 
        
        книги из ГПНТБ / Канин, Е. С. Тождественные преобразования учеб. пособие
.pdf 
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
| Стра | 
 | Стро | 
| ница | 
 | ка | 
| 4 | 4 снизу | |
| 8 | 2 снизу | |
| 16 | 5 | снизу | 
| 30 | 10 | сверху | 
| 40 | 14 | сверху | 
| 40 | 3 | снизу | 
| 45 | 4 сверху | |
55 8 сверху
65 11 сверху
7014 снизу
717 снизу
78 11 снизу
Следует читать
G
n+m V
£d dK хк
3+3+34-3=3 • 4 = 12 [a+( - b)p
(2p)3
40a"b2—135 ab5 =
a4n _|_ 4b'ln —a 4n+ 4a2nb2n +
._ 4b4n_432nb2n a Ф 3x
| 3) | meZ | , HEZ , iceZ | 
| am = bn | , Ы = es. | |
| 1 | i | i | 
| a4 | Ъ л - | b 2 | 
| 
 | n+l | 
 | 
(ab) a
КИРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСІСИЙ ИНСТИТУТ имени В.И.ЛЕНИНА
контрольный экз.
Е.О. КАНИН
ТОЖДЕСТВЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ Учебное пособие
Киров - 1972
s 1 гевиаретвмкч ЗійгяэтазаСвЯ?
1D?3 г.
Печатается по решению Редакциончо-иедатекского совета Кировского государственного педагогического института имени В.И.Ленина
Редакционная коллегия: Г.З.Мошкина (отв.редактор), П.А.Крупин, Л.А.Халевина.
іГее. Публичная —1
| j | бнблиогоиа | СССР | 
| I | Э К З Е М П Л Я Р | |
| j | ЧИТАЛЬНОГО | З А Л А ; | 
Е.С.КАНОТІ
ТОІДЕСТВЕНШУ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ Учебное пособие
| Редактор | О.С.Хронилова. | Техн.редактор Е.С.йеонина | |||||
| Подписано к печати 20/У1-1972. | Тира» | 1000. | 
 | ||||
| Формат | 60x84...I/16^ | Еумега газетная. | 
 | Усп . п . п . ^ 5 , 1 | |||
| 
 | ÏE07210 . | 
 | Цена | 16 коп. | |||
| ЯЭК9Э__5.0Й2.___: | 
 | 
 | . | 
 | 
 | 
 | |
| Редакционно-ивдатепьский | совет | Кировского | государственного | ||||
| 
 | і педагогического | института им.В. И.Ленина - | |||||
| 
 | Г.Киров, | ,уіииѳ | .Ленина, | 111 | 
 | ||
| 
 | Областная | типография | управления | по | печати - | ||
| 
 | .Г.Киров, | Динамовский проеад, | 4 | ||||
- 2 -
Введение
Для решения многих задач необходимо уметь преобразовывать
Алгебраические выражения в тождественно равные им, но чаще более просто изображающиеся. Замена одного алгебраического выражения другим, тождественно равный ему, называется тождественным преоб разованием. Раиомотренио тождеотвеявых преобравований рациональ ных выражений и степеней о рациональными показателями и является целью настоящей кгиги. Учитель математики должен внать математи ческие ооновы тождественных преобразований. В книге наложены эти
основы, установлено, что одночлены образуют полугруппу по умноже
нию, множество многочленов есть кольцо, а множество алгебраичес
ких дробей - поле. Конечно, такой подход пока невозможно осущест
вить в школе. Но выдать достаточно строгую теорию тождественных иреобразований рациональных выражений возможно и в УІ-УП классах вредней школы. 6 настоящей книге сделана попытка разработать ак сиоматическую теорию тождественных преобразований рациональных выражений и степеней с рациональными показателями, доступную длг
изучения школьникам УІ-УП классов. Таким образом, книга может быть жолѳзной как учителю математики, так и ученику.
В математике для обозначения чисел, других объектов (напри мер, точек, прямых и плоокоотѳй в геометрии), отноиѳний между объ ектами применяются различные знаки (их можно-назвать буквами?.
С помощью букв обозначаются также переменные и постояннее. Так,
| буквой | X | в уравнении х1- | х - Z - О обозначается переменная, | 
| т . е . все | те | числа, которые | обредают это уравнение > верное равен- | 
- 3 -
В роли переманной выступает букве X и в рав8нотве:с+-.&*.<!*х, котороѳ справедливо при любых числовых значениях этой буквы. Порвч ыенные далее будут обозначаться различными буквами латинского ал 
| фавита, | В настоящей книге понятие | "переменная" очитоэтоя первач- | ||||
| ш , неопределяемым | понятием. Постоянные обозначаются | начадьпши | ||||
| вуквакя | латинского | алфавита. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Из букв (если | считать бусвамя | и такие | знаки как | +, - , | », | |
| 
 | * т . д . ) можно составлять различвыо | выражения. | Под внраю- | |||
ввея далее будет пониматься любое множество букв, раоподояэяных в квжок-вноудь разумном, -онятном порядке.
ГТавТ17'ТОЩСТБЕННЬЁ ІРЁШРАЗОВАШІ І Ш РШОЙЩШЛ
• . ВЫРАЖЕНИЙ,
| 
 | I . | Алгебраические операции. | ^ | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | Тождеотвенные преобразования базируются ва основных понятиях | |||||||
| общей алгебры, понятиях алгебраической операции к множества с | за | |||||||
| данной | иа нем алгебраической операцией. | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| , | Определение.' | Алгебраической | операцией | называется | закон, | по | ||
| которому каждым двум элементам множества Jit | , | расположенным в | оп | |||||
| ределенном порядке, | ставится в соответствие единственный | элемент | ||||||
| того'же | множества Л | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | Лобов арифметическое действие | есть алгебраическая | операция | |||||
| в .определенном числовом множестве. Сложение | и | умножение | - алгеб | |||||
| раические операции, | определенные во множествах | всех натуральных/Я' | ||||||
Рассматриваемые здесь алгебраические операции являются бинарными.
| всех цалшс {£;J | , воех | рациональных | (Q.J | , всех | действительных^) | |||
| н воѳх | комплексных | fQJ | чисел. Вычитание | не является | алгебраи | |||
| ческой | операцией | во | множестве | натуральных | чисел | (разность | ||
двух натуральных чисел не обязяяа быть натуральным числом), деле ние не всегда определено во множествах fil и ^ .
Алгебраическая операция может быть задана не только на чис ловых множествах, но и на множествах элементов произвольной при роды. В частности, некоторые алгебраические операции определяются на множествах одночленов (умножение), многочленов (сложение ж ум ножение, а также вычислив - операция, обратная сложению), рацио нальных дробей (сложение, вычитание, умножение, деление, кроме деления на 0) . Далее будет установлено, какие алгебракчевкке опе рации определены в названных множествах.
| 2. Множества с | заданными на дях,алгебраическими операциями. | |||
| Самым широким множеством является груопоид-миожеотво | с за | |||
| данной на нем алгебраической операцией. | 
 | 
 | 
 | |
| Понятие группоида очень широко. Более узким, имеющим разно | ||||
| образные применения понятием является группой, | в котором выпол | |||
| няется ассоциативный | зако^. | 
 | 
 | 
 | 
| множество с заданной на нем ассоциативной | операцией, | « о с и | ||
| название ассоциативного группоида, ла полугруппы. Полугруппа | « | |||
| коммутативной операцией называется коммутативной полугруппой. | 
 | |||
| Ещё Долее узким яаляетоя понятие группы | 
 | 
 | 
 | |
| Множество С* | называется группой омооитвлый nmrojpftf | за | ||
| данной на нем операции (назовем ее уиаоваювм), | вел* йиголиямма | |||
| следующие условия (аксиомы груипн)}; | 
 | 
 | 
 | |
| I ) Онерацая аеооіаа*юя* (А«я любнх | л,*,Л£Ьу&(IеsO>fa)) | |||
| 
 | 2) Существует в этом множестве такой злэмѳну | £ | , что | 
 | |||||||||||||||
| 
 | а) | 
 | для | любого | элемента | Cl. | этого | «южества | справедливо | ут | |||||||||
| верждение | 
 | sCl£ | - Ct ; | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | б) | 
 | для | любого | элемента | С1> этого | множества | сущэствует | такой | ||||||||||
| его | элемент | 
 | , | что | сіс^' | = и^'а | * | ^ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | Если операция, заданная в группе, обладает свойством комму | ||||||||||||||||||
| тативности | (си В ' êcvj | , | то группа | навивается | коммутативной яла | ||||||||||||||
| абелевой. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | Примеры. | Полугруппа по умножения | образуют | множества | 
 | 
 | |||||||||||||
| ï> | Q. » ß | » С- • Они ке образуют полугруппы со оложенио. Одна | |||||||||||||||||
| ко, | множества | JV | и | Ъ | не | являются группами | по | умножению, | т,кі | ||||||||||
| они | не | удовлетворяют | условиям | 2) | определения | группы. Множества | |||||||||||||
| же | Q | , | Я | и | С- | образуют | группу | кав | то умножению | (воли | исклю | ||||||||
| чить из них элемент О), так и по сложению (аддитивную группу). | |||||||||||||||||||
| Группу по сложению образует и множество | всех | целых | чисел | £ . | |||||||||||||||
| 
 | Существуют множества, на которых заданы.две | алгебраические | |||||||||||||||||
| операции. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | Множество, на котором заданы две алгебраические операции (их | ||||||||||||||||||
| можно назвать умаожением я сложением) называетоя кольцом, если | |||||||||||||||||||
| выполняются | следующие | условия | (аксиомы | кольца): | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | I ) | 
 | Это | множество | является | абелевой группой | относительно | сло | |||||||||||
| жения. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | Р) Операция умножения ассоциативна (полугруппа по умножению). | ||||||||||||||||||
| 
 | 3) | 
 | В рассматриваемом множестве выполняются | законы | дистрибу | ||||||||||||||
| тивности | сь($+с)-o,i>4Q,u | 
 | 
 | и | fS+cJa* | êarсо- | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
Из аксиомы 2 следует оупеотвование обратной операции.
| - б - | 
 | 
| Пример кольца - множество всех целых чисел | • Как уже г о  | 
ворилось, по сложению это множество есть абелева группа, по умно
| жению же - | полугруппа, | кроме | того, законы дистрибутивности, | как | ||
| известно, | во | множестве | 2" | Р ^ П О Л К Я Ю Т С Я . Кольцами являются | и | |
| иноке ства | Q | Л | и | С . | 
 | 
 | 
| Кольцо называется полем, если все отличные от нудя его эле  | ||||||
| менты образуют аоѳлеву группу по умножению. | 
 | |||||
| Множества Q | , R | и | С являются полями. | 
 | ||
| Если в | кольце | определены | 2 алгебраические операции (сложе | |||
ние, умножение) и существует операция, обратная сложению Сабелѳва группа по сложению), то в.поле определены те se 2 алгебраические
| операции, | что | и з кольце, | и для каждой | из них существует обрат | |
| ная операция | (кроме деление на О). | 
 | |||
| Следует.определить еще понятие "алгебраическое выражение". | |||||
| Гиражение, | составленное | из | постоянных | и переменных с помощью зна | |
| ков операций | и скобок, | называется алгебраическим заражением. | |||
Понятий полугруппы, группы, кольца и поля вполне достаточно для построения теории тоадеотвенных преобразований рациональных
| алгебраических | выражений. | 
 | 
 | 
 | |
| 3. Полугруппа | одночленов. | 
 | 
 | ||
| Одночленом называется алгебраическое выражение, в котором | |||||
| обозначены только,операции | умножения. | 
 | |||
| Согдасно этому определению, одночленом является алгебранчес- | |||||
| 
 | "« лі, | л | 
 | ' | |
| кое выражение | СіХ1 | 
 | хл | , где | - целые неотри | 
| цательные числа, ft- | - постоянная, | хс - | переменная. Действитель | ||
но, над переменными и постоянными обозначены лишь умнокеішя.т.к.
натуральная степень есть частный случай умножения.
Во множестве всех одночленов монет быть определена
_ 7 -
одна алгебраическая операция,операция уілтожения. Ее можно опреде лить следующим образом (см.Курош, Высшая алгебра,М-62,стр.313):
| 
 | ••(aSjx, | хг | 
| Как видно, | произведение двух одночленов есть тоже одночлен, | |
| т . к . в нем над | переменными и постоянными обозначены только умно | |
жения. По индукции это определение можно распространить на про изведение 3 и более одночленов,.
Очевидно, что определить сложение как алгебраическую опера цию на множестве одночленов нельзя, ибо суша двух одночленов не
| обязана быть одночленом | (может быть двучленом). Операция, обрат | |||||
| ная умножению, | токе не | определяется. Действительно, частное | дв;»х | |||
| одночленов | (при | делителе, | отличном от 0) | в общем случае есть | не | |
| одночлен, | а рациональная | дробь. | 
 | 
 | ||
| Таким образом,множество одночленов есть множество с одной | ||||||
| определенной на | нем алгебраической операцией, т . е . группоид. | 
 | ||||
| Не трудно установить ассоциативность умножения одночленов. | ||||||
| Пусть даны | три | произвольных одночлена | * л | 
 | ||
| и ггы | - неотрицательные целые ч:сла. | 
| Г /,7 17 | X, | * W * < W | k^l^mj | 
| , [ф-j] | 
 | % | 
| г^е J/ | , | 
по определению умножения
по определению умножения
по ассоциатив ности умножения действительных чисел и сложения целых чисел
