📘 CodingMarble Learn

Merkwaardige producten ontdekken

Een identiteit is een gelijkheid die klopt voor elke waarde van de letters. Met plaatjes kun je het bewijzen: een vierkant met zijde (a + b) valt uiteen in a², ab, ab en b², dus (a + b)² = a² + 2ab + b². Zo vinden we ook (a − b)², a² − b² = (a + b)(a − b), (x + a)(x + b), (a + b + c)² en (a + b)³. Als je ze van rechts naar links leest, kun je ontbinden, snel rekenen en breuken met letters vereenvoudigen.

🎬 Verhaal in stappen

  1. Bouw een groot vierkant met zijde a + b. Je hebt vier stukken nodig: één vierkant a², twee stroken a×b en één vierkant b². Dus (a + b)² = a² + 2ab + b².
  2. Begin nu met a². Haal twee rode stroken van a×b weg. Het kleine hoekje b² is dan twee keer weggehaald, dus leg één b² terug. Er blijft over: (a − b)² = a² − 2ab + b².
  3. Knip het hoekje b² uit a². Schuif het onderste stuk, draai het om en leg het rechts neer. Er ontstaat een rechthoek van (a + b) bij (a − b).
  4. Neem 1 vierkant x², 5 stroken x en 6 eenheidstegels. Leg ze samen tot één rechthoek. De zijden zijn x + 2 en x + 3. Dus x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3).
  5. Nu in 3D: een kubus met ribbe a + b gaat open in 8 blokken. Eén a³, drie a²b, drie ab² en één b³. Een nieuwe identiteit: (a + b)³ = a³ + 3a²b + 3ab² + b³.
  6. Vrij spelen: kies zelf a en b. Het grote vierkant en de vier stukken hebben altijd dezelfde oppervlakte.

Tip: sleep de 3D-scène om hem te draaien. Gebruik twee vingers om te zoomen.

🤔 Veelvoorkomende twijfels, opgehelderd

Waarom staat er een 2ab in (a + b)²?

In het grote vierkant zitten twee rechthoeken van a × b, één aan de zijkant en één erboven. Samen geven ze 2ab.

Waarom tellen we b² weer op bij (a − b)²?

De twee stroken a×b overlappen in het hoekje. Dat hoekje b² is twee keer weggehaald, dus tellen we het één keer weer op.

Hoe kan a² − b² een rechthoek zijn?

Als je b² uit a² knipt, bestaat de L-vorm uit twee stukken. Draai één stuk en leg het opzij: de stukken passen samen tot een rechthoek van (a + b) × (a − b).

Hoe weet ik welke twee getallen ik bij het ontbinden moet gebruiken?

De eenheidstegels vullen een rechthoek in de hoek. De zijden vermenigvuldigd geven de constante (6 = 2 × 3) en de stroken aan de zijkanten samen geven de middelste term (2 + 3 = 5).

Waar komt de 3 in 3a²b vandaan?

De kubus heeft drie platen van a × a × b, één in elke richting. Dus 3a²b. Hetzelfde geldt voor 3ab².

Geldt een identiteit alleen voor deze getallen?

Nee. Verander a en b bij het vrij spelen: de twee oppervlaktes zijn elke keer gelijk. Dat betekent identiteit.

Wat is een identiteit?

Een vergelijking zoals 2x + 1 = 7 klopt alleen voor x = 3. Een identiteit klopt voor elke waarde. Voorbeeld: (x + 1)² = x² + 2x + 1. Probeer x = 5: 36 = 25 + 10 + 1. ✓

Om een identiteit te testen, vul je een willekeurig getal in aan beide kanten. Om hem te bewijzen, werk je hem uit of teken je hem.

Identiteiten zien als oppervlakte

Oppervlakte van een rechthoek = lengte × breedte. Een product van twee haakjes is dus een oppervlakte.

Ontbinden met identiteiten en algebrategels

Ontbinden betekent een uitdrukking schrijven als een product. Lees de identiteit van rechts naar links.

Algebrategels: neem één groot vierkant voor x², een strook voor elke x en een klein vierkantje voor elke 1. Leg x² in een hoek, de stroken langs twee zijden en vul de hoek met eenheden. Vormen ze een mooie rechthoek, dan zijn de zijden de factoren.

Nieuwe identiteiten vinden

We kunnen nieuwe identiteiten maken uit oude of uit vormen.

Controleer een nieuwe identiteit altijd met getallen, bijvoorbeeld a = 2, b = 1.

Breuken met letters vereenvoudigen

Een algebraïsche breuk (rationale uitdrukking) is een veelterm gedeeld door een andere, zoals (x² − 9)/(x + 3). Om te vereenvoudigen ontbind je de teller en de noemer en schrap je de gemeenschappelijke factoren.

(x² − 9)/(x + 3) = (x + 3)(x − 3)/(x + 3) = x − 3, voor x ≠ −3.

Onthoud: schrap alleen hele factoren, nooit losse termen. En de waarde waarvoor de noemer nul wordt, is niet toegestaan.

Probeer het zelf: een practicum

Knip papier: één vierkant van 7 cm (a²), twee stroken van 7 cm × 3 cm (ab) en één vierkant van 3 cm (b²). Leg ze samen tot één groot vierkant. Meet de zijde: 10 cm. Controleer 10² = 49 + 42 + 9 = 100. Knip daarna 12 eenheidsvierkantjes en stroken en ontbind zelf x² + 7x + 12.

Tips voor het examen

Vaak gestelde vragen: werk uit met een identiteit; bereken 99³ of 104 × 96 zonder rechtstreeks te vermenigvuldigen; ontbind x³ + 27 of 8a³ − 27b³; gebruik a + b + c = 0; bewijs een identiteit met een figuur; vereenvoudig een algebraïsche breuk.

Belangrijke formules en begrippen

Uitgewerkte voorbeelden

1. Werk (2x + 3)² uit.

(2x)² + 2(2x)(3) + 3² = 4x² + 12x + 9.

2. Bereken 98² zonder lang vermenigvuldigen.

(100 − 2)² = 10000 − 400 + 4 = 9604.

3. Bereken 104 × 96.

(100 + 4)(100 − 4) = 100² − 4² = 10000 − 16 = 9984.

4. Ontbind x² + 5x + 6 met tegels.

1 x², 5 stroken, 6 eenheden. De rechthoek heeft zijden x + 2 en x + 3. Controle: 2 + 3 = 5, 2 × 3 = 6. Dus (x + 2)(x + 3).

5. Werk (a + 2b − c)² uit.

a² + 4b² + c² + 2(a)(2b) + 2(2b)(−c) + 2(−c)(a) = a² + 4b² + c² + 4ab − 4bc − 2ca.

6. Ontbind 8x³ + 27.

(2x)³ + 3³ = (2x + 3)(4x² − 6x + 9).

7. Als a + b + c = 0, bereken a³ + b³ + c³ voor a = 5, b = −2, c = −3.

5 − 2 − 3 = 0, dus a³ + b³ + c³ = 3abc = 3 × 5 × (−2) × (−3) = 90. Controle: 125 − 8 − 27 = 90 ✓.

8. Vereenvoudig (x² − 4x + 4)/(x² − 4).

Teller = (x − 2)². Noemer = (x + 2)(x − 2). Schrap (x − 2): (x − 2)/(x + 2), voor x ≠ 2, −2.

Veelgemaakte fouten

Oefentoets

1. (x + 4)² =
2. a² − b² is gelijk aan:
3. x² + 7x + 10 ontbinden geeft:
4. Uit hoeveel blokken bestaat het kubusmodel van (a + b)³?
5. Als a + b + c = 0, dan is a³ + b³ + c³ =

Oefenen: beantwoord deze zelf

Typ of kies je antwoord en druk op Controleer. Gebruik een hint als je vastzit; de volledige uitwerking verschijnt na je antwoord.

Veelgestelde vragen

Wat zijn de belangrijkste merkwaardige producten en identiteiten?

(a ± b)², a² − b², (x + a)(x + b), (a + b + c)², (a ± b)³, a³ ± b³ en a³ + b³ + c³ − 3abc.

Wat is het verschil tussen een identiteit en een vergelijking?

Een vergelijking klopt alleen voor sommige waarden. Een identiteit klopt voor alle waarden van de variabelen.

Hoe gebruik je identiteiten bij het ontbinden?

Lees ze achterstevoren: herken de uitdrukking als de rechterkant van een identiteit en schrijf haar als het product aan de linkerkant.

Waar dit wordt onderwezen

Canada (Ontario)Grade 10Quadratic Relations of the Form y = ax2 + bx + c
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IAlgebraic expressions
RomaniaClasa a VIII-aAlgebraic calculation in ℝ
CBSE (India)Class 9Algebra
England (GCSE, A level)Year 9Algebra
England (GCSE, A level)Year 103.2 Algebra
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 9Expressions and equations (quadratic)
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 10Expressions and equations
Japan中学3年Numbers and expressions
Japan高校1年Numbers and expressions
Japan高校(専門学科)1〜3年Advanced Mathematics I
South Korea중학교 3학년Factorisation and quadratic equations
FranceTroisièmeNumbers and calculations
Russia7 классAlgebraic expressions
Russia7 классAlgebraic expressions
China八年级(初二)Ch.16 Multiplying polynomials
China八年级(初二)Ch.17 Factorisation

Leer eerst

Leer hierna

Verwante lessen

Alle lessen Maths