恆等式

恆等式

恆等式(identities),數學概念,恆等式是無論其變數如何取值,等式永遠成立的算式。恆等式成立的範圍是左右函式定義域的公共部分,兩個獨立的函式卻各自有定義域,與x在非負實數集內是恆等的,而在實數集內是不恆等的。

恆等式有多個變數的,也有一個變數的,若恆等式兩邊就一個變數,恆等式就是兩個 解析式之間的一種關係。它來源於e^ix=cosx+isinx(複數的三角表示),令x=π就得e^πi + 1 = 0。

基本介紹

  • 中文名:恆等式
  • 外文名:identities
  • 類別:數學概念
  • 性質:無論其變數如何取值等式永遠成立
  • 套用學科:數學
  • 符號:≡
例子,相關聯繫,著名恆等式,乘法公式類,函式類恆等式,其他恆等式,

例子

sin2α+cos2α=1
a2-b2=(a+b)(a-b)
定義
恆等式符號“≡”。
兩個解析式之間的一種關係。給定兩個解析式,如果對於它們的定義域(見函式)的公共部分(或公共部分的子集)的任一數或數組,都有相等的值,就稱這兩個解析式是恆等的。例如x2-y2與(x+y)(x-y) ,對於任一組實數(a,b),都有a2-b2=(a+b)(a-b),所以x2-y2與(x+y)(x-y)是恆等的。
兩個解析式恆等與否不能脫離指定的數集來談,因為同樣的兩個解析式,在一個數集內是恆等的,在另一個數集內可能是不恆等的。例如
與x,在非負實數集內是恆等的,而在實數集內是不恆等的。

相關聯繫

“函式相等”與“恆等式”之間有什麼關係,由“恆等式”能得出“函式相等”嗎?
數學上,恆等式是無論其變數在給定的取值範圍內取何值,等式永遠成立的算式。恆等式有多個變數的,也有一個變數的,若恆等式兩邊就一個變數,恆等式就是兩個 解析式之間的一種關係。給定兩個解析式,如果對於它們的定義域(見函式)的公共部分(或公共部分的子集)的任一數或數組,都有相等的值,就稱這兩個解析式 是恆等的。
y=f(x)與y=g(x)相等,顯然f(x)=g(x)是定義域上的恆等式;若f(x)=g(x)是恆等式,那么y=f(x)與y=g(x)相等嗎?看下面的例子。
1
是恆等式,則f(x)=與g(x)=
相等;
2.若
=
是恆等式,則
相等.
顯然命題1和命題2都不是真命題。恆等式成立的範圍是左右函式定義域的公共部分,兩個獨立的函式卻各自有定義域
在判定
奇偶性時,常有學生用
奇偶性替代,理由是
=
是恆等式,但是
不相等,方法錯誤。因為,
=
若且唯若
時候,
.所以當用
代替
的時候,定義域是被放大。導致錯誤。
由此可得如下命題:
1.若y=f(x)與y=g(x)有相同的定義域,對於定義域內的任一個x均有f(x)=g(x)則y=f(x)與y=g(x)是相等函式,同時兩解析式必相同。
2.若y=f(x)與y=g(x)是相等函式,則兩個函式的解析式相同,於是其中的參數都能對應相等。

著名恆等式

歐拉恆等式:
e+1=0,e是自然對數的底,π是圓周率,i是虛數單位。它來源於eix=cosx+isinx(複數的三角表示),令x=π就得。
設F(X)=0的n個根X1,X2,……,Xn.對於k∈N,記Sk=X1k+X2k+……+Xnk.則有
C0Sk+C1Sk-1+……+CnSk-n=0 ,當k>0 (N1)
C0Sk+C1Sk-1+……+Ck-1S1+kCk=0 ,當1≤k≤n (N2)

乘法公式類

  • 分配律 ab+ac=a(b+c)
  • 完全平方
  • 三數和平方 (a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc
  • 推廣:(a+b+c+...+n)2=a2+b2+...+n2+2ab+2ac+...+2an+2bc+2bd+...+2(n-1)n
  • 和平方(a+b)2=a2+2ab+b2
  • 差平方(a-b)2=a2-2ab+b2
平方差(a+b)(a-b)=a2-b2
推廣:an-bn= (a-b)(an-1+an-2b+an-3b2+...a2bn-3+abn-2+bn-1)
立方和 (a+b)(a2-ab+b2)=a3+b3
立方差 (a-b)(a2+ab+b2)=a3-b3
和立方 (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3
差立方 (a-b)3=a3-3a2b+3ab2-b3

函式類恆等式

其他恆等式

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