Доказательством рациональных выражений, то есть выражений, содержащих основные четыре арифметические операции и также возведение в целую степень, называется порядок действий, который помогает показать, что выражения слева и справа равны между собой.
Причём порядок действий может быть любым. Главное, чтобы он приводил к какому-то выражению, к которому можно привести обе (или одну из) частей тождества. Для примера рассмотрим следующие простые числовые выражения:
“1 + 2” и “10 – 7”.
Пока что не будем между ними ставить знак равенства. В отличие от рациональных выражений, которые будут встречаться в примерах, здесь нет необходимости использовать какие-либо формулы для доказательства. Достаточно будет просто посчитать результат операций и после сравнить.
Посчитаем:
1 + 2 = 3
и
10 – 7 = 3.
Заметим, что у нас получилось две цифры три и три. Они одинаковые, а значит равны между собой. Сделаем вывод:
3 = 3, отсюда получается, что
1 + 2 = 10 – 7.
Разберём способы, которыми можно будет доказать тождества:
Так как в любом случае нам необходимо будет производить преобразование, то:
Можно преобразовать выражение в левой части тождества таким образом, чтобы получилось выражение в правой части;
Или можно сделать наоборот: преобразовать правую часть, а левую оставить нетронутой.
Одновременно независимо друг от друга преобразовывать выражения в левой и в правой частях и доказать, что они равны.
Перенести все выражения в одну часть равенства, чтобы во второй части остался только нуль, и, соответственно, останется с помощью преобразований доказать, что полученная разность равна нулю.
Необходимо доказать тождество:
Решение.
Так как в правой части тождества у нас просто цифра, то мы одновременно прибегнем к способу 1а, то есть будем преобразовывать только выражение в левой части.
Для начала приведём к общему знаменателю 8х и приведём подобные:
Заметим, что числитель и знаменатель можно сократить:
Сравним получившуюся цифру с той, которая была в условии в правой части равенства:
2 = 2.
Вывод: тождество доказано.