Chào em, một bài tập rất hay để ôn lại các hằng đẳng thức đáng nhớ mà chúng ta đã học ở lớp 8 và 9!
Để biến đổi biểu thức , chúng ta sẽ sử dụng phương pháp khai triển từ từ, áp dụng các hằng đẳng thức đã biết.
Phương pháp áp dụng:
Chúng ta sẽ sử dụng hai hằng đẳng thức cơ bản mà em đã được học:
- Bình phương của một hiệu:
- Bình phương của một tổng ba hạng tử: . (Hoặc có thể nhóm các hạng tử lại để chỉ dùng hằng đẳng thức của hai hạng tử).
Lý do chọn phương pháp này là vì lũy thừa bậc 4 có thể được viết thành lũy thừa bậc 2 của lũy thừa bậc 2, tức là . Điều này giúp chúng ta sử dụng các hằng đẳng thức đã học mà không cần dùng đến khai triển nhị thức Newton cho bậc 4, vốn thường được học ở các lớp cao hơn.
Bây giờ chúng ta cùng biến đổi nhé:
Lời giải chi tiết:
Ta có biểu thức cần biến đổi là:
Bước 1: Chuyển đổi lũy thừa bậc 4 về dạng bình phương của một bình phương.
Để dễ dàng áp dụng hằng đẳng thức, chúng ta viết thành .
Điều này dựa trên quy tắc lũy thừa . Ở đây, và .
Bước 2: Khai triển bình phương bên trong.
Áp dụng hằng đẳng thức bình phương của một hiệu với và :
Bước 3: Thay kết quả vào biểu thức ban đầu và tiếp tục khai triển.
Bây giờ chúng ta có:
Đây là dạng bình phương của một tổng ba hạng tử. Chúng ta có thể coi , , và .
Áp dụng hằng đẳng thức :
Bước 4: Tính toán và rút gọn từng hạng tử.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Bước 5: Cộng các hạng tử lại và rút gọn các hạng tử đồng dạng.
Ghép các kết quả từ Bước 4 lại:
Sắp xếp lại theo thứ tự bậc của giảm dần và tăng dần, đồng thời nhóm các hạng tử đồng dạng:
Vậy, biểu thức được biến đổi thành:
Đây chính là dạng biến đổi cuối cùng của biểu thức. Các hệ số 1, -4, 6, -4, 1 là các hệ số trong khai triển nhị thức Newton (Pascal’s Triangle) bậc 4, nhưng chúng ta đã hoàn toàn sử dụng kiến thức về hằng đẳng thức lớp 8 và 9 để thực hiện.
Chúc em học tốt!