Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Obliczenia rachunkowe

W obliczeniach rachunkowych występują często typowe przypadki mnożenia lub podnoszenia liczb do kwadratu. Działania te możemy wykonać w sposób uproszczony, posługując się wzorami skróconego mnożenia.

Przykład 1

Korzystając ze wzoru skróconego mnożenia na kwadrat sumy, kwadrat różnicy lub różnicę kwadratów, obliczymy 792, 1032, 83·97.

Korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na kwadrat różnicywzór skróconego mnożenia na kwadrat różnicywzoru skróconego mnożenia na kwadrat różnicy.

792=(80-1)2=802-2·80·1+12=6241

Korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na kwadrat sumywzór skróconego mnożenia na kwadrat sumywzoru skróconego mnożenia na kwadrat sumy.

7032=(700+3)2=7002+2·700·3+32=494209

Korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na różnicę kwadratów.

83·97=(90-7)(90+7)=902-72=8051

Ważne!

Bezpośrednio ze wzoru skróconego mnożenia na różnicę kwadratów, wynika następująca własność:

Jeśli a+b=1 to a2-b2=a-b.

Jeśli a-b=1 to a2-b2=a+b.

Przykład 2

Wykorzystamy powyższą własność do obliczenia w pamięci 5972-5962(0,97)2-(0,03)2.

Korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na różnicę kwadratów i z tego, że 597596= 10,97+0,03= 1

5972-5962=597+596=1193

(0,97)2-(0,03)2=0,97-0,03=0,94

Wzory skróconego mnożenia można też wykorzystać do przekształcania wyrażeń zawierających pierwiastki.

Przykład 3

Zapiszemy wyrażenie W=(4-23+4+23)2-892-802 w najprostszej postaci.

Uprościmy najpierw każdy ze składników.

Korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na kwadrat sumy i ze wzoru na różnicę kwadratów.

W1=4-23+4+232=

=4-23+4+23+2·4-234+23

W1=8+2·16-12=8+4=12

Drugi ze składników zamieniamy na iloczyn (ze wzoru na różnicę kwadratów) i pierwiastkujemy.

W2=892-802=(89-80)(89+80)=9·169=3·13=39

Teraz powracamy do rozważanego wyrażenia.

W=W1-W2=12-39=-27

Usuwanie niewymierności z mianownika ułamka

Wiemy już, że iloczyn liczb niewymiernych może być liczbą wymierną lub niewymierną. Chcąc więc usunąć niewymierność z mianownika ułamka, należy rozszerzyć ułamek przez takie wyrażenie, aby w wyniku otrzymać liczbę wymierną.

Najprościej jest zatem pomnożyć licznik i mianownik ułamka tak, aby w mianowniku otrzymać iloczyn sumy przez różnicę tych samych wyrażeń i zastosować wzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratówwzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratówwzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratów.

Przykład 4

Znajdziemy liczbę odwrotną do liczby 2+73.

Szukana liczba to 12+73. Zauważmy, że w mianowniku zapisanego ułamka znajduje się suma dwóch wyrażeń, zatem aby usunąć niewymierność z mianownika, rozszerzamy ułamek przez różnicę tych samych wyrażeń.

12+73=12+73·2-732-73=2-734-147=73-2143

Odwrotność liczby 2+73 to 73-2143.

Przykład 5

Wykażemy, że liczba W=1-25-32+1+25+32 jest wymierna.

W=1-25-32+1+25+32

Sprowadzamy ułamki do wspólnego mianownika.

W=1-25-32·5+325+32+1+25+32·5-325-32

Wykonujemy w liczniku mnożenie, w mianowniku stosujemy wzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratówwzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratówwzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratów.

W=5+32-52-6+5-32+52-652-(32)2

Redukujemy wyrazy podobne w liczniku, w mianowniku wykonujemy wskazane działania.

W=-27

Liczba -27 zapisana jest za pomocą ilorazu liczb całkowitych, zatem W to liczba wymierna.

Jeśli w mianowniku ułamka występują więcej niż dwa wyrazy zawierające pierwiastki, można również, usuwając niewymierność z mianownika, stosować odpowiedni wzór skróconego mnożenia.

Przykład 6

Oszacujemy wartość wyrażenia W=11+2+3 z dokładnością do jednego miejsca po przecinku, przyjmując 21,462,4.

W=11+2+3

Rozszerzamy ułamek przez 1+2-3.

W=1(1+2)+3·1+2-3(1+2)-3

W mianowniku ułamka wykonujemy mnożenie, stosując wzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratówwzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratówwzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratów.

W=1+2-31+22+2-3

Redukujemy wyrazy podobne w mianowniku ułamka.

W=1+2-322

Usuwamy niewymierność z mianownika ułamka.

W=1+2-322·22=2+2-64

Szacujemy wartość otrzymanego wyrażenia.

W2+1,4-2,44=0,25

Wartość wyrażenia jest równa w przybliżeniu 0,25.

Słownik

wzór skróconego mnożenia na kwadrat sumy
wzór skróconego mnożenia na kwadrat sumy

kwadrat sumy dwóch wyrażeń jest równy sumie kwadratów tych wyrażeń plus podwojony iloczyn pierwszego wyrażenia przez drugie

wzór skróconego mnożenia na kwadrat różnicy
wzór skróconego mnożenia na kwadrat różnicy

kwadrat różnicy dwóch wyrażeń jest równy sumie kwadratów tych wyrażeń minus podwojony iloczyn pierwszego wyrażenia przez drugie

wzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratów
wzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratów

różnica kwadratów dwóch dowolnych wyrażeń jest równa iloczynowi sumy tych wyrażeń przez ich różnicę