 . Для этого необходимо приравнять к нулю и продолжить решение при помощи дискриминанта. Получим, что
D = 4 2 — 4 · 3 · 2 = — 8 . Так как его значение отрицательное, то корней трехчлена нет.
Ответ: х = 0 .
Когда коэффициенты уравнения A x 3 + B x 2 + C x + D = 0 целые, то в ответе можно получить иррациональные корни. Если A ≠ 1 , тогда при умножении на A 2 обеих частей уравнения проводится замена переменных, то есть у = А х :
A x 3 + B x 2 + C x + D = 0 A 3 · x 3 + B · A 2 · x 2 + C · A · A · x + D · A 2 = 0 y = A · x ⇒ y 3 + B · y 2 + C · A · y + D · A 2
Приходим к виду кубического уравнения. Корни могут быть целыми или рациональными. Чтобы получить тождественное равенство, необходимо произвести подстановку делителей в полученное уравнение. Тогда полученный y 1 будет являться корнем. Значит и корнем исходного уравнения вида x 1 = y 1 A . Необходимо произвести деление многочлена A x 3 + B x 2 + C x + D на x — x 1 . Тогда сможем найти корни квадратного трехчлена.
Найти корни заданного уравнения 2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = 0 .
Решение
Необходимо произвести преобразование с помощью умножения на 2 2 обеих частей, причем с заменой переменной типа у = 2 х . Получаем, что
2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = 0 2 3 x 3 — 11 · 2 2 x 2 + 24 · 2 x + 36 = 0 y = 2 x ⇒ y 3 — 11 y 2 + 24 y + 36 = 0
Свободный член равняется 36 , тогда необходимо зафиксировать все его делители:
± 1 , ± 2 , ± 3 , ± 4 , ± 6 , ± 9 , ± 12 , ± 36
Необходимо произвести подстановку y 3 — 11 y 2 + 24 y + 36 = 0 , чтобы получить тождество вида
1 3 — 11 · 1 2 + 24 · 1 + 36 = 50 ≠ 0 ( — 1 ) 3 — 11 · ( — 1 ) 2 + 24 · ( — 1 ) + 36 = 0
Отсюда видим, что у = — 1 – это корень. Значит, x = y 2 = — 1 2 .
Далее следует деление 2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 на x + 1 2 при помощи схемы Горнера:
| x i | Коэффициенты многочлена | |||
|---|---|---|---|---|
| 2 | — 11 | 12 | 9 | |
| — 0 . 5 | 2 | — 11 + 2 · ( — 0 . 5 ) = — 12 | 12 — 12 · ( — 0 . 5 ) = 18 | 9 + 18 · ( — 0 . 5 ) = 0 |
2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = x + 1 2 2 x 2 — 12 x + 18 = = 2 x + 1 2 x 2 — 6 x + 9
После чего необходимо найти корни квадратного уравнения вида x 2 — 6 x + 9 . Имеем, что уравнение следует привести к виду x 2 — 6 x + 9 = x — 3 2 , где х = 3 будет его корнем.
Ответ: x 1 = — 1 2 , x 2 , 3 = 3 .
Алгоритм можно применять для возвратных уравнений. Видно, что — 1 – это его корень, значит, левая часть может быть поделена на х + 1 . Только тогда можно будет найти корни квадратного трехчлена. При отсутствии рациональных корней применяются другие способы решения для разложения многочлена на множители.
Видео:Алгебра 7 класс (Урок№30 - Сумма кубов. Разность кубов.)Скачать
Решение кубических уравнений по формуле Кардано
Нахождение кубических корней возможно при помощи формулы Кардано. При A 0 x 3 + A 1 x 2 + A 2 x + A 3 = 0 необходимо найти B 1 = A 1 A 0 , B 2 = A 2 A 0 , B 3 = A 3 A 0 .
После чего p = — B 1 2 3 + B 2 и q = 2 B 1 3 27 — B 1 B 2 3 + B 3 .
Полученные p и q в формулу Кардано. Получим, что
y = — q 2 + q 2 4 + p 3 27 3 + — q 2 — q 2 4 + p 3 27 3
Подбор кубических корней должен удовлетворять на выходе значению — p 3 . Тогда корни исходного уравнения x = y — B 1 3 . Рассмотрим решение предыдущего примера, используя формулу Кардано.
Найти корни заданного уравнения 2 x 3 — 11 x 2 + 12 x + 9 = 0 .
Решение
Видно, что A 0 = 2 , A 1 = — 11 , A 2 = 12 , A 3 = 9 .
Необходимо найти B 1 = A 1 A 0 = — 11 2 , B 2 = A 2 A 0 = 12 2 = 6 , B 3 = A 3 A 0 = 9 2 .
Отсюда следует, что
p = — B 1 2 3 + B 2 = — — 11 2 2 3 + 6 = — 121 12 + 6 = — 49 12 q = 2 B 1 3 27 — B 1 B 2 3 + B 3 = 2 · — 11 2 3 27 — — 11 2 · 6 3 + 9 2 = 343 108
Производим подстановку в формулу Кордано и получим
y = — q 2 + q 2 4 + p 3 27 3 + — q 2 — — q 2 4 + p 3 27 3 = = — 343 216 + 343 2 4 · 108 2 — 49 3 27 · 12 3 3 + — 343 216 — 343 2 4 · 108 2 — 49 3 27 · 12 3 3 = = — 343 216 3 + — 343 216 3
— 343 216 3 имеет три значения. Рассмотрим их ниже.
— 343 216 3 = 7 6 cos π + 2 π · k 3 + i · sin π + 2 π · k 3 , k = 0 , 1 , 2
Если k = 0 , тогда — 343 216 3 = 7 6 cos π 3 + i · sin π 3 = 7 6 1 2 + i · 3 2
Если k = 1 , тогда — 343 216 3 = 7 6 cosπ + i · sinπ = — 7 6
Если k = 2 , тогда — 343 216 3 = 7 6 cos 5 π 3 + i · sin 5 π 3 = 7 6 1 2 — i · 3 2
Необходимо произвести разбиение по парам, тогда получим — p 3 = 49 36 .
Тогда получим пары: 7 6 1 2 + i · 3 2 и 7 6 1 2 — i · 3 2 , — 7 6 и — 7 6 , 7 6 1 2 — i · 3 2 и 7 6 1 2 + i · 3 2 .
Преобразуем при помощи формулы Кордано:
y 1 = — 343 216 3 + — 343 216 3 = = 7 6 1 2 + i · 3 2 + 7 6 1 2 — i · 3 2 = 7 6 1 4 + 3 4 = 7 6 y 2 = — 343 216 3 + — 343 216 3 = — 7 6 + — 7 6 = — 14 6 y 3 = — 343 216 3 + — 343 216 3 = = 7 6 1 2 — i · 3 2 + 7 6 1 2 + i · 3 2 = 7 6 1 4 + 3 4 = 7 6
x 1 = y 1 — B 1 3 = 7 6 + 11 6 = 3 x 2 = y 2 — B 1 3 = — 14 6 + 11 6 = — 1 2 x 3 = y 3 — B 1 3 = 7 6 + 11 6 = 3
Ответ: x 1 = — 1 2 , x 2 , 3 = 3
При решении кубических уравнений можно встретить сведение к решению уравнений 4 степени методом Феррари.
Видео:Сумма кубов.Скачать
Сумма кубов
Видео:Решение системы уравнений методом ГауссаСкачать
Вывод формулы суммы кубов
Для доказательства справедливости формулы суммы кубов достаточно перемножить выражения раскрыв скобки:
( a + b )·( a 2 — ab + b 2 ) =
= a 3 — a 2 b + a b 2 + b a 2 — a b 2 + b 3 = a 3 + b 3
Видео:Разность и сумма кубовСкачать
Применение формулы суммы кубов
Видео:Система уравнений. Метод алгебраического сложенияСкачать
Примеры задач на применение формулы суммы кубов
x 3 + 27 = x 3 + 3 3 = ( x + 3)·( x 2 — 3 x + 9)
8 x 3 + 27 y 6 = (2 x ) 3 + (3 y 2 ) 3 =
= (2 x + 3 y 2 )·(4 x 2 — 6 xy 2 + 9 y 4 )
Можно заметить, что для выражения в числителе можно применить формулу суммы кубов
27 x 3 + 1 3 x + 1 = (3 x + 1)·(9 x 2 — 3 x +1) 3 x + 1 = 9 x 2 — 3 x +1
Любые нецензурные комментарии будут удалены, а их авторы занесены в черный список!
Добро пожаловать на OnlineMSchool.
Меня зовут Довжик Михаил Викторович. Я владелец и автор этого сайта, мною написан весь теоретический материал, а также разработаны онлайн упражнения и калькуляторы, которыми Вы можете воспользоваться для изучения математики.
🎥 Видео
Система НЕЛИНЕЙНЫХ уравнений ★ Как решать ★ Быстрый способ ★ Решите систему x^3+y^3=65; yx^2+xy^2=20Скачать
Сумма кубов: что, как и на фига - bezbotvyСкачать
Сумма и разность кубов двух выражений - 7 класс алгебраСкачать
Сумма кубов натуральных чисел 1^3+2^3+3^3+...+n^3Скачать
Сумма и разность кубов. Алгебра 7 класс. Разложение на множители.Скачать
Не решая квадратное уравнение, найдите сумму кубов его корнейСкачать
10 класс. Алгебра. Системы уравненийСкачать
СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ нелинейных 9 класс алгебраСкачать
