Тема Тождественные преобразования

Действия с числами, составление уравнений и формулы сокращённого умножения

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела тождественные преобразования
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#77403

Разность квадратов двух чисел равна 6, а если уменьшить каждое из этих чисел на 2, то разность их квадратов станет равна 18. Чему равна сумма этих чисел?

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте для начала переведём задачу на математический язык. Как это будет выглядеть? Не забывайте, что условия должны выполняться одновременно.

Подсказка 2

Верно, запишем это как систему x² - y²=6 и (x - 2)² - (y-2)² = 18. Давайте теперь раскроем скобки и приведём подобные слагаемые. Нет ли у нас похожих слагаемых у двух уравнений? Что можно естественным образом сделать?

Подсказка 3

Да, видим, что и там, и там есть x²-y². Значит, мы можем заменить во втором уравнение это выражение на 6 и преобразовать. Получим, что x-y = -3. А нам нужна сумма. Не можем ли мы теперь из первого уравнения всё найти?

Подсказка 4

Верно, первое уравнение можно разложить на скобки по формуле. Одну из скобок мы знаем и отсюда легко находим искомую сумму. Победа!

Показать ответ и решение

Пусть наши числа — x  и y.  Из условия следует система:

{ x2− y2 = 6
  (x− 2)2 − (y− 2)2 = 18

Преобразуем второе уравнение системы — раскроем скобки по формуле сокращенного умножения:

 2         2
x − 4x +4− (y − 4y+ 4)= 18

Раскроем скобки в этом равенстве и приведем подобные слагаемые в левой части:

x2− 4x+4 − (y2− 4y +4)= x2− 4x +4− y2+ 4y − 4= x2− y2− 4x +4y

Из первого уравнения системы x2− y2 = 6.  Подставляя это значение в полученное равенство, имеем:

6− 4x+ 4y = 18

Перенесем 6  в правую часть и разделим равенство на − 4  :

x − y =− 3

Вернемся теперь к первому уравнению системы, в нем левую часть разложим по формуле сокращенного умножения:

(x− y)(x+ y)= 6

Теперь, подставим в это равенство x− y = −3,  тогда получаем:

− 3(x+ y)= 6

Разделив уравнение на − 3,  получаем нужное значение суммы x+ y = −2.

Ответ: -2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#78953

Каждое из 2020  положительных чисел равно сумме квадратов остальных 2019  чисел. Найдите все эти числа.

Показать ответ и решение

Пусть наши числа равны a,a ,...,a   .
1  2    2020  Рассмотрим разность двух соседних выражений из условия, то есть a − a.
 1  2  Тогда почти все квадраты сократятся, кроме  2
a1  и 2
a2.  И того получим после разложения на скобки (a1− a2)(a1+ a2)= 0,  но числа у нас положительные, поэтому a1 = a2.  Аналогично проводя преобразования получим, что все ai  равны между собой. Ответ получить уже несложно.

Ответ:

Все числа равны --1
2019

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#78955

Даны пятьдесят различных натуральных чисел, двадцать пять из которых не превосходят 50,  а остальные больше 50,  но не превосходят 100.  При этом никакие два из них не отличаются ровно на 50.  Найдите сумму этих чисел.

Показать ответ и решение

Вычтем 50  из каждого числа, которое больше 50.  Получатся 50  разных чисел, то есть числа от 1  до 50.  Их сумма равна 1+ 2+ ...+ 50=25⋅51,  а сумма исходных чисел — 25 ⋅51+ 25⋅50=25⋅101.

Ответ:

 2525

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#80764

Из множества M,  состоящего из семи подряд идущих натуральных чисел, выбираются шестёрки попарно различных чисел такие, что сумма чисел в каждой из шестёрок — простое число. Пусть p  и q  — две из таких сумм. Найдите множество M  , если  2   2
p − q = 792.

Источники: Физтех - 2024, 11.4 (см. olymp-online.mipt.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте скажем, что первое число - это а и поймем, чему равна сумма во всех шестерках и какие из них могут быть простыми, а какие нет.

Подсказка 2

Тогда у нас получаются суммы шестерок - это числа от 6a + 15, до 6a + 21. Из за делимости на 2 или 3, подходят только числа 6a + 19 и 6a + 17. А это значит, что это ровно наши числа p и q. Остается решить квадратное уравнение на а и найти ответ(подставить значения p и q в равенство).

Показать ответ и решение

Пусть a  — наименьшее натуральное число из M.  Тогда

M = {a, a+ 1,a+ 2,...,a +6}

Сумма всех 7  чисел равна

                    6⋅7
7a+ 1+ 2+ ...+6 =7a+  2  =7a+ 21

Переберем сумму шестёрок чисел:

                     .
6a+21 не подходит, так как.. 3
                     ..
6a+20 не подходит, так как. 2
6a+19 нет противоречий
6a+18 не подходит, так как ... 3
6a+17 нет противоречий
                     ..
6a+16 не подходит, так как. 2
6a+15 не подходит, так как ... 3

Тогда, p= 6a+ 19, q =6a+ 17.  По условию задачи p2 − q2 = 792  или то же самое, что и

       2        2
(6a+19) − (6a+ 17) = 792 =⇒  2(12a+ 36)=792

2(a+ 3)=396  =⇒   a+3 =33  =⇒   a= 30

Следовательно, M  может быть только множеством

{30, 31, 32, 33, 34, 35, 36}

Проверка: 6a +19= 199  — простое, 6a+ 17= 197  — простое.

Ответ:

 {30, 31, 32, 33, 34, 35, 36}

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#90236

Известно, что число a+ 1
   a  — целое. Докажите, что число a2+ 1-
    a2  — тоже целое.

Показать доказательство

Так как a+ 1
   a  — целое, его квадрат тоже целое число. Значит, (a + 1)2 = a2+ 2+ 1
   a           a2  — целое число. Но от искомого оно отличается только на целое число 2.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#92257

Дана функция

     (x+-1)2+-x2
f(x)= (x+ 1)2− x2.

Найдите наибольшее целое число, не превосходящее числа f(2024)  .

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Если раскрыть квадраты суммы, то f(x) представима в виде (многочлен 2 степени)/(многочлен 1 степени). Как это можно упростить?

Подсказка 2

Поделить многочлены с остатком! Можно либо поделить в столбик, либо самому разбить дробь на две более простые так, чтобы одна из дробей сократилась со знаменателем

Показать ответ и решение

Преобразуем функцию по аналогии с выделением целой части у дроби:

     2x2+-2x-+1-  x(2x+-1)+x-+1-     x+-1-
f(x)=   2x+ 1   =     2x +1     =x + 2x +1

Тогда

             2025
f(2024)= 2024+ 4049

Так как второе слагаемое меньше 1,  то наибольшее не превосходящее f(2024)  целое число это 2024.

Ответ: 2024

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#58026

Даны два числа (не обязательно целые), не равные 0.  Если каждое из них увеличить на единицу, их произведение увеличится вдвое. А во сколько раз увеличится их произведение, если каждое из исходных чисел возвести в квадрат и затем уменьшить на единицу?

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Запишем наше условие в виде уравнений. Получится (a+1)(b+1)=2ab. Если записать то, что мы хотим найти, то получится (a^2-1)(b^2-1). Как теперь это преобразовать?

Подсказка 2

Да, можно разложить в разность квадратов и получить (a-1)(b-1)(a+1)(b+1). Отлично, произведение последних двух скобок известно, осталось как-то найти произведение первых двух скобок....

Подсказка 3

Раскройте скобки в изначальном условии и попробуйте его привести к равенству со скобками (a-1)(b-1)

Показать ответ и решение

Обозначим данные числа через a  и b.  По условию

(a+ 1)(b+ 1)= ab+ a+ b+ 1= 2ab

Приведя в последнем равенстве подобные члены, получаем

ab− a− b− 1= 0

Тогда

(a− 1)(b− 1)= ab− a− b+ 1= (ab − a − b − 1)+ 2= 0 +2 = 2
 ( 2   )(2   )
  a − 1  b− 1 = (a− 1)(b− 1)(a + 1)(b+ 1)= 2⋅2ab= 4ab
Ответ:

в 4  раза

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#68640

Простые числа p,q  и r  таковы, что

            2   2   2
p< q,p +q =r,p +q = r − 116

Найдите p,q  и r.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Есть условие на сумму p+q, есть условие на сумму их квадратов, что хочется сразу сделать?

Подсказка 2

Возвести в квадрат p+q! Тогда будет нетрудно выразить 2pq, получившиеся в квадрате суммы. Каким условием мы еще не пользовались?

Подсказка 3

Простотой p и q! 2pq = 116 = 4 * 29. Остается лишь разобрать пару случаев)

Показать ответ и решение

Возведём первое равенство в квадрат:

 2       2  2
p +2pq+ q = r

Далее вычтем из полученного второе исходное равенство:

          2
2pq =116= 2 ⋅29

Значит, учитывая, что p< q,  получаем:

p= 2,q = 29⇒ r= p+ q = 31
Ответ:

 p =2,q = 29,r= 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#89774

Известно, что x:y =19:17  . Найдите x+-y
x− y  .

Источники: ДВИ - 2023, вариант 237, задача 1 (pk.math.msu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка

Если мы знаем отношение двух неизвестных, значит, можем ввести третью переменную, через которую будут выражаться x и y, и после этого можно будет подставить в искомое выражение и вычислить его

Показать ответ и решение

Из условия следует x =19t,y =17t,  тогда

x+-y  19t+17t  36t
x− y = 19t− 17t = 2t = 18
Ответ: 18

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#90319

Чему равна сумма выражений √2023+-t2  и √999+t2  , если их разность равна 8  ?

Источники: ДВИ - 2023, вариант 238, задача 2 (pk.math.msu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Попробуйте вспомнить какую-нибудь формулу, которая связывает сумму и разность двух чисел

Подсказка 2

Давайте воспользуемся формулой а² - b² = (a-b)(a+b)! Отсюда мы без труда сможем найти искомую сумму

Показать ответ и решение

Обозначим a= √2023+-t2, b= √999+-t2.  По условию

a− b= 8

Рассмотрим a2− b2  :

a2− b2 =(∘2023+-t2)2− (∘999-+t2)2 = 2023+t2− 999 − t2 = 1024

Получили систему:

{
   a− b =8                                       1024-
   a2 − b2 = 1024 =⇒   (a− b)(a +b)= 1024 =⇒   a+ b=  8  =128
Ответ: 128

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#97661

Уравнение x4− 7x− 3= 0  имеет ровно два действительных корня a  и b,  a> b.  Найдите значение выражения a4−b4.
 a−b

Показать ответ и решение

Так как число a  и b  является корнем уравнения x4− 7x − 3 =0,  то a4− 7a− 3=0  и b4− 7b− 3 =0.  Рассмотрим разность двух получившихся выражений:

(4      )  ( 4      )
a − 7a− 3 − b − 7b− 3 = 0

 4  4
a − b− 7a+ 7b =0

a4− b4 = 7(a− b)

a4−-b4= 7
 a− b

Мы смогли поделить обе части уравнения на a− b,  так как по условию числа a  и b  различны.

Ответ: 7

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#30977

Два различных числа x  и y  (не обязательно целых) таковы, что

 2        2
x − 2000x= y − 2000y

Найдите сумму чисел x  и y.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Заметим, что у нас есть квадрат х слева и квадрат у справа. Давайте поэтому перенесем квадраты в одну сторону, а 2000х и 2000у - в другую.

Подсказка 2

Тогда давайте разложим на множители обе части выражений, а затем вспомним, что х и у это различные числа и используем это.

Показать ответ и решение

В данном выражении квадраты x2  и y2  изначально находятся с разных сторон от равенства. Давайте перенесём их в одну часть и разложим по формуле разности квадратов, а остальное выражение соберём в правой части:

 2  2
x − y = 2000x − 2000y

(x− y)(x+ y)=2000(x − y)

В последнем выражении мы получили разность x− y  как множитель с обеих сторон равенства. Сократим на этот общий множитель: он не равен 0 из условия, что числа x  и y  различны. Получим x+ y = 2000,  а именно эту сумму нас и просили найти.

Ответ:

 2000

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#30978

Даны два ненулевых числа. Если к каждому из них прибавить единицу, а также из каждого из них вычесть единицу, то сумма обратных величин четырёх полученных чисел будет равна 0.  Какое число может получиться, если из суммы исходных чисел вычесть сумму их обратных величин? Найдите все возможности.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Во-первых, запишите условия задачи через равенства (составьте их исходя из условий) - это уже половина нашего успеха. Нам нужно найти a+ b - 1/a − 1/b.

Подсказка 2

Запишем первое условие как равенство суммы четырех дробей нулю. Тогда мы можем привести дроби к общему знаменателю и рассмотреть получившийся числитель! Ведь как раз он и будет равняться нулю.

Подсказка 3

Аналогично мы можем преобразовать и a+ b - 1/a − 1/b, приведя к общему знаменателю! Попробуйте найти связь между получившимися двумя дробями (этой и из подсказки 2)

Показать ответ и решение

Пусть нам даны числа a  и b.  Перепишем условие через равенства. Нам дано:

--1-  --1-  --1-  --1-
a+ 1 + b+ 1 + a− 1 + b− 1 = 0

Нужно найти       1  1
a+ b− a − b.

Заметим, что выражение a+ b− 1a − 1b  определено, так как числа a  и b  ненулевые. Теперь приведем все дроби к общему знаменателю. Значит

                                         2        2
-1--+ -1--+ -1--+ -1--= -22a--+ -22b--= 2a(b-−2-1)+-22b(a-−-1)= 0
a+ 1  b+ 1  a− 1  b− 1  a − 1  b − 1    (a − 1)(b − 1)

Итак, знаменатель не равен нулю — a  и b  не равны ±1  — а числитель 2a(b2− 1)+ 2b(a2− 1) =2(ab2+ a2b− a − b)= 2(a+ b)(ab− 1)= 0  равен нулю. Теперь нам нужно посчитать, чему равно a +b− 1a − 1b = a2b+aab2b−a−b,  но это выражение равно нулю, так как числитель равен нулю.

Ответ:

 0

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#30982

В вершинах треугольника записано по натуральному числу, на каждой стороне — произведение чисел, записанных в её концах, а внутри треугольника — произведение чисел, записанных в его вершинах. Сумма всех семи чисел равна 1000.  Какие числа записаны в вершинах треугольника?

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Введите эти натуральные числа через переменные x, y, z. Попробуйте догадаться, во что тождественно можно преобразовать полученное из условия уравнение. Как будто чего-то не хватает...

Подсказка 2

Аааа, точно, нужно прибавить единичку к этой всей сумме, тогда все сведется к (x+1)(y+1)(z+1), а дальше сами :)

Показать ответ и решение

Обозначим числа в вершинах через x,y  и z.  Тогда на сторонах будут написаны числа xy,yz  и zx,  а внутри — xyz.  По условию,

x+ y+z +xy+ yz+ zx +xyz = 1000

Добавим к обеим частям по единице и разложим на скобки:

1+ x+ y+z +xy+ yz+ zx +xyz = (1+x)(1+y)(1 +z)= 1001

Так как числа x,y,z  — натуральные, то каждая скобка больше 1.  Число 1001 =7⋅11⋅13,  и так как 7,11,13  — простые числа, других разложений в произведение трёх натуральных чисел, больших единицы, у числа 1001  нет. Значит, скобки равны 7,11  и 13  в каком-то порядке, а числа x,y  и z  6,10  и 12.

Ответ:

 6  , 10  и 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#30994

Даны три числа. Если их все увеличить на 1,  то их произведение тоже увеличится на 1.  Если все исходные числа увеличить на 2,  то их произведение тоже увеличится на 2.  А на сколько увеличится произведение, если все исходные числа увеличить на 3?

Показать ответ и решение

Пусть исходные числа это a,b  и c  , тогда:

(|  (a+ 1)(b+ 1)(c+1)= abc+1
{  (a+ 2)(b+ 2)(c+2)= abc+2
|(
   (a+ 3)(b+ 3)(c+3)= abc+x

(|  a+b +c+ ab+bc+ ac=0
{  4(a+ b+ c)+ 2(ac+ bc+ab)+6 =0
|(  9(a+ b+ c)+ 3(ab+ bc+ac)+27= x

Из первых двух уравнений можно заключить

a+ b+c =− 3,ab+ bc+ ac= 3,

тогда из последнего

x= 27+9⋅(−3)+ 3⋅3= 9
Ответ:

 9

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#35453

Петя перемножил три подряд идущих натуральных числа, а к результату прибавил среднее число. Докажите, что получился куб какого-то натуральное числа.

Показать доказательство

Обозначим наши числа через a− 1,a,a+1.  Тогда Петя получил число (a− 1)a(a +1)+ a= a3 − a+ a= a3.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#35454

Сумма двух чисел равна 3, а сумма их обратных величин равна 2. Чему равна сумма квадратов этих чисел?

Показать ответ и решение

Обозначим наши числа через a  и b  . Тогда по условию a+ b= 3  и 1+ 1= a+b= 2
a  b   ab  , откуда ab=1.5  . Но тогда  2   2      2
a + b = (a+ b)− 2ab= 9− 3 =6  .

Ответ: 6

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#35456

Сумма четырех целых чисел равна 0.  Числа расставили по кругу и каждое умножили на сумму двух его соседей. Докажите, что сумма этих четырех произведений, умноженная на − 1,  равна удвоенному квадрату целого числа.

Показать доказательство

Обозначим наши числа через x,y,z,t,  и пусть они стоят по кругу именно в таком порядке.Обозначим через s =x +z = −(t+ y).  Тогда наша сумма равна

                                              2
x(y+t)+ z(y+ t)+y(x+ z)+ t(x+ z)= 2(x+ z)(y+ t) =− 2s

То есть, если умножить нашу сумму на − 1,  то получится удвоенный квадрат целого числа.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#35457

Серёжа задумал четыре целых числа, а затем нашёл все их попарные суммы. Пять из них оказались равны 70, 110, 120, 180 и 230. Чему равна шестая сумма?

Показать ответ и решение

Заметим, что наши суммы разбиваются на 3 пары, в каждой из которых сумма равна сумме всех 4 исходных чисел. Тогда среди 5 сумм есть 2 такие пары с одинаковой суммой. Единственный такой вариант — это 70+ 230= 120+ 180=  = 300  . Тогда шестая сумма равна 300− 110 =190  .

Ответ: 190

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 20#35458

Число a  таково, что 1+ a= a2  . Найдите значение выражения a4− 3a  .

Показать ответ и решение

Возведем наше равенство в квадрат. Тогда a4 = a2 +2a+ 1  . Теперь заменим a2  в правой части полученного равенства на a+ 1  . То есть  4
a = 3a+ 2  , откуда  4
a − 3a= 2  .

Ответ: 2
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!