Глава V. §13. п.39 Упражнения — с. 195
977. Представьте в виде многочлена выражение: а) (a² + 3b³)³; б) (1 − 2xy)^4.
а) По формуле куба суммы (u + v)³ = u³ + 3u²v + 3uv² + v³ при u = a², v = 3b³: a^6 + 3a^4·3b³ + 3a²·9b^6 + 27b^9 = a^6 + 9a^4b³ + 27a²b^6 + 27b^9.
б) По формуле четвёртой степени при u = 1, v = −2xy: 1 − 4·2xy + 6·4x²y² − 4·8x³y³ + 16x^4y^4 = 1 − 8xy + 24x²y² − 32x³y³ + 16x^4y^4.
б) По формуле четвёртой степени при u = 1, v = −2xy: 1 − 4·2xy + 6·4x²y² − 4·8x³y³ + 16x^4y^4 = 1 − 8xy + 24x²y² − 32x³y³ + 16x^4y^4.
978. Представьте в виде многочлена выражение: а) (x + y)^6 + (x − y)^6; б) (x + y)^6 − (x − y)^6.
(x + y)^6 = x^6 + 6x^5y + 15x^4y² + 20x³y³ + 15x²y^4 + 6xy^5 + y^6. В (x − y)^6 знаки членов с нечётной степенью y меняются: (x − y)^6 = x^6 − 6x^5y + 15x^4y² − 20x³y³ + 15x²y^4 − 6xy^5 + y^6.
а) При сложении члены с нечётными степенями y взаимно уничтожаются, остальные удваиваются: 2x^6 + 30x^4y² + 30x²y^4 + 2y^6.
б) При вычитании уничтожаются члены с чётными степенями y, остальные удваиваются: 12x^5y + 40x³y³ + 12xy^5.
а) При сложении члены с нечётными степенями y взаимно уничтожаются, остальные удваиваются: 2x^6 + 30x^4y² + 30x²y^4 + 2y^6.
б) При вычитании уничтожаются члены с чётными степенями y, остальные удваиваются: 12x^5y + 40x³y³ + 12xy^5.
979. Выражение (1 + y)³ + (1 + y)^4 + (1 + y)^5 заменили тождественно равным многочленом. Найдите коэффициент члена многочлена, содержащего: а) y²; б) y³.
Коэффициенты берём из треугольника Паскаля (при a = 1, b = y): (1 + y)³ = 1 + 3y + 3y² + y³; (1 + y)^4 = 1 + 4y + 6y² + 4y³ + y^4; (1 + y)^5 = 1 + 5y + 10y² + 10y³ + 5y^4 + y^5.
а) Коэффициент при y²: 3 + 6 + 10 = 19.
б) Коэффициент при y³: 1 + 4 + 10 = 15.
Ответ: а) 19; б) 15.
а) Коэффициент при y²: 3 + 6 + 10 = 19.
б) Коэффициент при y³: 1 + 4 + 10 = 15.
Ответ: а) 19; б) 15.
980. Какой остаток получится при делении числа 147^6 на 145?
Запишем 147 = 145 + 2. По формуле шестой степени двучлена (145 + 2)^6 = 145^6 + 6·145^5·2 + … + 6·145·2^5 + 2^6. Все члены, кроме последнего, содержат множитель 145, то есть делятся на 145. Значит, 147^6 = 145·k + 2^6 = 145k + 64, где k — целое. Так как 64 < 145, остаток равен 64.
Ответ: 64.
Ответ: 64.
981. Докажите, что значение выражения: а) 83^4 + 65 кратно 81; б) 141^10 + 88 кратно 139.
а) 83 = 81 + 2. По формуле четвёртой степени двучлена все члены разложения (81 + 2)^4, кроме последнего, содержат множитель 81, поэтому 83^4 = 81k + 2^4 = 81k + 16. Тогда 83^4 + 65 = 81k + 81 = 81(k + 1) — кратно 81.
б) 141 = 139 + 2. Аналогично 141^10 = 139m + 2^10 = 139m + 1024. Тогда 141^10 + 88 = 139m + 1112 = 139m + 139·8 = 139(m + 8) — кратно 139.
б) 141 = 139 + 2. Аналогично 141^10 = 139m + 2^10 = 139m + 1024. Тогда 141^10 + 88 = 139m + 1112 = 139m + 139·8 = 139(m + 8) — кратно 139.
982. Докажите тождество (a + b + c)² = a² + b² + c² + 2ab + 2ac + 2bc.
Представим сумму в виде (a + b) + c и применим формулу квадрата суммы:
(a + b + c)² = ((a + b) + c)² = (a + b)² + 2(a + b)c + c² = a² + 2ab + b² + 2ac + 2bc + c².
После перестановки слагаемых получаем a² + b² + c² + 2ab + 2ac + 2bc. Тождество доказано.
(a + b + c)² = ((a + b) + c)² = (a + b)² + 2(a + b)c + c² = a² + 2ab + b² + 2ac + 2bc + c².
После перестановки слагаемых получаем a² + b² + c² + 2ab + 2ac + 2bc. Тождество доказано.
983. Докажите, что значение выражения не зависит от x: а) (x + 7)² − (x − 5)(x + 19); б) (x + 9)² + (8 − x)(x + 26).
а) (x + 7)² = x² + 14x + 49; (x − 5)(x + 19) = x² + 19x − 5x − 95 = x² + 14x − 95. Разность: x² + 14x + 49 − x² − 14x + 95 = 144.
б) (x + 9)² = x² + 18x + 81; (8 − x)(x + 26) = 8x + 208 − x² − 26x = −x² − 18x + 208. Сумма: x² + 18x + 81 − x² − 18x + 208 = 289.
В обоих случаях получено число (144 и 289), не содержащее x, значит, значение выражения от x не зависит.
б) (x + 9)² = x² + 18x + 81; (8 − x)(x + 26) = 8x + 208 − x² − 26x = −x² − 18x + 208. Сумма: x² + 18x + 81 − x² − 18x + 208 = 289.
В обоих случаях получено число (144 и 289), не содержащее x, значит, значение выражения от x не зависит.
984. Решите уравнение: а) (3x + 1)³ = 27x²(x + 1) + 8x + 2; б) 4x²(2x + 9) = (2x + 3)³ + 12(3x + 1).
а) (3x + 1)³ = 27x³ + 27x² + 9x + 1. Правая часть: 27x³ + 27x² + 8x + 2. Приравниваем: 9x + 1 = 8x + 2; x = 1.
б) Левая часть: 8x³ + 36x². (2x + 3)³ = 8x³ + 36x² + 54x + 27; 12(3x + 1) = 36x + 12; правая часть: 8x³ + 36x² + 90x + 39. Приравниваем: 0 = 90x + 39; x = −39/90 = −13/30.
Ответ: а) 1; б) −13/30.
б) Левая часть: 8x³ + 36x². (2x + 3)³ = 8x³ + 36x² + 54x + 27; 12(3x + 1) = 36x + 12; правая часть: 8x³ + 36x² + 90x + 39. Приравниваем: 0 = 90x + 39; x = −39/90 = −13/30.
Ответ: а) 1; б) −13/30.
985. Разложите на множители: а) b² + 10b + 25; б) c² − 8c + 16; в) 16x² − 8x + 1; г) 4c² + 12c + 9; д) x^4 + 2x²y + y²; е) a^6 − 6a³b² + 9b^4.
Во всех случаях трёхчлен — полный квадрат; применяем формулы квадрата суммы и квадрата разности.
а) b² + 2·b·5 + 5² = (b + 5)².
б) c² − 2·c·4 + 4² = (c − 4)².
в) (4x)² − 2·4x·1 + 1² = (4x − 1)².
г) (2c)² + 2·2c·3 + 3² = (2c + 3)².
д) (x²)² + 2·x²·y + y² = (x² + y)².
е) (a³)² − 2·a³·3b² + (3b²)² = (a³ − 3b²)².
а) b² + 2·b·5 + 5² = (b + 5)².
б) c² − 2·c·4 + 4² = (c − 4)².
в) (4x)² − 2·4x·1 + 1² = (4x − 1)².
г) (2c)² + 2·2c·3 + 3² = (2c + 3)².
д) (x²)² + 2·x²·y + y² = (x² + y)².
е) (a³)² − 2·a³·3b² + (3b²)² = (a³ − 3b²)².
986. Представьте в виде квадрата двучлена или в виде выражения, противоположного квадрату двучлена: а) a^4 − 8a² + 16; б) −4 − 4b − b²; в) 10x − x² − 25; г) c^4d² + 1 − 2c²d; д) a^6b² + 12a³b + 36; е) x + 1 + (1/4)x²; ж) y − y² − 0,25; з) 9 − m + (1/36)m²; и) −25 − 2n − 0,04n².
а) a^4 − 8a² + 16 = (a²)² − 2·a²·4 + 4² = (a² − 4)².
б) −4 − 4b − b² = −(b² + 4b + 4) = −(b + 2)².
в) 10x − x² − 25 = −(x² − 10x + 25) = −(x − 5)².
г) c^4d² − 2c²d + 1 = (c²d)² − 2·c²d·1 + 1² = (c²d − 1)².
д) a^6b² + 12a³b + 36 = (a³b)² + 2·a³b·6 + 6² = (a³b + 6)².
е) x + 1 + (1/4)x² = (1/4)x² + x + 1 = (x/2)² + 2·(x/2)·1 + 1² = (x/2 + 1)².
ж) y − y² − 0,25 = −(y² − y + 0,25) = −(y − 0,5)².
з) 9 − m + (1/36)m² = (m/6)² − 2·(m/6)·3 + 3² = (m/6 − 3)².
и) −25 − 2n − 0,04n² = −(0,04n² + 2n + 25) = −(0,2n + 5)², так как 2·0,2n·5 = 2n.
б) −4 − 4b − b² = −(b² + 4b + 4) = −(b + 2)².
в) 10x − x² − 25 = −(x² − 10x + 25) = −(x − 5)².
г) c^4d² − 2c²d + 1 = (c²d)² − 2·c²d·1 + 1² = (c²d − 1)².
д) a^6b² + 12a³b + 36 = (a³b)² + 2·a³b·6 + 6² = (a³b + 6)².
е) x + 1 + (1/4)x² = (1/4)x² + x + 1 = (x/2)² + 2·(x/2)·1 + 1² = (x/2 + 1)².
ж) y − y² − 0,25 = −(y² − y + 0,25) = −(y − 0,5)².
з) 9 − m + (1/36)m² = (m/6)² − 2·(m/6)·3 + 3² = (m/6 − 3)².
и) −25 − 2n − 0,04n² = −(0,04n² + 2n + 25) = −(0,2n + 5)², так как 2·0,2n·5 = 2n.
987. Вычислите: а) 1005·995; б) 108·92; в) 0,94·1,06; г) 1,09·0,91; д) 10 1/7 · 9 6/7; е) 99 7/9 · 100 2/9.
Во всех примерах применяем формулу (a − b)(a + b) = a² − b².
а) 1005·995 = (1000 + 5)(1000 − 5) = 1000000 − 25 = 999975.
б) 108·92 = (100 + 8)(100 − 8) = 10000 − 64 = 9936.
в) 0,94·1,06 = (1 − 0,06)(1 + 0,06) = 1 − 0,0036 = 0,9964.
г) 1,09·0,91 = (1 + 0,09)(1 − 0,09) = 1 − 0,0081 = 0,9919.
д) 10 1/7 · 9 6/7 = (10 + 1/7)(10 − 1/7) = 100 − 1/49 = 99 48/49.
е) 99 7/9 · 100 2/9 = (100 − 2/9)(100 + 2/9) = 10000 − 4/81 = 9999 77/81.
Ответ: а) 999975; б) 9936; в) 0,9964; г) 0,9919; д) 99 48/49; е) 9999 77/81.
а) 1005·995 = (1000 + 5)(1000 − 5) = 1000000 − 25 = 999975.
б) 108·92 = (100 + 8)(100 − 8) = 10000 − 64 = 9936.
в) 0,94·1,06 = (1 − 0,06)(1 + 0,06) = 1 − 0,0036 = 0,9964.
г) 1,09·0,91 = (1 + 0,09)(1 − 0,09) = 1 − 0,0081 = 0,9919.
д) 10 1/7 · 9 6/7 = (10 + 1/7)(10 − 1/7) = 100 − 1/49 = 99 48/49.
е) 99 7/9 · 100 2/9 = (100 − 2/9)(100 + 2/9) = 10000 − 4/81 = 9999 77/81.
Ответ: а) 999975; б) 9936; в) 0,9964; г) 0,9919; д) 99 48/49; е) 9999 77/81.