Дробно-рациональные выражения · урок 2 из 17
Тождественные преобразования рациональных выражений
Алгебра · 8 класс · углублённый уровень ФРП «Математика» (углублённый уровень), Москва – 2025 строка R04 · ALG8U-056
a²
b²
a
b
a 2 − b 2 = ( a − b ) ( a + b )
0,5 мин · теория
Паспорт: R04 «Алгебраические выражения: дробно-рациональные выражения» (17 ч), урок 2/17, единица R04.2 «Тождественные преобразования рациональных выражений». Тип Н (новый материал). На прошлом уроке (ALG8U-055) — рациональные выражения: целые и дробные. Следующий (ALG8U-057) — алгебраическая дробь.
Хронометраж: Теория 14 мин · практика 31 мин (69 %) , итого 45 мин. Теория — сл. 1, 2, 5, 6, 8, 10, 11, 14, 16 (все теоретические слайды сохранены полностью; образцы на сл. 11, 14, 16 разбирает учитель); практика — разминка (3), актуализация (4), «образец → сам» после каждого нового правила (7, 9, 12, 15, 17), «докажите или опровергните» (13), задания с самопроверкой (18, 19), найдите ошибку (20), формат ОГЭ (21), самостоятельная работа (22), рефлексия и ДЗ (23). Если не успеваете — № 5–6 сл. 18 и № 6 сл. 19 перенести в ДЗ.
Рисунок на титуле: квадрат со стороной a без уголка b × b — площадь a² − b². Вопрос классу: как переложить оставшуюся фигуру в прямоугольник (a − b) × (a + b)? Отрезать полоску справа и приложить снизу.
R04.2
Цели урока
Сегодня вы научитесь
1 Различатьтождественно равные выражения и тождества, учитывать допустимые значения (ПР-12, ПР-9)
2 Доказыватьтождества тремя способами, опровергать контрпримером (ПР-12)
3 Преобразовыватьцелые рациональные выражения: формулы сокращённого умножения, полный квадрат (ПР-12)
4 Применятьпреобразования к вычислениям, делимости, оценкам и задачам (ПР-13)
0,5 мин · теория
ПР-12 (ФРП): «Выполнять тождественные преобразования рациональных выражений».
ПР-9: «Находить допустимые значения переменных в дробно-рациональных выражениях» — здесь только как условие тождества (подробно — ALG8U-058).
ПР-13: «Применять преобразования выражений для решения различных задач из математики, смежных предметов, из реальной практики».
Виды деятельности ФРП: «Выполнять тождественные преобразования рациональных выражений… Применять преобразования выражений для решения задач».
R04.2
Разминка · устно
Раскройте, разложите, посчитайте
2,5 мин · практика
Устно, по цепочке: ученик называет ответ, учитель открывает его кликом. Повторяем формулы сокращённого умножения 7 класса — они понадобятся весь урок.
Ответы: (x + 5)² = x² + 10x + 25; (3a − 1)² = 9a² − 6a + 1; (2x − y)(2x + y) = 4x² − y²; 51 · 49 = (50 + 1)(50 − 1) = 2500 − 1 = 2499; 21² = (20 + 1)² = 441; 98² = (100 − 2)² = 10000 − 400 + 4 = 9604; x² + 6x + 9 = (x + 3)²; a³ − 8 = (a − 2)(a² + 2a + 4).
Проверка: 51 · 49 = 2499 ✓ (столбиком); 98 · 98 = 9604 ✓.
R04.2
Актуализация · устно
Равны ли выражения при всех значениях переменных?
( a − b ) 2 и ( b − a ) 2
да: ( − x ) 2 = x 2
( a + b ) 2 и a 2 + b 2
нет: a = b = 1 : 4 = 2
( b − a ) 3 и − ( a − b ) 3
да: ( − x ) 3 = − x 3
2 ( x + 3 ) − x и x + 6
да: раскрыли скобки
x 2 + 1 и ( x + 1 ) 2
нет: x = 1 : 2 = 4
x x 2 и x
? при x = 0 слева нет значения
2 мин · практика
Карточки «да/нет», учитель открывает вердикты по одному. Повторяем термины прошлого урока: целое и дробное рациональное выражение (последняя карточка — дробное).
Чтобы сказать «нет», достаточно одного набора значений (контрпример). Чтобы сказать «да», нужно рассуждение для всех значений — проверка на примерах ничего не доказывает.
Последняя карточка — мостик к проблеме урока: значения совпадают везде, кроме x = 0, где левое выражение не имеет смысла.
R04.2
Проблема
Одно и то же ли x − 2 x 2 − 4 и x + 2 ?
x − 1 0 1 2 3
x − 2 x 2 − 4 1 2 3 — 5
x + 2 1 2 3 4 5
Значения равны при всех допустимых x , то есть при x = 2 .
x y
0
1 2
−1
1 4
x = 2 :
выколота
y = x + 2 , x = 2
www.reknow.ru
1,5 мин · теория
Ученики считают значения устно; учитель открывает столбцы. Вопрос: «Равны ли выражения?» Ожидаемый спор — при x = 2 левое не определено (деление на 0).
Проверка: x = 3: (9 − 4)/(3 − 2) = 5 ✓; x = −1: (1 − 4)/(−3) = 1 ✓.
График левого выражения — прямая y = x + 2 с «выколотой» точкой (2; 4). Поэтому говорят: выражения тождественно равны на множестве x ≠ 2.
Само сокращение дробей — тема ALG8U-059; здесь достаточно (x − 2)(x + 2) = x² − 4.
R04.2
Новый материал · определения
Тождество и тождественное преобразование
Тождественно равные выражения принимают равные значения при всех допустимых значениях переменных
Тождество равенство, верное при всех допустимых значениях переменных
Тождественное преобразование замена выражения тождественно равным ему
( x + 3 ) 2 − ( x − 1 ) ( x + 1 )
раскрыть скобки
x 2 + 6 x + 9 − x 2 + 1
подобные
6 x + 10
проверка при x = 1 :
16 = 16 = 16 ✓
www.reknow.ru
2,5 мин · теория
Определения — по учебнику; записать в тетрадь.
Цепочка справа: каждое звено тождественно равно предыдущему, значит первое равно последнему: (x + 3)² − (x − 1)(x + 1) = 6x + 10 — тождество при всех x.
Подстановка x = 1 — только самоконтроль: она может поймать ошибку, но доказательством не является.
Пример неверной «тождественности»: x²/x = x не тождество на всём множестве чисел, но тождество при x ≠ 0.
R04.2
Образец → сам · цепочка преобразований
Упростите и проверьте подстановкой
Образец: ( a + 2 ) 2 − ( a − 2 ) 2
= a 2 + 4 a + 4 − ( a 2 − 4 a + 4 )
= a 2 + 4 a + 4 − a 2 + 4 a − 4
= 8 a
проверка a = 1 : 9 − 1 = 8 = 8 ⋅ 1 ✓
Сами:
база ( x − 4 ) ( x + 4 ) − ( x − 3 ) 2 6 x − 25
база ( y − 2 ) ( y + 5 ) − ( y + 1 ) 2 y − 11
повыш. 3 ( a + 1 ) 2 − 3 a ( a + 2 ) 3 — не зависит от a
повыш. ( 2 b + 1 ) 2 − 4 b ( b + 1 ) 1 — не зависит от b
2 мин · практика
Образец учитель открывает по шагам (30 с), задания 1–4 ученики делают в тетради и проверяют подстановкой; ответы открываются кликом.
1) x² − 16 − (x² − 6x + 9) = 6x − 25. Проверка x = 1: −15 − 4 = −19 = 6 − 25 ✓.
2) y² + 3y − 10 − (y² + 2y + 1) = y − 11. Проверка y = 0: −10 − 1 = −11 ✓.
3) 3a² + 6a + 3 − 3a² − 6a = 3. Проверка a = 1: 12 − 9 = 3 ✓.
4) 4b² + 4b + 1 − 4b² − 4b = 1. Проверка b = 2: 25 − 24 = 1 ✓. Вопрос: что значит «значение не зависит от переменной»? Выражение тождественно равно числу.
R04.2
Новый материал · инструменты
Чем преобразуем целые выражения
( a + b + c ) 2 = a 2 + b 2 + c 2 + 2 ab + 2 a c + 2 b c
квадрат трёхчлена
a²
ab ac
ab b² bc
ac bc c²
a b c
a b c
www.reknow.ru
2,5 мин · теория
Формулы сокращённого умножения знакомы с 7 класса; на углублённом уровне добавляем куб суммы/разности и сумму/разность кубов — проверить, что класс их помнит.
Площадь-модель справа: квадрат со стороной a + b + c разбит на 9 частей — три квадрата и по два одинаковых прямоугольника ab, ac, bc.
Вопрос: чему равно (a − b + c)²? Ответ: a² + b² + c² − 2ab + 2ac − 2bc (знак у удвоенного произведения — по знакам множителей).
Тождественными преобразованиями являются и вынесение общего множителя, приведение подобных, перестановка слагаемых и множителей.
R04.2
Образец → сам · формулы сокращённого умножения
Раскройте скобки или разложите на множители
Образец: ( 2 x − 1 ) 3
a = 2 x , b = 1 : a 3 − 3 a 2 b + 3 a b 2 − b 3
= 8 x 3 − 3 ⋅ 4 x 2 + 3 ⋅ 2 x − 1
= 8 x 3 − 12 x 2 + 6 x − 1
проверка x = 1 : 1 = 8 − 12 + 6 − 1 ✓
Сами:
база ( a + 3 ) 3 a 3 + 9 a 2 + 27 a + 27
база ( x − 2 ) ( x 2 + 2 x + 4 ) x 3 − 8
повыш. Разложите: 27 b 3 − 1 ( 3 b − 1 ) ( 9 b 2 + 3 b + 1 )
повыш. ( a + b − 2 ) 2 a 2 + b 2 + 4 + 2 ab − 4 a − 4 b
2 мин · практика
Образец — по шагам: назвать a и b, подставить в формулу куба разности. Задания — в тетради, ответы по клику.
1) a³ + 3·a²·3 + 3·a·9 + 27 = a³ + 9a² + 27a + 27. Проверка a = 1: 4³ = 64 = 1 + 9 + 27 + 27 ✓.
2) Разность кубов: x³ − 2³ = x³ − 8. Проверка x = 3: 1 · 19 = 19 = 27 − 8 ✓.
3) 27b³ − 1 = (3b)³ − 1³ = (3b − 1)(9b² + 3b + 1). Проверка b = 1: 26 = 2 · 13 ✓.
4) Квадрат трёхчлена с c = −2: a² + b² + 4 + 2ab − 4a − 4b. Проверка a = b = 1: 0² = 0 = 1 + 1 + 4 + 2 − 4 − 4 ✓.
R04.2
Новый материал · метод
Как доказать тождество A = B
1. Слева направо
A
B
одну часть
преобразуем в другую
2. Обе к одному
A
B
C
обе части приводим
к одному выражению
3. Разность = 0
A − B
0
доказываем, что
разность тождественно 0
Опровергнуть — достаточно ОДНОГО контрпримера: значения, при котором A ≠ B
www.reknow.ru
1,5 мин · теория
Способ 1 удобен, когда одна часть явно «сложнее». Способ 2 — когда обе сложные. Способ 3 — универсальный (так же доказывают и неравенства: знак разности).
Нельзя «доказывать» тождество, преобразуя равенство как уравнение (переносить, делить обе части): так легко получить верное равенство из неверного (например, умножив на 0).
Вопрос: сколько примеров нужно, чтобы доказать тождество? Ни одного не хватит — нужно рассуждение. А чтобы опровергнуть — один.
R04.2
Образец углублённый уровень · способ 2
Докажите: ( a 2 + b 2 ) ( c 2 + d 2 ) = ( a c − b d ) 2 + ( a d + b c ) 2
Л: a 2 c 2 + a 2 d 2 + b 2 c 2 + b 2 d 2 перемножили многочлены
П: a 2 c 2 − 2 ab c d + b 2 d 2 + a 2 d 2 + 2 ab c d + b 2 c 2 квадрат разности и квадрат суммы
П: a 2 c 2 + a 2 d 2 + b 2 c 2 + b 2 d 2 удвоенные произведения взаимно уничтожились · Л = П
проверка: a = 2 , b = 1 , c = 3 , d = 2
5 ⋅ 13 = 4 2 + 7 2
16
49
+
16 + 49 = 65 = 5 ⋅ 13 ✓
www.reknow.ru
2 мин · теория (образец разбирает учитель)
Тождество Брахмагупты — Фибоначчи: произведение двух сумм двух квадратов — снова сумма двух квадратов.
Левая часть: (a² + b²)(c² + d²) = a²c² + a²d² + b²c² + b²d². Правая: (ac − bd)² = a²c² − 2abcd + b²d²; (ad + bc)² = a²d² + 2abcd + b²c². Сумма совпадает с левой частью.
Проверка: 5 = 2² + 1², 13 = 3² + 2²; ac − bd = 6 − 2 = 4, ad + bc = 4 + 3 = 7; 16 + 49 = 65 = 5 · 13 ✓. Квадраты 4 × 4 и 7 × 7 клеток справа.
Вопрос сильным: представьте 65 суммой квадратов иначе (65 = 1² + 8²: возьмите (ac + bd)² + (ad − bc)² — тоже тождество).
R04.2
Образец → сам · доказательство тождеств
Докажите тождество и назовите способ
Образец: ( a + b ) 2 − ( a − b ) 2 = 4 ab
способ 1 (левую часть — в правую):
a 2 + 2 ab + b 2 − a 2 + 2 ab − b 2
= 4 ab — получили правую часть ✓
Сами:
база ( m + n ) ( m − n ) + n 2 = m 2 способ 1: m 2 − n 2 + n 2 = m 2
база ( x + 2 ) 2 − 4 ( x + 1 ) = x 2 способ 1: x 2 + 4 x + 4 − 4 x − 4 = x 2
повыш. ( a + b ) 3 − ( a − b ) 3 = 2 b ( 3 a 2 + b 2 ) способ 2: обе части равны 6 a 2 b + 2 b 3
повыш. ( a 2 + 1 ) ( b 2 + 1 ) = ( ab − 1 ) 2 + ( a + b ) 2 способ 2: обе части a 2 b 2 + a 2 + b 2 + 1
2 мин · практика
Образец открыть по шагам; задания 1–2 — все, 3–4 — по образцу Брахмагупты (предыдущий слайд). Ответ открывается после того, как класс назвал способ.
1) (m + n)(m − n) = m² − n²; + n² = m² ✓. Проверка m = 3, n = 1: 4 · 2 + 1 = 9 ✓.
2) x² + 4x + 4 − 4x − 4 = x² ✓. Проверка x = 1: 9 − 8 = 1 ✓.
3) Л: a³ + 3a²b + 3ab² + b³ − (a³ − 3a²b + 3ab² − b³) = 6a²b + 2b³; П: 2b · 3a² + 2b · b² = 6a²b + 2b³ ✓. Проверка a = b = 1: 8 − 0 = 8 = 2 · 4 ✓.
4) Л: a²b² + a² + b² + 1; П: a²b² − 2ab + 1 + a² + 2ab + b² = a²b² + a² + b² + 1 ✓. Проверка a = 1, b = 2: 2 · 5 = 10 = 1² + 3² ✓. Можно и способом 3: разность равна 0.
R04.2
Закрепление · тождество или нет?
Докажите или опровергните
Равенство Вердикт Почему
( a + b ) 3 = a 3 + b 3 нет a = b = 1 : 8 = 2
( x − 1 ) ( x 2 + x + 1 ) = x 3 − 1 да разность кубов
a 2 + ab + b 2 = ( a + b ) 2 − ab да a 2 + 2 ab + b 2 − ab
x x 3 − x = x 2 − 1 да ,при x = 0 x 3 − x = x ( x 2 − 1 ) ; при x = 0 левая часть не определена
x 4 − 1 = ( x − 1 ) 4 нет x = 0 : − 1 = 1
«Да» — доказываем преобразованием и указываем допустимые значения. «Нет» — хватает одного контрпримера.
2 мин · практика
Работа в парах, учитель открывает столбцы построчно.
Строка 2: (x − 1)(x² + x + 1) = x³ + x² + x − x² − x − 1 = x³ − 1 ✓ (способ 1).
Строка 4: тождество только на множестве x ≠ 0. Если в ответе не указать ограничение — ошибка.
Строка 5: проверьте и x = 2: 15 ≠ 1. Хватает одного контрпримера; при x = 1 обе части равны 0 — совпадение в одной точке ничего не доказывает.
R04.2
Закрепление · применение
Преобразования считают и доказывают
100 1 2 − 99 9 2 = ( 1001 − 999 ) ( 1001 + 999 )
= 2 ⋅ 2000 = 4000 разность квадратов вместо столбика
n 3 − n = n ( n 2 − 1 ) = ( n − 1 ) n ( n + 1 ) три последовательных целых числа
⇒ n 3 − n ⋮ 6 при любом целом n
n−1 n n+1
среди двух подряд — чётное
⋮ 2
среди трёх подряд — кратное 3
⋮ 3
2 и 3 взаимно просты ⇒ ⋮ 6
www.reknow.ru
1,5 мин · теория (демонстрационный пример учителя)
Первый пример — устный счёт: 1001² − 999² = 2 · 2000 = 4000. Проверка: 1 002 001 − 998 001 = 4000 ✓.
Второй — связь с темой «Делимость» (ПР-6, ПР-7): n³ − n раскладываем на множители; произведение трёх последовательных целых делится на 2 и на 3, а значит на 6.
Проверка: n = 5: 125 − 5 = 120 = 6 · 20 ✓; n = −2: −8 + 2 = −6 ✓.
Вопрос: делится ли n³ − n на 24 при нечётном n? Да: (n − 1)(n + 1) — произведение двух соседних чётных, одно из них кратно 4, итого ⋮ 8, и ещё ⋮ 3.
R04.2
Образец → сам · вычисления и делимость
Вычислите удобно, докажите делимость
Образец: 498 ⋅ 502
= ( 500 − 2 ) ( 500 + 2 )
= 50 0 2 − 2 2 = 250 000 − 4
= 249 996
Сами:
база 7 3 2 − 2 7 2 46 ⋅ 100 = 4600
база 199 ⋅ 201 40 000 − 1 = 39 999
база 3 7 2 + 2 ⋅ 37 ⋅ 63 + 6 3 2 10 0 2 = 10 000
повыш. Докажите: ( 2 n + 1 ) 2 − 1 делится на 8 при любом целом n .4 n 2 + 4 n = 4 ⋅ n ( n + 1 ) , n ( n + 1 ) чётно
2 мин · практика
Образец — разность квадратов «вокруг круглого числа». Задания 1–3 устно или в тетради, 4 — письменно.
1) (73 − 27)(73 + 27) = 46 · 100 = 4600. Проверка: 5329 − 729 = 4600 ✓.
2) (200 − 1)(200 + 1) = 40000 − 1 = 39999 ✓.
3) Квадрат суммы: (37 + 63)² = 100² = 10000. Проверка: 1369 + 4662 + 3969 = 10000 ✓.
4) (2n + 1)² − 1 = 4n² + 4n = 4n(n + 1); из двух соседних целых одно чётно, значит n(n + 1) = 2k и всё выражение равно 8k. Проверка n = 2: 25 − 1 = 24 = 8 · 3 ✓. Вывод: квадрат нечётного числа при делении на 8 даёт остаток 1.
R04.2
Закрепление · выделение полного квадрата
Докажите: x 2 − 6 x + 10 > 0 при всех x
x 2 − 6 x + 10 = x 2 − 2 ⋅ x ⋅ 3 + 9 + 1 10 = 9 + 1 , где 9 = 3 2
= ( x − 3 ) 2 + 1
( x − 3 ) 2 ≥ 0 ⇒ ( x − 3 ) 2 + 1 ≥ 1 > 0
Наименьшее значение равно 1 , при x = 3 .
x y
1 3 5
1 5 9
минимум (3; 1)
y = ( x − 3 ) 2 + 1
www.reknow.ru
1,5 мин · теория (демонстрационный пример учителя)
Приём: дополняем x² − 6x до полного квадрата, прибавляя (6 : 2)² = 9, и компенсируем: 10 = 9 + 1.
График — иллюстрация (функции y = x² и её сдвиги изучаются позже); доказательство — в цепочке слева: квадрат неотрицателен.
Значения для графика: x = 1 → 5; x = 3 → 1; x = 5 → 5; x = 0 и x = 6 → 10.
Сильным: докажите, что a² + b² − 2a + 4b + 5 ≥ 0. Решение: (a − 1)² + (b + 2)² ≥ 0; равенство только при a = 1, b = −2.
R04.2
Образец → сам · выделение полного квадрата
Выделите полный квадрат и сделайте вывод
Образец: x 2 + 4 x + 9
= x 2 + 2 ⋅ x ⋅ 2 + 4 + 5
= ( x + 2 ) 2 + 5 ≥ 5
наименьшее значение 5 при x = − 2
Сами:
база Наименьшее значение x 2 − 10 x + 27 .( x − 5 ) 2 + 2 ; 2 при x = 5
база Докажите: a 2 + 2 a + 3 > 0 .( a + 1 ) 2 + 2 ≥ 2 > 0
повыш. Наибольшее значение 6 x − x 2 − 5 .4 − ( x − 3 ) 2 ; 4 при x = 3
повыш. Докажите: x 2 + y 2 − 4 x + 6 y + 13 ≥ 0 .( x − 2 ) 2 + ( y + 3 ) 2 ≥ 0
2 мин · практика
Образец: половина коэффициента при x — это 2, добавляем 2² = 4, остаток 9 − 4 = 5. Проверка x = −2: 4 − 8 + 9 = 5 ✓.
1) x² − 10x + 25 + 2 = (x − 5)² + 2 ≥ 2; наименьшее 2 при x = 5. Проверка: 25 − 50 + 27 = 2 ✓.
2) a² + 2a + 1 + 2 = (a + 1)² + 2 ≥ 2 > 0.
3) 6x − x² − 5 = −(x² − 6x + 9) + 4 = 4 − (x − 3)² ≤ 4; наибольшее 4 при x = 3. Проверка: 18 − 9 − 5 = 4 ✓.
4) (x² − 4x + 4) + (y² + 6y + 9) = (x − 2)² + (y + 3)², так как 4 + 9 = 13; равенство нулю только при x = 2, y = −3.
R04.2
Задания с самопроверкой · 1
Решите
база Упростите ( 2 a − 3 ) 2 − ( 2 a + 3 ) ( 2 a − 3 ) . 18 − 12 a
база Докажите: ( x − 2 ) ( x + 2 ) ( x 2 + 4 ) = x 4 − 16 . дважды a 2 − b 2
повыш. Докажите: ( n + 3 ) 2 − ( n − 3 ) 2 делится на 12 при любом целом n . = 12 n
повыш. Докажите: a 2 + b 2 + 2 a − 6 b + 11 > 0 .( a + 1 ) 2 + ( b − 3 ) 2 + 1 ≥ 1
олимп. a + b = 5 , ab = 3 . Найдите a 2 + b 2 и a 3 + b 3 . 19 ; 80
практика 6. Сторону квадратного участка увеличили на 3 м, площадь выросла на 81 м². Найдите исходную сторону. 12 м
a²
3a
3a
9
+81
www.reknow.ru
3,5 мин · практика
№ 5 — для сильных.
1) 4a² − 12a + 9 − (4a² − 9) = −12a + 18. Проверка a = 1: 1 − 5·(−1) = 6 = −12 + 18 ✓.
2) (x − 2)(x + 2) = x² − 4; (x² − 4)(x² + 4) = x⁴ − 16 ✓ (дважды разность квадратов).
3) (n + 3)² − (n − 3)² = (n + 3 − n + 3)(n + 3 + n − 3) = 6 · 2n = 12n ⋮ 12.
4) (a + 1)² + (b − 3)² + 1 ≥ 1 > 0 (11 = 1 + 9 + 1).
5) a² + b² = (a + b)² − 2ab = 25 − 6 = 19; a³ + b³ = (a + b)³ − 3ab(a + b) = 125 − 45 = 80 (или (a + b)(a² − ab + b²) = 5 · 16 = 80 ✓).
6) (a + 3)² − a² = 6a + 9 = 81 → a = 12 м. Проверка: 15² − 12² = 225 − 144 = 81 ✓. На рисунке прирост — три жёлтые части 3a + 3a + 9.
R04.2
Задания с самопроверкой · 2
Решите и проверьте себя
база Упростите ( x + 2 ) ( x − 2 ) − ( x − 1 ) 2 . 2 x − 5
база Найдите значение ( b + 4 ) 2 − b ( b + 8 ) при b = − 17 , 3 . 16
повыш. Докажите: n 3 + 5 n делится на 6 при любом целом n .( n − 1 ) n ( n + 1 ) + 6 n
повыш. x + x 1 = 3 . Найдите x 2 + x 2 1 . 9 − 2 = 7
практика Участок-квадрат со стороной a м заменили прямоугольником ( a + 5 ) × ( a − 5 ) м. Как изменилась площадь?уменьшилась на 25 м²
олимп. Разложите на множители x 4 + 4 .( x 2 − 2 x + 2 ) ( x 2 + 2 x + 2 )
3 мин · практика
1) x² − 4 − (x² − 2x + 1) = 2x − 5. Проверка x = 0: −4 − 1 = −5 ✓.
2) b² + 8b + 16 − b² − 8b = 16 — значение не зависит от b, подставлять −17,3 не нужно. Ответ 16.
3) n³ + 5n = (n³ − n) + 6n = (n − 1)n(n + 1) + 6n; первое слагаемое делится на 6 (сл. 14), второе тоже. Проверка n = 2: 8 + 10 = 18 = 6 · 3 ✓.
4) (x + 1/x)² = x² + 2 + 1/x², значит x² + 1/x² = 9 − 2 = 7 (x ≠ 0 — допустимые значения).
5) (a + 5)(a − 5) = a² − 25: площадь уменьшилась на 25 м² (при a > 5). Проверка a = 10: 15 · 5 = 75 = 100 − 25 ✓.
6) x⁴ + 4 = x⁴ + 4x² + 4 − 4x² = (x² + 2)² − (2x)² = (x² − 2x + 2)(x² + 2x + 2) (приём Софи Жермен). Проверка x = 1: 5 = 1 · 5 ✓.
R04.2
Типичные ошибки
Найдите ошибку
Запись ученика Что не так Верно
( a − b ) 2 = a 2 − b 2 потеряно удвоенное произведение a 2 − 2 ab + b 2
− ( x − 3 ) 2 = − x 2 − 6 x + 9 минус — только у первого слагаемого − x 2 + 6 x − 9
Проверил x = 0 , 1 , 2 — значит, тождество примеры не доказывают нужно преобразование
x x 2 = x при всех x при x = 0 левая часть не определена при x = 0
1,5 мин · практика
Ученики называют ошибку устно, учитель открывает столбцы.
Строка 2: сначала раскрыть квадрат в скобках, затем менять знаки: −(x² − 6x + 9) = −x² + 6x − 9. Проверка x = 0: −9 = −9 ✓ (у ученика получилось +9).
Строка 3: равенство x³ = x верно при x = 0, 1, −1, но не тождество (x = 2: 8 ≠ 2).
R04.2 · формат ОГЭ
Формат ОГЭ · линия 8
Найдите значение выражения
( a − 3 ) 2 − a ( a + 6 ) при a = − 12 1
Сначала упростить , потом подставлять: дроби исчезнут.
сразу подставить
упростить
( − 12 37 ) 2 + 12 1 ⋅ 12 71
дроби со знаменателем
144 — легко ошибиться
a 2 − 6 a + 9 − a 2 − 6 a
= 9 − 12 a
9 − 12 ⋅ ( − 12 1 )
= 10
www.reknow.ru
1,5 мин · практика
Сначала 1 минута на самостоятельное решение, затем открыть шаги. Ответ: 10. Решение: a² − 6a + 9 − a² − 6a = 9 − 12a; при a = −1/12: 9 + 1 = 10.
Проверка «в лоб»: (−37/12)² = 1369/144; a(a + 6) = (−1/12)(71/12) = −71/144; 1369/144 + 71/144 = 1440/144 = 10 ✓.
Задание этого типа (тождественное преобразование и подстановка) входит в линию 8 ОГЭ по математике (банк ФИПИ). Типичная ошибка: −a(a + 6) = −a² + 6a (знак у второго слагаемого).
R04.2
Самостоятельная работа · 4 минуты
По вариантам
Вариант 1
Упростите ( a − 5 ) 2 − a ( a − 10 ) .25
Тождество ли ( x − 3 ) 2 = x 2 − 9 ?нет: 9 = − 9 при x = 0
Вычислите 8 5 2 − 1 5 2 . 7000
Наименьшее значение x 2 − 8 x + 19 .3 при x = 4
Вариант 2
Упростите ( b + 6 ) 2 − b ( b + 12 ) .36
Тождество ли ( x + 2 ) 2 = x 2 + 4 ?нет: 9 = 5 при x = 1
Вычислите 6 4 2 − 3 6 2 . 2800
Наименьшее значение x 2 + 12 x + 40 .4 при x = − 6
4 мин · практика (3 мин работа, 1 мин — взаимопроверка соседа по ответам, открытым кликом)
Вариант 1: 1) a² − 10a + 25 − a² + 10a = 25. 2) Нет: x = 0: 9 ≠ −9 (подойдёт любой x ≠ 3). 3) (85 − 15)(85 + 15) = 70 · 100 = 7000. 4) (x − 4)² + 3; наименьшее 3 при x = 4 (16 − 32 + 19 = 3 ✓).
Вариант 2: 1) b² + 12b + 36 − b² − 12b = 36. 2) Нет: x = 1: 9 ≠ 5 (подойдёт любой x ≠ 0). 3) (64 − 36)(64 + 36) = 28 · 100 = 2800. 4) (x + 6)² + 4; наименьшее 4 при x = −6 (36 − 72 + 40 = 4 ✓).
Критерий: «5» — 4 верных, «4» — 3, «3» — 2.
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
Чем тождество отличается от уравнения? Три способа доказать тождество? Почему x x 2 = x — тождество не при всех x ?
Домашнее задание
Докажите: ( a + b ) 2 + ( a − b ) 2 = 2 ( a 2 + b 2 )
Докажите: n 2 + n чётно при любом целом n
Найдите наименьшее значение x 2 + 8 x + 20
Тренажёр: reknow.ru/8/algebra/8_algebra_adv_drobi.htm
1 мин · практика
Ответы на вопросы: тождество верно при всех допустимых значениях, уравнение — при некоторых (корнях); слева направо, обе части к одному, разность = 0; при x = 0 левая часть не определена.
ДЗ 1) a² + 2ab + b² + a² − 2ab + b² = 2a² + 2b² ✓.
ДЗ 2) n² + n = n(n + 1) — произведение двух последовательных целых, одно из них чётно.
ДЗ 3) x² + 8x + 20 = (x + 4)² + 4 ≥ 4; наименьшее значение 4 при x = −4. Проверка: 16 − 32 + 20 = 4 ✓.
Следующий урок ALG8U-057 — «Алгебраическая дробь».
Паспорт соответствия · скрытый слайд
ALG8U-056 · Тождественные преобразования рациональных выражений
Поле Значение
ФРП «Математика» (углублённый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025
Строка, урок R04 «Алгебраические выражения: дробно-рациональные выражения», 17 ч · урок 2/17 · тип Н · теория 14 мин / практика 31 мин (69 %)
Единицы → слайды R04.2 «Тождественные преобразования рациональных выражений» → 2–23
Результаты ПР-12 (тождественные преобразования рациональных выражений) → 3, 4, 6–13, 16–22 · ПР-9 (допустимые значения, как условие тождества) → 5, 13, 19, 20 · ПР-13 (применение преобразований к задачам) → 14, 15, 17–19, 21, 22 · кодификатора REQ у курса нет
Вне урока алгебраическая дробь (R04.3) — ALG8U-057; допустимые значения подробно (R04.4) — ALG8U-058; основное свойство и сокращение дробей (R04.5) — ALG8U-059; действия с дробями (R04.6–R04.7) — далее по строке
Проверки автопроверка: pending · методист: pending