7º ano

7º anoÁlgebra


Identidades algébricas


Álgebra é uma área fascinante da matemática que envolve trabalhar com variáveis e constantes. Em seu núcleo, a álgebra nos ajuda a resolver problemas e entender padrões. Um dos conceitos essenciais em álgebra é "identidades algébricas", que são equações que são verdadeiras para todos os valores das variáveis presentes. Elas são como chaves mestras para vários problemas algébricos, nos dando as ferramentas para expandir expressões, simplificar, fatorar e mais.

Compreendendo identidades algébricas

Identidades algébricas são expressões que são as mesmas para quaisquer valores das variáveis. Elas são sempre verdadeiras e podem ser usadas como atalhos para simplificar expressões ou resolver equações. Ao contrário de equações, onde procuramos soluções específicas, as identidades são universalmente verdadeiras.

Identidades algébricas básicas

Vamos dar uma olhada em algumas identidades algébricas comuns. Uma vez que você aprenda estas, você será capaz de resolver muitos tipos de problemas algébricos com facilidade.

Identidade 1: Soma dos quadrados

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

Esta identidade nos diz como expandir o quadrado de um binômio. Vamos entender isso através de um exemplo:

(x + 3)^2 = x^2 + 2(x)(3) + 3^2 = x^2 + 6x + 9

Aqui, x é como a e 3 é como b. Esta identidade nos ajuda a expandir o quadrado do binômio.

Identidade 2: Diferença dos quadrados

(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2

Semelhante à soma dos quadrados, esta identidade ajuda a expandir o quadrado de um binômio quando o segundo termo é subtraído. Vamos ver com um exemplo:

(y - 4)^2 = y^2 - 2(y)(4) + 4^2 = y^2 - 8y + 16

Identidade 3: Produto da soma e diferença

(a + b)(a - b) = a^2 - b^2

Esta é chamada de fórmula para a diferença dos quadrados. Ela mostra que multiplicar a soma e a diferença de dois números resulta na diferença entre os quadrados desses números. Por exemplo:

(m + n)(m - n) = m^2 - n^2

Visualizando identidades

O entendimento visual ajuda a solidificar essas identidades. Considere a identidade (a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2. Você pode vê-la assim:

a^2 Now Now b^2 B A B A B

No esquema acima, o quadrado grande representa (a + b)^2. Ele é composto por um quadrado de a^2, dois retângulos de ab, e um quadrado de b^2. Este método visual ajuda a ver como a fórmula funciona porque revela as áreas dos retângulos e quadrados.

Identidades algébricas adicionais

Identidade 4: O cubo da soma

(a + b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3

Esta identidade expande o cubo de uma soma e mostra como (a + b)^3 se transforma em componentes individuais. Aqui está um exemplo para melhor compreensão:

(x + 2)^3 = x^3 + 3(x^2)(2) + 3(x)(2^2) + 2^3 = x^3 + 6x^2 + 12x + 8

Identidade 5: O cubo da diferença

(a - b)^3 = a^3 - 3a^2b + 3ab^2 - b^3

Esta identidade é o inverso do cubo de uma soma. Ela permite a expansão do cubo de uma subtração:

(y - 1)^3 = y^3 - 3(y^2)(1) + 3(y)(1^2) - 1^3 = y^3 - 3y^2 + 3y - 1

Identidade 6: Soma dos cubos

a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2)

Ao lidar com a soma de dois cubos, esta identidade é muito útil. Ela fatora a expressão em algo que é mais fácil de resolver.

27^3 + 8^3 = (27 + 8)(27^2 - 27*8 + 8^2)

Identidade 7: Diferença dos cubos

a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2)

Semelhante à soma dos cubos, esta identidade é usada para fatorar a diferença dos cubos:

64^3 - 27^3 = (64 - 27)(64^2 + 64*27 + 27^2)

Por que as identidades algébricas são importantes

As identidades algébricas tornam o trabalho matemático mais simples e curto. Elas ajudam a fatorar equações algébricas complexas, resolver expressões polinomiais, e até mesmo em cálculo. Compreender estas identidades é como um conjunto de ferramentas que pode configurar estruturas matemáticas complexas de maneira lógica mais facilmente.

Praticando com identidade

Aqui está um desafio: Prove que (x + y)^2 = x^2 + 2xy + y^2 é verdade para x = 3 e y = 4 Vá passo a passo e tente usar visuais se possível.

Comece substituindo os números x = 3 e y = 4 na identidade:

(3 + 4)^2 = 3^2 + 2(3)(4) + 4^2

Calcule separadamente:

LHS: (3 + 4)^2 = 7^2 = 49 RHS: 3^2 + 2(3)(4) + 4^2 = 9 + 24 + 16 = 49

Ambos os lados da equação são iguais, o que confirma a validade da identidade mesmo quando os valores são inseridos.

Resumo

Aprender identidades algébricas abre a porta para gerenciar expressões matemáticas de forma eficaz. Desde expandir expressões polinomiais até simplificar equações, dominar essas identidades equipa jovens mentes com a capacidade de resolver problemas complexos de uma maneira mais simples. Continue praticando e aproveite essas identidades ao máximo enquanto você se aprofunda no mundo da álgebra.


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