Краткий ответ
Формулы сокращённого умножения помогают быстро раскрывать скобки и раскладывать выражения на множители:
\[ (a+b)^2=a^2+2ab+b^2 \]
\[ (a-b)^2=a^2-2ab+b^2 \]
\[ (a+b)(a-b)=a^2-b^2 \]
\[ (a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3 \]
\[ (a-b)^3=a^3-3a^2b+3ab^2-b^3 \]
\[ a^3+b^3=(a+b)(a^2-ab+b^2) \]
\[ a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2) \]
Главный принцип
Например:
\[ (a+b)^2=(a+b)(a+b) \]
Раскроем скобки:
\[ a^2+ab+ab+b^2=a^2+2ab+b^2. \]
Поэтому при возведении суммы в квадрат нужно:
- возвести в квадрат первый член;
- прибавить удвоенное произведение первого и второго членов;
- прибавить квадрат второго члена.
Пример 1. Раскрытие скобок
\[ (2x-3)^2 \]
Здесь \(a=2x\), \(b=3\). Используем формулу разности квадратов:
\[ (a-b)^2=a^2-2ab+b^2. \]
Получаем:
\[ (2x-3)^2=(2x)^2-2\cdot2x\cdot3+3^2 \]
\[ \boxed{4x^2-12x+9}. \]
Проверка при \(x=1\):
\[ (2-3)^2=1, \]
\[ 4-12+9=1. \]
Результат верный.
Пример 2. Разложение на множители
\[ x^2-10x+25 \]
Сравним с формулой:
\[ a^2-2ab+b^2=(a-b)^2. \]
Здесь \(a=x\), \(b=5\), потому что:
\[ 2\cdot x\cdot5=10x,\qquad 5^2=25. \]
Значит,
\[ \boxed{x^2-10x+25=(x-5)^2}. \]
Как быстро определить формулу
- \((a+b)^2\) или \((a-b)^2\) — квадрат суммы или разности;
- \((a+b)(a-b)\) — разность квадратов;
- \(a^3+b^3\) — сумма кубов;
- \(a^3-b^3\) — разность кубов.
Важно:
\[ (a-b)^2\neq a^2-b^2. \]
Правильно:
\[ (a-b)^2=a^2-2ab+b^2. \]
Средний член пропускать нельзя.