Skip to main content

Теория: Нахождение квадрата разности - 2

Задание

Найдите квадрат разности:
 

\(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}=\big(\)\(\displaystyle \big)^2\)

Решение

Первый способ.

Нам известно, что выражение \(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}\) является полным квадратом разности.

Правило

Квадрат разности

Для любых чисел \(\displaystyle a, \, b\) верно

\(\displaystyle a^{\, 2}-2ab+b^{\, 2}=(a-b\,)^2.\)

Сначала заметим, что  \(\displaystyle 49u^{\,2}=7^2u^{\,2}=(7u\,)^2\) и \(\displaystyle 4w^{\,2}=2^2w^{\,2}=(2w\,)^2.\)

Далее распишем \(\displaystyle 28uw\) как удвоенное произведение:

\(\displaystyle 28uw=2\cdot 7u \cdot 2w.\)

Теперь мы можем переписать наше выражение так, чтобы формула квадрата разности была видна явно:

\(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}=(7u\,)^2-2\cdot 7u \cdot 2w+(2w\,)^2.\)

Отсюда видно, что наше выражение в точности совпадает с квадратом разности при \(\displaystyle a=7u\) и \(\displaystyle b=2w\):

\(\displaystyle (7u\,)^2-2\cdot 7u \cdot 2w+(2w\,)^2=(7u-2w\,)^2.\)

Таким образом,

\(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}=(7u-2w\,)^2.\)

Ответ: \(\displaystyle (7u-2w\,)^2.\)
 

 

Второй способ (нахождение квадрата разности по квадрату и удвоенному произведению).

Нам известно, что выражение \(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}\) является полным квадратом разности.

Правило

Квадрат разности

Для любых чисел \(\displaystyle a, \, b\) верно

\(\displaystyle a^{\, 2}-2ab+b^{\, 2}=(a-b\,)^2.\)

Следовательно,

\(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}=a^{\, 2}-2ab+b^{\, 2}\)

и

\(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}=(a-b\,)^2\)

для некоторых \(\displaystyle a\) и \(\displaystyle b,\) которые надо найти.

Заметим, что \(\displaystyle 49u^{\,2}=7^2u^{\,2}=(7u\,)^2\) и \(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}=(7u\,)^2-28uw+4w^{\, 2}.\)

Если \(\displaystyle a^{\,2}=(7u\,)^2,\) то \(\displaystyle a=7u\) или \(\displaystyle a=-7u\) (см. соответствующее доказательство).

Выберем вариант со знаком плюс (\(\displaystyle {\bf +}\)), то есть \(\displaystyle a=7u.\)

Перепишем наше равенство

\(\displaystyle (7u\,)^2-28uw+4w^{\, 2}=\color{blue}{a}^{\, 2}-2\color{blue}{a}b+b^{\, 2},\)

подставляя вместо \(\displaystyle \color{blue}{a}\) выражение \(\displaystyle \color{blue}{7u}\):

\(\displaystyle (7u\,)^2-28uw+4w^{\, 2}=\color{blue}{(7u\,)}^2-2\cdot\color{blue}{7u}\cdot b+b^{\, 2}.\)

В выражении слева с параметром \(\displaystyle u\) стоит слагаемое \(\displaystyle 28uw,\)  а справа – \(\displaystyle 2\cdot 7u\cdot b.\) Приравняем их:

\(\displaystyle 28uw=2\cdot 7u\cdot b,\)

\(\displaystyle b=\frac{28uw}{2\cdot 7u},\)

\(\displaystyle b=2w.\)

Таким образом, \(\displaystyle a=7u\) и \(\displaystyle b=2w.\) Подставляя в равенство \(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}=(a-b\,)^2,\) получаем, что

\(\displaystyle 49u^{\,2}-28uw+4w^{\, 2}=(7u-2w\,)^2.\)

Ответ: \(\displaystyle (7u-2w\,)^2.\)