Matematyka

Różnica kwadratów $a^2-b^2$

Zestaw wyjaśnia wzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratów i pokazuje, jak rozpoznawać oraz stosować go w przekształceniach algebraicznych. Znajdziesz tu także typowe zadania maturalne: rozkład na czynniki, upraszczanie wyrażeń i rozwiązywanie równań z wykorzystaniem postaci iloczynowej.

Szkoła średnia8 fiszek17 pytań w 2 etapachnotatka

Podcast

Ładuję…

Quizy w tym zestawie

17 pytań w 2 etapach

Odblokujesz je po dodaniu zestawu.

  1. Etap 1

    6 fiszek · 9 pytań

  2. Etap 2

    2 fiszki · 8 pytań

  3. Powtórka z całości

    15 pytań ze wszystkich etapów, po ukończeniu etapów

Karty pracy

Ćwiczenia do wydruku na ten temat

Wyrażenia algebraiczne i wymierne - wzory skróconego mnożenia i równania wymierneSzkoła średnia, klasy 2-3

Otwórz kartę pracy

Lekcje z kursów Odrabiamy

Obejrzyj albo posłuchaj o tym temacie

Wykres funkcji kwadratowejWideo, 14 min · Kurs Maturalny - Matematyka podstawowa 2027

Obejrzyj lekcję

Miejsce zerowe i postać iloczynowa funkcji kwadratowejWideo, 15 min · Kurs Maturalny - Matematyka podstawowa 2027

Obejrzyj lekcję

Wyznaczanie wzoru funkcji kwadratowej na podstawie jej własnościWideo, 10 min · Kurs Maturalny - Matematyka podstawowa 2027

Obejrzyj lekcję

1.Różnica kwadratów

Wyrażenie postaci a2−b2a^2-b^2, czyli różnica dwóch kwadratów. Można je rozłożyć na iloczyn według wzoru a2−b2=(a−b)(a+b)a^2-b^2=(a-b)(a+b).

2.Wzór na różnicę kwadratów

Wzór skróconego mnożenia: a2−b2=(a−b)(a+b)a^2-b^2=(a-b)(a+b). Służy do rozkładania wyrażenia na czynniki i upraszczania obliczeń.

3.Rozkład na czynniki

Przekształcenie wyrażenia do postaci iloczynu. Dla różnicy kwadratów polega na zapisaniu a2−b2a^2-b^2 jako (a−b)(a+b)(a-b)(a+b).

4.Suma i różnica tych samych wyrażeń

W rozkładzie a2−b2=(a−b)(a+b)a^2-b^2=(a-b)(a+b) pojawiają się dwa nawiasy: jeden z różnicą, drugi z sumą tych samych składników aa i bb.

5.Postać iloczynowa

Zapis wyrażenia jako mnożenia czynników, np. (x−3)(x+3)(x-3)(x+3). Jest wygodna przy rozwiązywaniu równań, bo można stosować zasadę iloczynu równego zero.

6.Zasada iloczynu równego zero

Jeśli (p)(q)=0(p)(q)=0, to p=0p=0 lub q=0q=0. Po rozłożeniu różnicy kwadratów na czynniki można dzięki temu łatwo wyznaczać rozwiązania równań.

7.Wyłączanie czynnika przed nawias

Często przed użyciem wzoru trzeba najpierw wyłączyć wspólny czynnik, np. 2x2−18=2(x2−9)=2(x−3)(x+3)2x^2-18=2(x^2-9)=2(x-3)(x+3).

8.Kwadrat dwumianu a różnica kwadratów

Nie wolno mylić wzorów. (a−b)2=a2−2ab+b2(a-b)^2=a^2-2ab+b^2, a a2−b2=(a−b)(a+b)a^2-b^2=(a-b)(a+b). W różnicy kwadratów nie ma wyrazu środkowego.

Notatka

Na czym polega różnica kwadratów

Różnica kwadratów to wyrażenie postaci a2−b2a^2-b^2, czyli różnica dwóch liczb lub wyrażeń podniesionych do kwadratu. W algebrze jest to jeden z podstawowych wzorów skróconego mnożenia, bardzo często używany przy rozkładaniu wyrażeń na czynniki i przy rozwiązywaniu równań.

Najważniejsza zależność ma postać:

a2−b2=(a−b)(a+b)a^2-b^2=(a-b)(a+b)

Oznacza to, że z wyrażenia zapisanego jako różnica dwóch kwadratów można przejść do postaci iloczynowej. W praktyce trzeba umieć rozpoznać, co pełni rolę aa i co pełni rolę bb.

Przykładowo w wyrażeniu x2−16x^2-16 mamy a=xa=x oraz b=4b=4, bo 16=4216=4^2. Dzięki temu:

x2−16=(x−4)(x+4)x^2-16=(x-4)(x+4)

Zapamiętaj

Wzór ma sens tylko dla wyrażenia ze znakiem minus między dwoma kwadratami: a2−b2a^2-b^2.

Jak rozpoznawać ten wzór w zadaniach

Aby poprawnie zastosować wzór, trzeba sprawdzić, czy oba składniki są kwadratami i czy między nimi stoi minus. Nie zawsze będzie to od razu widoczne, bo czasem trzeba najpierw zauważyć, że liczba jest kwadratem albo że wyrażenie można przepisać w wygodniejszej postaci.

Typowe przykłady:

  • x2−9=x2−32x^2-9=x^2-3^2
  • 4x2−49=(2x)2−724x^2-49=(2x)^2-7^2
  • 25a2−b2=(5a)2−b225a^2-b^2=(5a)^2-b^2
  • 9m2−1=(3m)2−129m^2-1=(3m)^2-1^2

W każdym z tych przypadków można zastosować schemat:

  • rozpoznaj pierwszy kwadrat,
  • rozpoznaj drugi kwadrat,
  • zapisz dwa nawiasy: jeden z różnicą, drugi z sumą.

Dla 4x2−494x^2-49 otrzymujemy:

4x2−49=(2x−7)(2x+7)4x^2-49=(2x-7)(2x+7)

Ważne

Drugi składnik nie musi być kwadratem liczby całkowitej: 8=(22)28=(2\sqrt{2})^2, więc x2−8=(x−22)(x+22)x^2-8=(x-2\sqrt{2})(x+2\sqrt{2}). Wzoru nie stosuje się natomiast do sumy kwadratów, np. x2+8x^2+8.

Jak stosować wzór krok po kroku

Najbezpieczniejsza metoda to działanie według stałego schematu. Najpierw ustalamy, co jest pierwszym kwadratem, a co drugim kwadratem, a potem zapisujemy odpowiednie nawiasy.

Schemat:

  • rozpoznaj postać a2−b2a^2-b^2,
  • zapisz (a−b)(a+b)(a-b)(a+b),
  • jeśli trzeba, uprość wynik.

Przykład:

16x2−81=(4x)2−92=(4x−9)(4x+9)16x^2-81=(4x)^2-9^2=(4x-9)(4x+9)

Czasem przed użyciem wzoru warto najpierw wyłączyć wspólny czynnik przed nawias. Dla wyrażenia 2x2−182x^2-18 najpierw otrzymujemy:

2x2−18=2(x2−9)2x^2-18=2(x^2-9)

Dopiero potem stosujemy wzór do nawiasu:

2(x2−9)=2(x−3)(x+3)2(x^2-9)=2(x-3)(x+3)

To częsta sytuacja w zadaniach maturalnych: samo wyrażenie nie jest od razu dokładnie różnicą kwadratów, ale po prostym przekształceniu już tak.

Najczęstsze pomyłki

Najważniejszy błąd to mylenie różnicy kwadratów z kwadratem różnicy. Są to dwa zupełnie różne wzory.

Porównanie:

  • a2−b2=(a−b)(a+b)a^2-b^2=(a-b)(a+b)
  • (a−b)2=a2−2ab+b2(a-b)^2=a^2-2ab+b^2

Widać, że w kwadracie różnicy pojawia się dodatkowy wyraz −2ab-2ab, którego nie ma w różnicy kwadratów. Dlatego nie wolno zapisywać:

a2−b2=(a−b)2a^2-b^2=(a-b)^2

bo to jest fałsz.

Drugi częsty błąd to nieuważne ustawienie znaków w nawiasach. W poprawnym rozkładzie zawsze pojawiają się te same dwa składniki: raz ze znakiem minus, raz ze znakiem plus.

Przykład

9y2−4=(3y−2)(3y+2)9y^2-4=(3y-2)(3y+2), a nie (3y−2)2(3y-2)^2.

Zastosowanie w równaniach

Wzór na różnicę kwadratów jest bardzo przydatny przy rozwiązywaniu równań, ponieważ po rozkładzie dostajemy iloczyn, a wtedy można użyć zasady: jeśli iloczyn jest równy zero, to co najmniej jeden czynnik jest równy zero.

Przykład:

x2−25=0x^2-25=0

Rozkładamy lewą stronę:

x2−25=(x−5)(x+5)x^2-25=(x-5)(x+5)

Zatem:

(x−5)(x+5)=0(x-5)(x+5)=0

Stąd:

  • x−5=0x-5=0, więc x=5x=5,
  • x+5=0x+5=0, więc x=−5x=-5.

Podobnie dla równania:

9x2−1=09x^2-1=0

Mamy:

(3x−1)(3x+1)=0(3x-1)(3x+1)=0

Czyli:

  • 3x−1=03x-1=0, więc x=13x=\frac{1}{3},
  • 3x+1=03x+1=0, więc x=−13x=-\frac{1}{3}.

Takie zadania często sprawdzają nie tylko znajomość wzoru, ale też umiejętność przejścia do postaci iloczynowej i poprawnego odczytania rozwiązań.

Znaczenie na sprawdzianie i maturze

W liceum wzór a2−b2=(a−b)(a+b)a^2-b^2=(a-b)(a+b) pojawia się bardzo często w prostych przekształceniach algebraicznych. Trzeba go znać zarówno w wersji ogólnej, jak i w zastosowaniach do liczb, jednomianów i bardziej złożonych wyrażeń.

Najczęstsze typy zadań:

  • rozkładanie wielomianów i prostych wyrażeń na czynniki,
  • sprawdzanie, czy dane wyrażenie da się zapisać jako różnicę kwadratów,
  • upraszczanie obliczeń,
  • rozwiązywanie równań po sprowadzeniu do iloczynu.

W praktyce warto zawsze zadać sobie trzy pytania:

  • czy oba składniki są kwadratami,
  • czy między nimi jest minus,
  • czy przed użyciem wzoru nie trzeba najpierw wyłączyć wspólnego czynnika?

Jeśli odpowiedź na te pytania jest twierdząca, to najczęściej właśnie ten wzór jest najlepszym narzędziem do rozwiązania zadania.

Sprawdzian do druku

Arkusz PDF z kluczem, punktacją i oceną

Sprawdzam sprawdzian…

Znasz kogoś z klasy, komu się przyda? Podziel się zestawem

WhatsApp

Podobne zestawy

Zobacz wszystkie fiszki z matematyki