Квадрат бинома

Дефиниција, решени задаци.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији:

Пр.1)   Помножино следеће полиноме:

           а) x+6x + 6 и x+6x + 6

           б) 3x−53x - 5 и 3x−53x - 5

Пр.2)   Применом формуле за квадрат бинома израчунати:

           а) (x+7)⋅(x+7)\left( {x + 7} \right) \cdot \left( {x + 7} \right)

           б) (5x−1)⋅(5x−1)\left( {5x - 1} \right) \cdot \left( {5x - 1} \right)

           в) (x−2y)2{\left( {x - 2y} \right)^2}

           г) (113a+b)2{\left( {1\frac{1}{3}a + b} \right)^2}

           д) (5x2−4)2{\left( {5{x^2} - 4} \right)^2}

           ђ) (x2−0,5y2)2{\left( {{x^2} - 0,5{y^2}} \right)^2}

Пр.3)   Решити једначине:

           а) (x−5)2−x⋅(x−4)=−3{\left( {x - 5} \right)^2} - x \cdot \left( {x - 4} \right) = - 3

           б) (x−6)2−(x+8)2=−30{\left( {x - 6} \right)^2} - {\left( {x + 8} \right)^2} = - 30

Пр.4)   Ако је A=2x+3,B=3x+2A = 2x + 3,B = 3x + 2 и C=2x−3C = 2x - 3, израчунати:

           а) B2−A⋅C{B^2} - A \cdot C        б) A2+B2−C2{A^2} + {B^2} - {C^2}


Пр.1)   

а) (x+6)(x+6)=(x+6)2=x2+2⋅x⋅6+62=x2 +12⋅x+36{\left( {x + 6} \right)\left( {x + 6} \right) = {{\left( {x + 6} \right)}^2} = {x^2} + 2 \cdot x \cdot 6 + {6^2} = {x^2}{\text{ }} + 12 \cdot x + 36}

б) (3x−5)(3x−5)=(3x−5)2=(3x)2−2⋅3x⋅5+ 52=9x2−30x+25{\left( {3x - 5} \right)\left( {3x - 5} \right) = {{\left( {3x - 5} \right)}^2} = {{\left( {3x} \right)}^2} - 2 \cdot 3x \cdot 5 + {\text{ }}{5^2} = 9{x^2} - 30x + 25}

Пр.2)   

а) (x+7)⋅(x+7)=(x+7)2=x2+14x+49\left( {x + 7} \right) \cdot \left( {x + 7} \right) = {\left( {x + 7} \right)^2} = {x^2} + 14x + 49

б) (5x−1)⋅(5x−1)=(5x−1)2=25x2−10x+1\left( {5x - 1} \right) \cdot \left( {5x - 1} \right) = {\left( {5x - 1} \right)^2} = 25{x^2} - 10x + 1

в) (x−2y)2=x2−4xy+4y2{\left( {x - 2y} \right)^2} = {x^2} - 4xy + 4{y^2}

г) (113a+b)2=(43a+b)2=169a2+83ab+b2{\left( {1\frac{1}{3}a + b} \right)^2} = {\left( {\frac{4}{3}a + b} \right)^2} = \frac{{16}}{9}{a^2} + \frac{8}{3}ab + {b^2}

д) (5x2−4)2=25x4−40x2+16{\left( {5{x^2} - 4} \right)^2} = 25{x^4} - 40{x^2} + 16

ђ) (x2−0,5y2)2=x4−x2y2+0,25y4{\left( {{x^2} - 0,5{y^2}} \right)^2} = {x^4} - {x^2}{y^2} + 0,25{y^4}

Пр.3)   

а) 

(x−5)2−x⋅(x−4)=−3x2−10x+25−x2+4x=−3−6x=−28x=286=143=423\begin{aligned}&{\left( {x - 5} \right)^2} - x \cdot \left( {x - 4} \right) = - 3 \\ &{x^2} - 10x + 25 - {x^2} + 4x = - 3 \\ &- 6x = - 28 \\ &x = \frac{{28}}{6} = \frac{{14}}{3} = 4\frac{2}{3}\end{aligned}

б) 

(x−6)2−(x+8)2=−30x2−12x+36−(x2+16x+64)=−30x2−12x+36−x2−16x−64=−30−28x=−2x=228=114\begin{aligned}&{\left( {x - 6} \right)^2} - {\left( {x + 8} \right)^2} = - 30 \\ &{x^2} - 12x + 36 - \left( {{x^2} + 16x + 64} \right) = - 30 \\ &{x^2} - 12x + 36 - {x^2} - 16x - 64 = - 30 \\ &- 28x = - 2 \\ &x = \frac{2}{{28}} = \frac{1}{{14}}\end{aligned}

Пр.4)   A=2x+3,B=3x+2A = 2x + 3,B = 3x + 2 и C=2x−3C = 2x - 3

           а)

B2−A⋅C=(3x+2)2−(2x+3)(2x−3)=9x2+12x+4−(4x2−9)==9x2+12x+4−4x2+9=5x2+12x+13\begin{aligned}&{B^2} - A \cdot C = {\left( {3x + 2} \right)^2} - \left( {2x + 3} \right)\left( {2x - 3} \right) = 9{x^2} + 12x + 4 - \left( {4{x^2} - 9} \right) = \\ &= 9{x^2} + 12x + 4 - 4{x^2} + 9 = 5{x^2} + 12x + 13\end{aligned}

        б) 

A2+B2−C2=(2x+3)2+(3x+2)2−(2x−3)2==4x2+12x+9+9x2+12x+4−(4x2−12x+9)==4x2+12x+9+9x2+12x+4−4x2+12x−9==9x2+36x+4\begin{aligned}&{A^2} + {B^2} - {C^2} = {\left( {2x + 3} \right)^2} + {\left( {3x + 2} \right)^2} - {\left( {2x - 3} \right)^2} = \\ &= 4{x^2} + 12x + 9 + 9{x^2} + 12x + 4 - \left( {4{x^2} - 12x + 9} \right) = \\ &= 4{x^2} + 12x + 9 + 9{x^2} + 12x + 4 - 4{x^2} + 12x - 9 = \\ &= 9{x^2} + 36x + 4\end{aligned}

Квадрат бинома је производ бинома са самим собом: (a+b)2=(a+b)(a+b)=a2+2ab+b2(a + b)^2 = (a + b)(a + b) = a^2 + 2ab + b^2, а (a−b)2=a2−2ab+b2(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2. Правило гласи: квадрат првог члана, плус или минус двоструки производ, плус квадрат другог члана. Замислите квадрат странице a+ba + b: он се дели на квадрате a2a^2 и b2b^2 и два правоугаоника површине abab. На пример, (x+4)2=x2+8x+16(x + 4)^2 = x^2 + 8x + 16 и (2x−3)2=4x2−12x+9(2x - 3)^2 = 4x^2 - 12x + 9.

Најчешћа грешка је (a+b)2=a2+b2(a + b)^2 = a^2 + b^2, без двоструког производа 2ab2ab. Последњи члан је увек позитиван, јер је квадрат. Квадрирајте цео члан: (2x)2=4x2(2x)^2 = 4x^2. Формула служи и за рачунање напамет, 512=2500+100+1=260151^2 = 2500 + 100 + 1 = 2601, и у једначинама у којима се чланови са x2x^2 пониште.

x² = 252x = 102x = 104x = 52x = 52
5 m
Стара тераса x²
25 m²
Нова тераса (x + 2)²
49 m²
Повећање 4x + 4
24 m²
Квадрат (x+2)2(x + 2)^2 састоји се од старе терасе x2x^2, две траке 2x2x и угаоног квадрата 44. Две траке су двоструки производ 2⋅x⋅2=4x2 \cdot x \cdot 2 = 4x, део који се најчешће заборави.

Кад се квадратни простор повећа са две стране, као тераса, плац или подлога за игралиште, нова површина је квадрат бинома, а два правоугаоника abab показују колико се додаје уз сваку страну.

Већа тераса

Квадратна тераса странице xx метара проширује се за 2 m на две суседне стране, па опет има облик квадрата. Напишите нову површину као полином и израчунајте за колико се површина повећала ако је x=5x = 5.

Решење

  1. Нова тераса је квадрат странице x+2x + 2, па је њена површина (x+2)2(x + 2)^2.
  2. По формули: (x+2)2=x2+2⋅x⋅2+22=x2+4x+4(x + 2)^2 = x^2 + 2 \cdot x \cdot 2 + 2^2 = x^2 + 4x + 4.
  3. Повећање је (x2+4x+4)−x2=4x+4(x^2 + 4x + 4) - x^2 = 4x + 4: две траке по 2x2x и угаони квадрат од 4 m².
  4. За x=5x = 5 нова тераса има 72=497^2 = 49 m², а повећање је 4⋅5+4=244 \cdot 5 + 4 = 24 m². Провера: 49−25=2449 - 25 = 24.

Одговор: Нова површина је x2+4x+4x^2 + 4x + 4 квадратних метара; за x=5x = 5 то је 49 m², што је 24 m² више него пре.

Задатак за вежбу

Израчунајте напамет 49249^2 помоћу квадрата разлике.

Прикажи решење

492=(50−1)2=502−2⋅50⋅1+12=2500−100+1=240149^2 = (50 - 1)^2 = 50^2 - 2 \cdot 50 \cdot 1 + 1^2 = 2500 - 100 + 1 = 2401.