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恒等式是代数中的重要概念。如果两个代数式A和B,对于它们的变数字母在允许取值范围内的任意取值,它们都有相同的值,那么就说这两个代数式是恒等的,记作A恒等于B或A等于B。例如,完全平方公式就是一个典型的恒等式。
恒等式的证明有三种常用方法。第一种方法是将等式的一边转化为另一边,通常从复杂的一边化向简单的一边。第二种方法是将等式两边分别变形,使它们都化成同一个代数式。第三种方法是证明左边减去右边等于零,或者在右边不为零的情况下,证明左边除以右边等于一。
现在我们来分析一个具体的例题。已知x加y等于a加b,x的平方加y的平方等于a的平方加b的平方,要求证明x的2025次方加y的2025次方等于a的2025次方加b的2025次方。证明的思路是利用已知条件推导出x和y与a和b之间的关系。首先从第一个条件可以得到y等于a加b减x。
现在我们进行具体的证明过程。将y等于a加b减x代入第二个条件,得到x的平方加括号a加b减x的平方等于a的平方加b的平方。展开后得到x的平方加a加b的平方减2倍a加b乘以x加x的平方等于a的平方加b的平方。化简后得到x的平方减a加b乘以x加ab等于0。左边可以因式分解为x减a乘以x减b等于0。
从因式分解的结果可以得出两种情况。情况一:x等于a,此时y等于b。情况二:x等于b,此时y等于a。无论哪种情况,变量对x和y要么是a和b,要么是b和a。在这两种情况下,x的任意次幂加上y的任意次幂都等于a的相同次幂加上b的相同次幂。因此,x的2025次方加y的2025次方等于a的2025次方加b的2025次方成立。证明完毕!