Преобразование выражений

Задание 7 КИМ (1 балл); первый шаг в задании 15 Макс. 1 балл ~3 минуты

Преобразование выражений — не отдельная тема, а техника, которой ты пользуешься почти в каждом задании. На ЕГЭ это № 7 за 1 балл, и тот же навык даёт первый шаг в № 15. Главное здесь не список формул, а понимание: заменяя выражение на равное, легко изменить область определения, сам того не заметив.

Заменяем на равное — но равное не везде

Сами объекты — корни, степени, логарифмы, синусы — живут в соседних темах блока 1. Здесь речь о другом: что с ними делать. Преобразовать выражение — значит заменить его на другое, равное ему. Не «упростить», а именно заменить на равное: короче получилось или длиннее, зависит от того, куда ты идёшь.

Слово «равное» и есть всё содержание темы. Два выражения называют тождественно равными, если они принимают одинаковые значения при всех значениях переменной, при которых определены оба. Последняя оговорка выглядит формальностью — на ней теряют баллы.

Разложи числитель на множители и сократи:

x29x3=(x3)(x+3)x3=x+3,x3\dfrac{x^2-9}{x-3} = \dfrac{(x-3)(x+3)}{x-3} = x+3, \qquad x \neq 3

Справа стоит обычная прямая — она прекрасно живёт при x=3x=3 и даёт там 6. Слева при x=3x=3 в знаменателе ноль, и выражения просто не существует.

Сокращение не вернуло эту точку: множитель x3x-3 исчез из записи, но ограничение осталось. Поэтому равенство верно везде, кроме x=3x=3, и приписка справа обязательна.

Такую исключённую точку называют выколотой — на графике её рисуют пустым кружком, как здесь при x=3x=3. Дальше это слово встретишь и в алгоритме, и в разборе неравенства: выколотая точка — короткое имя для «здесь выражения не существует».

На № 15 это работает буквально. Решаешь неравенство с дробью — нули знаменателя выкалываются из ответа, даже если после преобразований от знаменателя не осталось следа. Привыкай к рефлексу: прежде чем сокращать, запиши, что ты теряешь.

360yxy = x + 3x ≠ 3Сократили дробь — получилась прямая, но точка x = 3 в область определения не вернулась
Прямая y равно x плюс 3 с выколотой точкой при x равно 3
После сокращения дроби ограничение области определения сохраняется: точка с x = 3 остаётся выколотой.

Формулы сокращённого умножения работают в обе стороны

Сразу о главном: в справочных материалах профиля этих формул нет. Там всего четыре формулы, и все четыре тригонометрические. Всё остальное — из головы.

(a+b)2=a2+2ab+b2,(ab)2=a22ab+b2(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2, \qquad (a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2
a2b2=(ab)(a+b)a^2 - b^2 = (a-b)(a+b)

Читать их надо слева направо и справа налево. Слева направо — это раскрыть скобки; справа налево — свернуть, то есть разложить на множители. Второе на экзамене нужнее: множители можно сокращать, а сумму — нет.

Средний член 2ab2ab — то самое место, где теряют балл. Записать (ab)2=a2b2(a-b)^2 = a^2 - b^2 ничего не стоит, а результат неверен. Смотри, как это выглядит на корнях:

(5+2)2=(5)2+252+(2)2=5+210+2=7+210(\sqrt{5}+\sqrt{2})^2 = (\sqrt{5})^2 + 2\sqrt{5}\cdot\sqrt{2} + (\sqrt{2})^2 = 5 + 2\sqrt{10} + 2 = 7 + 2\sqrt{10}

Обрати внимание на 52=10\sqrt{5}\cdot\sqrt{2} = \sqrt{10}: под корнем числа перемножаются, а не складываются. Ответ 7+277+2\sqrt{7} — типичный след этой ошибки.

А вот разность квадратов на корнях, наоборот, всё убивает — квадрат снимает корень:

(73)(7+3)=(7)2(3)2=73=4(\sqrt{7}-\sqrt{3})(\sqrt{7}+\sqrt{3}) = (\sqrt{7})^2 - (\sqrt{3})^2 = 7 - 3 = 4

Отсюда приём умножения на сопряжённое. Сопряжённое — это то же выражение, но с обратным знаком между слагаемыми: для 73\sqrt{7}-\sqrt{3} сопряжённым будет 7+3\sqrt{7}+\sqrt{3}. Чтобы убрать корни из знаменателя, домножь числитель и знаменатель на сопряжённое — в знаменателе получится разность квадратов, и корни исчезнут.

473=4(7+3)(73)(7+3)=4(7+3)4=7+3\dfrac{4}{\sqrt{7}-\sqrt{3}} = \dfrac{4(\sqrt{7}+\sqrt{3})}{(\sqrt{7}-\sqrt{3})(\sqrt{7}+\sqrt{3})} = \dfrac{4(\sqrt{7}+\sqrt{3})}{4} = \sqrt{7}+\sqrt{3}

Кубические формулы встречаются реже, но знать их нужно — особенно разложение суммы и разности кубов, которое даёт множители там, где их не ждут:

(a±b)3=a3±3a2b+3ab2±b3,a3±b3=(a±b)(a2ab+b2)(a \pm b)^3 = a^3 \pm 3a^2b + 3ab^2 \pm b^3, \qquad a^3 \pm b^3 = (a \pm b)(a^2 \mp ab + b^2)

И то, чего в этом списке нет: формулы для a2+b2a^2 + b^2 не существует. На множители с действительными коэффициентами сумма квадратов не раскладывается — если ты «разложил» её, значит ошибся.

Вынести общий множитель — приём, который работает везде

Если формулу сокращённого умножения ещё надо узнать в лицо, то общий множитель — универсальная отмычка. Приём один и тот же: найти, что стоит в каждом слагаемом, и вынести это за скобку.

С многочленами всё привычно. Когда общего множителя во всех слагаемых сразу нет, помогает группировка: разбиваешь на пары, выносишь в каждой своё — и общий множитель появляется сам:

x3+2x2x2=x2(x+2)(x+2)=(x+2)(x21)=(x+2)(x1)(x+1)x^3 + 2x^2 - x - 2 = x^2(x+2) - (x+2) = (x+2)(x^2-1) = (x+2)(x-1)(x+1)

На последнем шаге снова разность квадратов: x21=(x1)(x+1)x^2-1=(x-1)(x+1). Разложение доводят до конца — до множителей, которые дальше не раскладываются.

Со степенями приём тот же, и здесь он выручает чаще всего. Показатели разные, но у них общая часть: 3x+2=3x323^{x+2} = 3^x \cdot 3^2. Значит, 3x3^x и есть общий множитель:

3x+23x=3x323x=3x(91)=83x3^{x+2} - 3^x = 3^x \cdot 3^2 - 3^x = 3^x(9-1) = 8 \cdot 3^x

Проверь себя вопросом «что осталось в скобке?». Именно там ошибаются: выносят 3x3^x и забывают единицу от второго слагаемого, получая 93x9 \cdot 3^x вместо 83x8 \cdot 3^x.

С числами это же движение решает задание № 7 в одну строчку. Выражение 5115959\frac{5^{11}-5^9}{5^9} выглядит нерешаемым без калькулятора, пока не вынесешь 595^9: числитель превращается в 59(251)5^9(25-1), всё сокращается и остаётся 24. Никаких огромных чисел считать не пришлось — в этом и был замысел составителя.

Привести к одному виду: одно основание, одна функция

Пока в выражении разные объекты, делать с ними нечего. Складывать, сокращать и сравнивать можно только однотипное. Поэтому первое, что делает опытный решающий: приводит всё к одному виду. Три случая покрывают почти весь экзамен.

Одно основание степени. Равенство 7x+2=49x7^{x+2} = 49^x сравнивать нельзя — основания разные. Но 49=7249 = 7^2, поэтому 49x=(72)x=72x49^x = (7^2)^x = 7^{2x}:

7x+2=49x    7x+2=72x7^{x+2} = 49^x \;\Longleftrightarrow\; 7^{x+2} = 7^{2x}

Всё преобразование закончилось, дальше сравнивают показатели — это уже тема показательных уравнений. Твоя работа здесь — увидеть, что 49 и 7 родственники.

Одно основание логарифма. Тот же приём, только формула запоминается хуже. Если основание — степень другого основания, лишний показатель уходит в множитель перед логарифмом:

logakb=1klogab\log_{a^k} b = \dfrac{1}{k}\,\log_a b

Так log4(x+3)\log_4 (x+3) и log2(x+3)\log_2 (x+3) перестают быть чужими: 4=224 = 2^2, значит k=2k=2:

log4(x+3)=12log2(x+3)\log_4 (x+3) = \dfrac{1}{2}\log_2 (x+3)

Дробь 1k\tfrac{1}{k} идёт в знаменатель, а не в множитель. Записать log4t=2log2t\log_4 t = 2\log_2 t — перевернуть формулу и сломать всё решение. Проверить направление можно за пять секунд на числах: log416=2\log_4 16 = 2, а log216=4\log_2 16 = 4 — логарифм по большему основанию меньше, значит делим.

Одна тригонометрическая функция. Основное тождество sin2α+cos2α=1\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1 — это разрешение менять cos2α\cos^2\alpha на 1sin2α1-\sin^2\alpha и обратно. Так выражение с двумя функциями сводится к одной.

Здесь же — единственная поблажка от составителей. Справочные материалы дают cos2α=cos2αsin2α\cos 2\alpha = \cos^2\alpha - \sin^2\alpha, и из неё вместе с основным тождеством две рабочие формы выводятся прямо на бланке:

cos2α=cos2αsin2α=12sin2α=2cos2α1\cos 2\alpha = \cos^2\alpha - \sin^2\alpha = 1 - 2\sin^2\alpha = 2\cos^2\alpha - 1

Подставь cos2α=1sin2α\cos^2\alpha = 1-\sin^2\alpha — получишь первую форму, подставь sin2α=1cos2α\sin^2\alpha = 1-\cos^2\alpha — вторую. Само основное тождество в справочных не выдают, его надо помнить.

И главная оговорка про тождество: оно работает, только когда аргумент у синуса и косинуса один и тот же. Выражение sin230+cos260\sin^2 30^\circ + \cos^2 60^\circ похоже на тождество ровно настолько, чтобы рука сама написала «1». А там 30 и 60 — разные углы, и честный счёт даёт (12)2+(12)2=0,5(\tfrac12)^2 + (\tfrac12)^2 = 0{,}5.

Разбор: задание 7 целиком

Пример
Найдите значение выражения (5+2)2210(\sqrt{5}+\sqrt{2})^2 - 2\sqrt{10}.
Калькулятора нет, а 5\sqrt{5} и 2\sqrt{2} — бесконечные дроби. Значит, считать «в лоб» не предполагается: корни обязаны уйти сами. Разворачиваем квадрат суммы по формуле (a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2, где a=5a = \sqrt{5}, b=2b = \sqrt{2}.Крайние члены: квадрат снимает корень, поэтому (5)2=5(\sqrt{5})^2 = 5 и (2)2=2(\sqrt{2})^2 = 2.Двойное произведение: 2ab=252=2102ab = 2\sqrt{5}\cdot\sqrt{2} = 2\sqrt{10}. Под корнем числа перемножились: 5·2 = 10.(5+2)2=5+210+2=7+210(\sqrt{5}+\sqrt{2})^2 = 5 + 2\sqrt{10} + 2 = 7 + 2\sqrt{10}Теперь вычитаем то, что дано в условии:7+210210=77 + 2\sqrt{10} - 2\sqrt{10} = 7Корень ушёл целиком — ответ получился целым числом. Это и есть сигнал, что преобразование доведено до конца: ответ части 1 записывают целым числом или конечной десятичной дробью, и 2102\sqrt{10} в бланк не вписать.Контрольная проверка. Прикинь грубо: 52,2\sqrt{5}\approx 2{,}2, 21,4\sqrt{2}\approx 1{,}4, их сумма ≈ 3,6, квадрат ≈ 13,0. Вычитаем 2106,32\sqrt{10}\approx 6{,}3 — остаётся около 6,7. Близко к 7, значит грубой ошибки нет.Ответ: 7.

Разбор: то же умение в задании 15

Пример
Решите неравенство log3x+log9x3\log_3 x + \log_9 x \leqslant 3. Смотри, где заканчивается преобразование и начинается всё остальное.
ОДЗ (область допустимых значений — то же самое, что область определения выражения из первого блока). Под логарифмом должно стоять положительное число, поэтому x>0x > 0. Это пишется до всяких преобразований, иначе шаг «пересечь с ОДЗ» в конце просто не из чего будет делать.Здесь начинается наша тема. Складывать log3x\log_3 x и log9x\log_9 x нельзя — основания разные. Но 9=329 = 3^2, значит основания родственные:log9x=log32x=12log3x\log_9 x = \log_{3^2} x = \dfrac{1}{2}\log_3 xТеперь слагаемые однотипны, и левая часть сворачивается как обычные подобные слагаемые:log3x+12log3x=32log3x3\log_3 x + \dfrac{1}{2}\log_3 x = \dfrac{3}{2}\log_3 x \leqslant 3Делим обе части на 32\tfrac{3}{2}, то есть умножаем на 23\tfrac{2}{3}. Число положительное — знак неравенства сохраняется:log3x2\log_3 x \leqslant 2Здесь наша тема заканчивается. Преобразование сделало своё дело: было непонятное неравенство с двумя логарифмами, стало простейшее с одним. Как снимать логарифм — отдельный вопрос. Знак неравенства при этом сохраняется или меняется в зависимости от основания — это тема логарифмических неравенств, код 2.4.Доведём до ответа: основание 3 больше единицы, функция возрастает, знак сохраняется, поэтому x32=9x \leqslant 3^2 = 9. Пересекаем с ОДЗ x>0x>0.Проверка на числе. Возьми границу x=9x=9: log39+log99=2+1=3\log_3 9 + \log_9 9 = 2 + 1 = 3 — равенство выполняется, граница входит. Возьми x=27x=27: log327+log927=3+1,5=4,5>3\log_3 27 + \log_9 27 = 3 + 1{,}5 = 4{,}5 > 3 — не входит, и правильно, что 27 отсеклось.Сравни с предыдущим разбором: формула одна и та же. Но № 7 стоит 1 балл и требует только число, а № 15 — 2 балла и требует записанного обоснования каждого шага, включая ОДЗ. Разница не в математике, а в том, сколько ты обязан объяснить.Ответ: (0; 9].

Как преобразовывать выражение

1Сначала посмотри, куда идёшь. Преобразование — не самоцель. В № 7 цель одна: чтобы корни, логарифмы и градусы исчезли и осталось число. В № 15 цель другая: свести к одному логарифму, одной степени, одной функции. Не зная цели, будешь «упрощать» вслепую.
2Запиши ограничения до преобразований. Знаменатели не равны нулю, под чётным корнем и под логарифмом — положительное. Потом эти условия из записи исчезнут, и восстановить их будет неоткуда.
3Приведи к одному виду. Разные основания степеней — ищи общее (49=7249=7^2). Разные основания логарифмов — logakb=1klogab\log_{a^k} b = \tfrac1k \log_a b. Синус и косинус вперемешку — основное тождество. Пока объекты разнотипные, дальше двигаться нечем.
4Вынеси общий множитель или сверни по формуле. В сумме — ищи общее и выноси за скобку, не поленись проверить, что осталось в скобке. Узнал a2b2a^2-b^2 или полный квадрат — сворачивай: множители сокращаются, слагаемые нет.
5Сокращай — и вслух проговори, что теряешь. Убрал множитель x3x-3 из дроби — точка x=3x=3 всё равно выколота. В № 15 это прямо влияет на ответ.
6Проверь подстановкой числа. Возьми любое удобное значение из области определения и посчитай исходное и полученное выражение. Сошлось — почти наверняка преобразование верное; не сошлось — ошибка найдена за 20 секунд, без перепроверки всей цепочки.

Проверь себя

Пять вопросов по местам, где чаще всего теряют балл на № 7 и на первом шаге № 15. Отвечай, не подглядывая в текст выше.

1.Чему равно (√5 + √2)²?

По формуле квадрата суммы: (√5)² + 2·√5·√2 + (√2)² = 5 + 2√10 + 2 = 7 + 2√10. Ответ «7» получается, если потерять двойное произведение. Ответ «7 + 2√7» — если сложить подкоренные числа вместо умножения: на самом деле √5·√2 = √(5·2) = √10.

2.Дробь (x² − 25)/(x − 5) сократили и получили x + 5. При каких значениях x эта запись верна?

x² − 25 = (x − 5)(x + 5), после сокращения на (x − 5) остаётся x + 5. Но при x = 5 в исходной дроби знаменатель обращается в ноль, и выражения не существует. Сокращение множитель из записи убрало, а ограничение — нет. Число −5 знаменателю не мешает: оно обращает в ноль только числитель.

3.Чему равно значение выражения (sin 60°)² + (cos 30°)²?

Основное тождество sin²α + cos²α = 1 работает только при одинаковом аргументе, а здесь углы разные — 60° и 30°. Считаем честно: sin 60° = √3/2 и cos 30° = √3/2, каждый квадрат равен 3/4, сумма 3/4 + 3/4 = 1,5.

4.Как записать log₂₅x через логарифм по основанию 5?

25 = 5², поэтому по формуле log_(a^k)b = (1/k)·log_a b получаем log₂₅x = (1/2)·log₅x. Направление легко проверить на числе: log₂₅625 = 2, а log₅625 = 4 — логарифм по большему основанию оказался меньше, значит делим на 2, а не умножаем.

5.Чему равно значение выражения (5¹¹ − 5⁹)/5⁹?

Возводить 5 в 11-ю степень не нужно. Выносим общий множитель: 5¹¹ = 5⁹·5², поэтому числитель равен 5⁹·(5² − 1) = 5⁹·24. Сокращаем на 5⁹ и получаем 24. Ответ «25» — след потерянной единицы в скобке.

Типичные ошибки на ЕГЭ

Ошибка 1

Теряют двойное произведение. (ab)2(a-b)^2 — это a22ab+b2a^2 - 2ab + b^2, а не a2b2a^2 - b^2. Средний член пропадает молча, ответ остаётся правдоподобным, и ошибку не видно до критериев. Разность квадратов a2b2a^2-b^2 — это произведение (ab)(a+b)(a-b)(a+b), совсем другая формула.

Ошибка 2

Сокращают дробь и молча меняют область определения. После x29x3=x+3\frac{x^2-9}{x-3} = x+3 точка x=3x=3 остаётся выколотой, хотя в новой записи ничто на это не намекает. В № 7 это может обойтись, в № 15 — прямо портит ответ: нули знаменателя выкалываются из промежутка.

Ошибка 3

Применяют основное тождество к разным аргументам. sin230+cos260\sin^2 30^\circ + \cos^2 60^\circ = 0,5, а вовсе не 1: углы 30° и 60° разные. А вот sin240+sin250\sin^2 40^\circ + \sin^2 50^\circ действительно равно 1 — но не «по тождеству», а потому что сначала sin50=cos40\sin 50^\circ = \cos 40^\circ по формуле приведения, и только после этого аргументы совпали. Сначала уравняй аргумент, потом применяй тождество.

Ошибка 4

Переворачивают формулу перехода к новому основанию. log4t=12log2t\log_4 t = \tfrac12 \log_2 t, а не 2log2t2\log_2 t. Проверяй направление на числах за пять секунд: log416=2\log_4 16 = 2, log216=4\log_2 16 = 4 — большее основание даёт меньший логарифм.

Ошибка 5

Ошибаются в скобке при вынесении общего множителя. 5x+15x=5x(51)=45x5^{x+1} - 5^x = 5^x(5-1) = 4\cdot 5^x. Второе слагаемое — это 5x15^x \cdot 1, и единица обязана остаться в скобке. Забыл её — получил 55x5\cdot 5^x и потерял балл на ровном месте.

Ошибка 6

«Раскладывают» сумму квадратов. Формулы для a2+b2a^2+b^2 в школьном курсе нет: с действительными коэффициентами она на множители не раскладывается. Раскладываются разность квадратов и обе кубические формулы — a3+b3a^3+b^3 и a3b3a^3-b^3. Сумма квадратов в этот список не входит.

Ошибка 7

Останавливаются на полпути в № 7. Ответ части 1 — целое число или конечная десятичная дробь. Если в бланк просится 8438-4\sqrt{3} или π/6\pi/6, преобразование не доведено до конца либо где-то ошибка. Это бесплатная самопроверка: формат ответа сам сообщает, что ты ещё не закончил.

Запомни для ЕГЭ

1(a±b)2=a2±2ab+b2(a \pm b)^2 = a^2 \pm 2ab + b^2
2a2b2=(ab)(a+b)a^2 - b^2 = (a-b)(a+b)
3(a±b)3=a3±3a2b+3ab2±b3(a \pm b)^3 = a^3 \pm 3a^2b + 3ab^2 \pm b^3
4a3±b3=(a±b)(a2ab+b2)a^3 \pm b^3 = (a \pm b)(a^2 \mp ab + b^2)
5logakb=1klogab\log_{a^k} b = \dfrac{1}{k}\,\log_a b
6cos2α=12sin2α=2cos2α1\cos 2\alpha = 1 - 2\sin^2\alpha = 2\cos^2\alpha - 1
7Сократил множитель — ограничение осталось. Выколотая точка никуда не делась

На экзамене

  • Задание 7 стоит 1 балл — держи его в пределах 3 минут. Это одно из самых дешёвых по времени заданий части 1, и на нём глупо застревать, когда впереди задачи по 2, 3 и 4 балла.
  • Формул сокращённого умножения в справочных материалах нет. На профиле выдают ровно четыре формулы, и все четыре тригонометрические: sin2α\sin 2\alpha, cos2α\cos 2\alpha, sin(α+β)\sin(\alpha+\beta), cos(α+β)\cos(\alpha+\beta). Всё остальное — наизусть, и планировать подготовку надо исходя из этого.
  • Зато выданное можно разворачивать. Из справочной cos2α=cos2αsin2α\cos 2\alpha = \cos^2\alpha - \sin^2\alpha вместе с основным тождеством за пять секунд получаются обе рабочие формы: 12sin2α1-2\sin^2\alpha и 2cos2α12\cos^2\alpha - 1. Выпиши их на черновик в самом начале экзамена, пока голова свежая.
  • Формат ответа — бесплатная самопроверка. В № 7 ждут целое число или конечную десятичную дробь. Остался корень, логарифм или π — либо это не конец решения, либо ошибка. Ищи её сразу, не переписывая в бланк.
  • Числа в № 7 всегда «хорошие»: степени двойки и тройки, логарифмы с целым значением, углы 30°, 45°, 60°, 90°, 135°. Если счёт полез в четырёхзначные числа или в длинную десятичную дробь — ты пошёл не тем путём. Вернись и поищи, что выносится или сворачивается.
  • В № 15 преобразование — первый шаг, а не ответ. За 2 балла требуется вся цепочка: ОДЗ, приведение к одному виду, решение, пересечение с ОДЗ. По критериям 1 балл дают только за верную последовательность всех шагов при вычислительной ошибке — пропущенное ОДЗ спасти уже нечем.
  • Сомневаешься в преобразовании — подставь число. Взял x=1x=1 или x=2x=2 (любое из области определения), посчитал исходное и полученное. Не сошлось — ошибка внутри, и ты нашёл её за полминуты вместо перечитывания всей выкладки.

Словарь темы

ТождествоРавенство, верное при всех допустимых значениях входящих в него переменных. Например, sin²α + cos²α = 1 верно для любого α, а x² = 4 — только для двух значений, и тождеством не является.
Тождественное преобразованиеЗамена выражения на тождественно равное ему — то есть на такое, которое даёт те же значения при всех значениях переменной, где определены оба выражения. Именно последняя оговорка порождает выколотые точки при сокращении дробей.
Область определения выраженияМножество значений переменной, при которых выражение имеет смысл: знаменатель не равен нулю, под корнем чётной степени и под логарифмом стоит допустимое число. При преобразованиях она может незаметно расшириться — за этим следят отдельно.
Разложение на множителиПредставление выражения в виде произведения. Главный смысл на экзамене: множители можно сокращать и приравнивать к нулю по отдельности, а слагаемые — нет.
Формулы сокращённого умноженияГотовые тождества для квадрата и куба суммы и разности, разности квадратов, суммы и разности кубов. В справочные материалы профильного ЕГЭ не входят.
Вынесение общего множителяПриём разложения на множители: общая часть всех слагаемых выносится за скобку. Работает и с многочленами, и со степенями, где общая часть спрятана в показателе: 3^(x+2) − 3^x = 3^x(9 − 1).
ГруппировкаПриём разложения на множители, когда общего множителя сразу нет: слагаемые разбивают на группы, в каждой выносят своё, и общий множитель появляется между группами.
Сопряжённое выражениеДля суммы a + b сопряжённой называют разность a − b, и наоборот. Умножение на сопряжённое даёт разность квадратов a² − b² и потому убирает корни: это стандартный способ избавиться от иррациональности в знаменателе.

Источники и проверка

17 источников
  • Тема соответствует коду 1.8 «Преобразование выражений» кодификатора ФИПИ-2026 по математике профильного уровня и проверяется заданиями 7 и 15.
  • Задание 7 — базового уровня, 1 балл; задание 15 — повышенного уровня, 2 балла.
  • Сами объекты (корни, степени, тригонометрические функции, логарифмы) разобраны в соседних темах, поэтому эта тема — о технике преобразования, а не о них.
  • Ответ части 1 (задания 1–12, включая № 7) — целое число или конечная десятичная дробь. На этом построена самопроверка «остался корень — не конец решения».
  • На профиле в справочных материалах выдают ровно четыре формулы, все тригонометрические: sin 2α, cos 2α, sin(α+β), cos(α+β). Формул сокращённого умножения и основного тригонометрического тождества там нет.
  • cos 2α = 1 − 2sin²α и cos 2α = 2cos²α − 1 выводятся из справочной формулы cos 2α = cos²α − sin²α подстановкой основного тождества.
  • Формулы сокращённого умножения: (a ± b)² = a² ± 2ab + b², a² − b² = (a−b)(a+b), (a ± b)³ = a³ ± 3a²b + 3ab² ± b³, a³ ± b³ = (a ± b)(a² ∓ ab + b²).
  • Сумма квадратов a² + b² не раскладывается на множители с действительными коэффициентами, формулы для неё в школьном курсе нет.
  • Формула перехода к новому основанию log_{a^k} b = (1/k)·log_a b и её частный случай log₄(x+3) = (1/2)·log₂(x+3) — реальный шаг решения задания 15.
  • Разбор log₃x + log₉x ≤ 3 → (3/2)·log₃x ≤ 3 → log₃x ≤ 2 → ответ (0; 9] верен.
  • Инвариант заданий 15: сначала ОДЗ, потом преобразование и решение, потом пересечение с ОДЗ. Критерий: 2 балла — обоснованно верный ответ; 1 балл — верная последовательность всех шагов при вычислительной ошибке.
  • Нули знаменателя выкалываются из ответа задания 15 даже после преобразований — на этом построен блок про область определения.
  • Основное тригонометрическое тождество применимо только при одинаковом аргументе: sin²30° + cos²60° = 0,5, а не 1.
  • sin²40° + sin²50° = 1 — но через формулу приведения sin 50° = cos 40°, а не прямым применением тождества.
  • Вынесение общего множителя из степеней: 3^(x+2) − 3^x = 3^x(9 − 1) = 8·3^x; 5^(x+1) − 5^x = 5^x(5 − 1) = 4·5^x.
  • Числовые ответы всех примеров и вопросов темы верны: (√5+√2)² − 2√10 = 7; (√7−√3)(√7+√3) = 4; 4/(√7−√3) = √7+√3; (5¹¹ − 5⁹)/5⁹ = 24; 7^(x+2) = 49^x при x = 2; log₄16 = 2 против log₂16 = 4.
  • У темы нет подходящей лаборатории, поэтому блок interactive отсутствует.

Утверждения сверены со спецификацией и кодификатором ФИПИ и с банком заданий НейроМиши, проверено редакцией, обновлено 2026-07-16.

Прогресс сохранится на этом устройстве.

Закрепи на тренажёре

Прочитал теорию — реши задания по теме. Миша подберёт уровень и разберёт ошибки.

Ещё по заданию 7

К списку темВсе темы ЕГЭ по профильной математике