Докажите тождество Диофанта (III в.):
1) Раскроем скобки в левой части:
2) Раскроем скобки в правой части:
3) Сравним результаты:
Тождество доказано.
Для доказательства тождества часто используют метод преобразования обеих частей выражения к одному и тому же виду. Если после раскрытия всех скобок и приведения подобных слагаемых левая и правая части совпали, тождество считается доказанным.
Нам нужно перемножить два многочлена: и . По правилу умножения многочленов, умножаем каждый член первой скобки на каждый член второй скобки:
Записываем результат целиком: . Дальнейшее упрощение здесь невозможно.
Правая часть состоит из суммы двух квадратов двучленов: и . Применяем формулы сокращенного умножения:
1. Раскрываем первый квадрат суммы:
2. Раскрываем второй квадрат разности:
Складываем полученные выражения: .
Заметим, что средние члены и являются противоположными. При их сложении мы получаем ноль (они взаимно уничтожаются).
Остается выражение: .
Сравним результат из Шага 1 и Шага 3. После перестановки слагаемых в Шаге 3 мы видим, что буквенный состав обеих частей тождества абсолютно идентичен.
Следовательно, равенство является тождеством. Доказано.