Задания № 6, 7, 10, 14, 15, 18 · ЕГЭ

Решение задач на преобразование выражений

Как выбрать метод, сохранить ОДЗ и проверить результат
7 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Тождественные преобразования выражений помогают заменить исходное выражение равным ему, но более удобным видом. В экзаменационных задачах важно не только получить ответ, но и выбрать короткую последовательность действий, учесть ОДЗ и проверить, что преобразования не изменили область допустимых значений.

1. Что значит преобразовать выражение

Алгебраическое выражение состоит из чисел, переменных и действий между ними. Его преобразование — это замена одной записи другой с сохранением значения при всех допустимых значениях переменных. Например, раскрытие скобок, приведение подобных слагаемых, разложение на множители и сокращение дроби являются преобразованиями выражения.

D
Тождественные преобразования

Тождественным называется преобразование, при котором два выражения имеют одинаковые значения при всех значениях переменных, для которых оба выражения определены. Запись \(A=B\) означает тождество на общей области определения.

\[(a+b)^2=a^2+2ab+b^2\]
\[a^2-b^2=(a-b)(a+b)\]

Перед началом решения полезно определить цель. Если нужно найти значение, сначала подставляют данные и упрощают. Если требуется доказать равенство, преобразуют одну часть к другой. Если нужно решить уравнение, выражение преобразуют так, чтобы выделить неизвестное, но каждое действие проверяют с учётом допустимых значений.

Как выбрать метод

Сначала посмотрите на структуру выражения: скобки требуют раскрытия или вынесения общего множителя; дроби — общего знаменателя и ОДЗ; корни — выделения квадратов и формул сокращённого умножения; степени — свойств степеней. Не выполняйте действия механически: выбирайте преобразование, которое приближает к цели.

2. ОДЗ и безопасные преобразования

ОДЗ — область допустимых значений переменных, при которых выражение имеет смысл. В школьных задачах ограничения чаще всего появляются из-за знаменателя и выражения под знаком квадратного корня. При составлении ОДЗ нужно учитывать все ограничения одновременно.

T
Основные ограничения

Знаменатель дроби не равен нулю: \(B\ne0\). Для квадратного корня необходимо \(A\ge0\), если корень записан как \(\sqrt{A}\). При делении на выражение, содержащее переменную, это выражение также нельзя приравнивать к нулю.

\[\frac{A}{B}\quad\Longrightarrow\quad B\ne0\]
\[\sqrt{A}\quad\Longrightarrow\quad A\ge0\]

Сокращение дроби допустимо только после указания ограничений. Например, \(\frac{x^2-9}{x-3}=x+3\) при \(x\ne3\), потому что \(x^2-9=(x-3)(x+3)\). Число \(x=3\) нельзя вернуть в область определения после сокращения: исходная дробь при нём не существовала.

!
Частая ошибка

Нельзя сокращать отдельные слагаемые: \(\frac{x+3}{x}\) не превращается в \(\frac{3}{1}\). Сокращают только множители числителя и знаменателя. Также нельзя делить обе части равенства на выражение, которое может быть равно нулю, не рассмотрев отдельный случай.

При возведении обеих частей уравнения в квадрат могут появиться посторонние корни. При умножении уравнения на выражение, которое способно обращаться в ноль, иногда теряются или добавляются решения. Поэтому итог всегда подставляют в исходное уравнение.

Микро-проверка

При каком условии верно равенство \(\frac{x^2-4}{x-2}=x+2\)?

3. Последовательность преобразований

Удобный алгоритм решения экзаменационной задачи можно представить как цепочку из пяти шагов. Он подходит для вычисления значений, упрощения дробно-рациональных выражений и решения простых уравнений.

  1. Прочитайте условие и определите цель: упростить, вычислить, доказать или решить.
  2. Запишите ОДЗ, если есть знаменатели, корни или деление на выражение.
  3. Выберите ведущий приём: раскрытие скобок, группировка, разложение на множители, общий знаменатель, замена переменной или свойства степеней.
  4. Выполняйте преобразования по строкам, сохраняя равенство и не пропуская знаки.
  5. Проверьте ответ подстановкой в исходное выражение или уравнение.

При работе с дробями сначала раскладывают числители и знаменатели на множители, затем находят общие множители. Если знаменатели разные, приводят дроби к общему знаменателю. При сложении нельзя складывать знаменатели: сначала преобразуют дроби, а затем складывают числители.

\[\frac{A}{C}+\frac{B}{C}=\frac{A+B}{C},\quad C\ne0\]

При многочленах часто помогает группировка. Например, в выражении \(ax+ay+bx+by\) объединяют слагаемые попарно: \(a(x+y)+b(x+y)=(a+b)(x+y)\). Если переменная встречается в одинаковой степени, после раскрытия скобок приводят подобные члены и внимательно следят за их знаками.

4. Разобранный пример: дробь и значение выражения

Упростим выражение и найдём его значение при \(x=5\):

\[E=\frac{x^2-25}{x^2-10x+25}+\frac{2}{x-5}\]
№
План решения

В выражении есть два знаменателя, поэтому сначала находим ОДЗ, затем раскладываем многочлены на множители. Не следует подставлять \(x=5\) до проверки: при этом знаменатели могут обратиться в ноль.

1
В знаменателях стоят \(x^2-10x+25\) и \(x-5\). Разложим первый знаменатель и запишем ограничения.
\(\displaystyle x^2-10x+25=(x-5)^2,\qquad x\ne5\)
2
Разложим числитель первой дроби как разность квадратов.
\(\displaystyle x^2-25=(x-5)(x+5)\)
3
Сократим первую дробь, учитывая условие \(x\ne5\).
\(\displaystyle \frac{x^2-25}{x^2-10x+25}=\frac{(x-5)(x+5)}{(x-5)^2}=\frac{x+5}{x-5}\)
4
Приведём вторую дробь к тому же виду знаменателя и сложим.
\(\displaystyle E=\frac{x+5}{x-5}+\frac{2}{x-5}=\frac{x+7}{x-5}\)
5
Подставим \(x=5\) только после проверки ОДЗ.
\(\displaystyle 5\notin\text{ОДЗ},\qquad E(5)\text{ не существует}\)

Полученный результат показывает, что задача с формулировкой «найдите значение при \(x=5\)» не имеет допустимого значения: исходное выражение не определено. Если же в условии было бы указано \(x=7\), то после упрощения получили бы \(E=\frac{7+7}{7-5}=7\).

Главное правило проверки

Число нельзя подставлять в сокращённую форму, если оно не входит в ОДЗ исходного выражения. Упрощённая формула может быть определена в большем наборе точек, чем исходная.

5. Преобразования с корнями, степенями и знаками

В выражениях с корнями сначала проверяют, существуют ли корни, а затем используют свойства только при подходящих условиях. Например, \(\sqrt{a^2}=|a|\), а не всегда \(a\): результат квадратного корня неотрицателен. Это связано со страницами преобразований выражений с радикалами и двойного радикала.

\[\sqrt{a^2}=|a|\]
\[\sqrt{ab}=\sqrt a\cdot\sqrt b,\quad a\ge0,\ b\ge0\]

Для степеней применяют правила \(a^m\cdot a^n=a^{m+n}\) и \(\frac{a^m}{a^n}=a^{m-n}\) при \(a\ne0\). Если показатель дробный, ограничения и смысл выражения нужно проверять особенно внимательно; дополнительные примеры приведены на странице значения выражения с дробными степенями.

Знак результата удобно определять после разложения на множители. Нулевой множитель делает всё произведение нулём, а произведение двух отрицательных множителей положительно. При раскрытии скобок перед отрицательным множителем меняются знаки всех слагаемых внутри скобок.

!
Ещё три типичные ошибки

Нельзя считать, что \(\sqrt{a+b}=\sqrt a+\sqrt b\); это неверно в общем случае. Нельзя забывать модуль в формуле \(\sqrt{a^2}=|a|\). Нельзя менять знак только у первого слагаемого при раскрытии \(-(a-b)\): верно \(-a+b\).

6. Как оформить ответ и выполнить самопроверку

В экзаменационной записи каждая строка должна следовать из предыдущей. Если используется сокращение, желательно видеть разложение на множители; если вводится ограничение, оно должно быть записано до деления или сокращения. В конце укажите ответ в требуемом формате: число, выражение, множество корней или отсутствие допустимого значения.

  • Все знаменатели проверены на ненулевое значение.
  • Подкоренные выражения проверены на неотрицательность.
  • Скобки раскрыты со всеми нужными знаками.
  • Сокращены только множители, а не слагаемые.
  • Итог проверен подстановкой или обратным преобразованием.

Если задача связана с вычислением значения выражения по формуле, сначала выпишите формулу и только затем подставляйте данные. Для задач на зависимость величины от переменной полезно отдельно определить, какие значения переменной допустимы; это продолжает тему зависимости значения выражения от переменной.

Q
Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · ОДЗ
Какое условие нужно записать для выражения \(\frac{3}{x+1}\)?
Главное за минуту

Главное

  • Тождественные преобразования сохраняют значение выражения только на общей области определения.
  • Перед действиями с дробями и корнями записывайте ОДЗ.
  • Выбирайте метод по структуре выражения: формулы, группировка, общий знаменатель или свойства степеней.
  • Сокращайте только множители и не забывайте, что исходное выражение может быть не определено в отдельных точках.
  • После решения проверьте знаки, ОДЗ и подстановку в исходную запись.