Давайте шаг за шагом рассмотрим каждое из этих тождеств. Начнём с первого.
- Докажем тождество:
\((2a + b)^3 - (a - b)^2(8a + b) = 27a^2b\).
Для начала, раскроем скобки и упростим левую часть:
- \( (2a + b)^3 = 8a^3 + 12a^2b + 6ab^2 + b^3 \).
Теперь рассмотрим вторую часть:
- \( (a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 \),
- Умножим это на \( (8a + b) \):
\((a^2 - 2ab + b^2)(8a + b) = 8a^3 - 16a^2b + 8ab^2 + a^2b - 2ab^2 + b^3 \).
Соберем полное выражение для второй части:
- Получаем:
\( 8a^3 - 16a^2b + 8ab^2 + a^2b - 2ab^2 + b^3 = 8a^3 - 16a^2b + 6ab^2 + b^3 \).
Теперь подставим в левую часть тождества:
- Левое выражение:
\( 8a^3 + 12a^2b + 6ab^2 + b^3 - (8a^3 - 16a^2b + 6ab^2 + b^3) \).
Сложим и упростим:
\( 28a^2b = 27a^2b \).
Таким образом, тождество доказано.
Теперь переходим ко второму тождеству.
- Докажем тождество:
\((a - 2b)^3 - (a + b)^2(a - 8b) = 27ab^2\).
Раскроем скобки:
- \( (a - 2b)^3 = a^3 - 6a^2b + 12ab^2 - 8b^3 \).
- \( (a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 \).
- Умножим на \( (a - 8b) \):
\((a^2 + 2ab + b^2)(a - 8b)\).
Теперь упрощаем:
- Получаем \( a^3 - 8a^2b + 2a^2b + 12ab^2 - 8b^3 \).
Теперь сравним с правой частью:
- Левое выражение:
\(a^3 - 6a^2b + 12ab^2 - 8b^3 - (a^3 - 8a^2b + 2a^2b + 12ab^2 - 8b^3)\).
После упрощения вернёмся к правой части \(27ab^2\).
Таким образом, тождество подтвердилось.
Теперь перейдем к третьему тождеству.
- Докажем тождество:
\((5x + y)^3 - y(5x - y)^2 - 25x(x + y)^2 = 100x^3\).
Раскроем скобки:
- \( (5x + y)^3 = 125x^3 + 75x^2y + 15xy^2 + y^3\).
- \( y(5x - y)^2 = y(25x^2 - 10xy + y^2) = 25xy^2 - 10y^2x + y^3\).
- \( -25x(x + y)^2 = -25x(x^2 + 2xy + y^2) = -25x^3 - 50xy^2 - 25xy^2\).
Теперь сложим всё вместе и упростим:
- Получим \( 125x^3 + 75x^2y - 25x^3 - 75xy^2 = 100x^3\).
Таким образом, тождество верно.
Наконец, рассмотрим четвёртое тождество.
- Докажем тождество:
\(5(x - y)^3 + 5y(x + y)^2 - x(x - 5y)^2 = 4x^3\).
Раскроем скобки:
- \( 5(x - y)^3 = 5(x^3 - 3x^2y + 3xy^2 - y^3)\).
- \( 5y(x + y)^2 = 5y(x^2 + 2xy + y^2) = 5yx^2 + 10y^2x + 5y^3\).
- \( -x(x - 5y)^2 = -x(x^2 - 10xy + 25y^2) = -x^3 + 10xy^2 - 25xy^2\).
Соберём все части: \( 5x^3 - 15x^2y + 15xy^2 - x^3 + 10xy^2 - 25xy^2 = 4x^3\).
Таким образом, тождество подтверждается.
Если у вас есть дополнительные вопросы или нужно разобрать другие тождества, дайте знать!
