Кратко: тождество — это равенство, которое верно при любых допустимых значениях переменных. Если одно выражение можно преобразовать в другое, не меняя его значения, то это тождественное преобразование.
1. Что называют тождеством
Два выражения называются тождественно равными, если при любых значениях переменных их значения совпадают.
Например:
\[ 3(x+y)=3x+3y \]
Это тождество, потому что раскрытие скобок опирается на распределительное свойство умножения. Оно работает при любых \(x\) и \(y\).
2. Почему одного совпадения мало
В учебнике есть пример:
\[ 2x+y \quad \text{и} \quad 2xy \]
При \(x=1,\ y=2\) оба выражения дают \(4\):
\[ 2\cdot1+2=4,\qquad 2\cdot1\cdot2=4 \]
Но это не значит, что выражения тождественно равны. Достаточно найти хотя бы один контрпример. При \(x=3,\ y=4\):
\[ 2x+y=2\cdot3+4=10, \] \[ 2xy=2\cdot3\cdot4=24. \]
Значения разные, значит, выражения не являются тождественно равными.
3. Как проверять тождества
Чтобы доказать тождество, преобразуй одну часть или обе части:
- раскрой скобки;
- приведи подобные слагаемые;
- используй формулы сокращённого умножения;
- вынеси общий множитель.
Если получилось одно и то же выражение — тождество доказано.
Чтобы опровергнуть тождество, найди хотя бы один набор значений, при котором равенство не выполняется.
Например:
\[ 2(a+3)-a=2a+6-a=a+6. \]
Значит,
\[ 2(a+3)-a \]
тождественно равно \(a+6\).
Главное, что нужно запомнить
- Совпадение значений в одном примере не доказывает тождество.
- Один контрпример опровергает тождество.
- Тождественные преобразования — это раскрытие скобок, приведение подобных слагаемых, применение формул и другие замены выражения на равное ему.