Номер 613 — ГДЗ алгебра 7 класс Мерзляк

№ 613.

Докажите тождество (2n + 1)2 + (2n2 + 2n)2 = (2n2 + 2n + 1)2.
Данное тождество является правилом Пифагора (VI в. до н.э.) для вычисления целочисленных значений длин сторон прямоугольного треугольника. При одном и том же натуральном значении n значения выражений 2n + 1; 2n2 + 2n; 2n2 + 2n + 1 являются длинами сторон прямоугольного треугольника.

💡 Подсказка (без ответа)

Раскройте скобки в обеих частях уравнения, используя формулу квадрата суммы (a + b)² = a² + 2ab + b². Приведите подобные члены слева и справа отдельно и убедитесь, что получились одинаковые выражения.

Решение по шагам

Решение задания №613

Докажем тождество: (2n + 1)² + (2n² + 2n)² = (2n² + 2n + 1)²

Откроем скобки в левой части:

Первое слагаемое: (2n + 1)² = 4n² + 4n + 1

Второе слагаемое: (2n² + 2n)² = 4n⁴ + 8n³ + 4n²

(Проверим: (2n² + 2n)² = (2n²)² + 2·2n²·2n + (2n)² = 4n⁴ + 8n³ + 4n²)

Левая часть: 4n² + 4n + 1 + 4n⁴ + 8n³ + 4n² = 4n⁴ + 8n³ + 8n² + 4n + 1

Правая часть: (2n² + 2n + 1)² = (2n²)² + (2n)² + 1² + 2·2n²·2n + 2·2n²·1 + 2·2n·1

= 4n⁴ + 4n² + 1 + 8n³ + 4n² + 4n

= 4n⁴ + 8n³ + 8n² + 4n + 1

Вывод: Левая часть = Правая часть = 4n⁴ + 8n³ + 8n² + 4n + 1

Тождество доказано! ✓

Пример для n = 1:

  • Первый катет: 2·1 + 1 = 3
  • Второй катет: 2·1² + 2·1 = 4
  • Гипотенуза: 2·1² + 2·1 + 1 = 5

Проверка: 3² + 4² = 9 + 16 = 25 = 5² — верно! (Это известный треугольник 3-4-5)

Ответ: Тождество (2n + 1)² + (2n² + 2n)² = (2n² + 2n + 1)² доказано. Левая и правая части равны 4n⁴ + 8n³ + 8n² + 4n + 1. Примеры пифагоровых троек: n = 1 дает (3, 4, 5); n = 2 дает (5, 12, 13).

← Номер 612 · Номер 614 → · Все номера