Подстановка значения в выражение
Подстановка значения в выражение — это замена букв известными числами с последующим вычислением. Навык нужен, чтобы без ошибок находить значение буквенного выражения, в том числе в заданиях ЕГЭ-1, ЕГЭ-3 и ЕГЭ-6.
Что означает подстановка
Буквенное выражение состоит из чисел, букв, знаков арифметических действий и скобок. Буквы обозначают переменные — величины, которые могут принимать разные значения. Если значения переменных заданы, выражение превращается в числовое, и его можно вычислить.
Подстановка — это замена каждой переменной в выражении указанным числом. Если переменная отрицательная или дробная, её значение обычно заключают в скобки.
Например, пусть \(a=4\), \(b=-3\). Тогда в выражении \(2a-b^2\) нужно заменить \(a\) на \(4\), а \(b\) на \(-3\): \(2\cdot4-(-3)^2\). После подстановки выполняют обычные арифметические действия.
Чтобы найти значение выражения, нужно заменить все входящие в него переменные их заданными значениями, расставить скобки при необходимости и выполнить действия в правильном порядке.
При работе с выражениями полезно понимать их строение. Повторить основные виды таких записей можно на странице алгебраическое выражение, а общий смысл результата — на странице значение выражения.
Алгоритм вычисления
- Запишите выражение и отдельно выпишите заданные значения переменных.
- Замените каждую букву соответствующим числом. Отрицательные и дробные значения заключайте в скобки.
- Проверьте, что не пропущены множители, степени, знаки минус и скобки.
- Вычислите значение по порядку действий: скобки, степени и корни, умножение и деление, сложение и вычитание.
- Проверьте знак и разумность полученного ответа.
Запись \(-x^2\) означает противоположное число к \(x^2\), а запись \((-x)^2\) — квадрат числа \(-x\). При подстановке всегда сохраняйте исходные скобки: \(-b^2\) превращается в \(-(-3)^2\), а не в \((-(-3))^2\).
Если переменная стоит в знаменателе, сначала убедитесь, что знаменатель не равен нулю. Если используется корень, подкоренное выражение должно иметь допустимое значение в рассматриваемой области. При вычислении степеней и корней пригодятся страницы корень как степень, отрицательная степень и нулевая степень.
Если \(x=-2\), чему равно выражение \(-x^2\)?
Разобранный пример
Найдём значение выражения \(\frac{3a^2-2ab}{a-b}\) при \(a=-2\) и \(b=5\). Важно заменить обе переменные во всех местах, включая знаменатель.
Значение выражения равно \(-\frac{32}{7}\). Знаменатель не равен нулю: \(a-b=-7\), поэтому выражение определено.
Иногда после подстановки дробь удобно сократить. Сокращать можно только общий множитель числителя и знаменателя, а не отдельные слагаемые. Если выражение содержит несколько действий, не следует округлять промежуточные результаты: это может изменить точный ответ.
Особые случаи и проверка ответа
При подстановке встречаются несколько типичных ситуаций.
| Ситуация | Правильная запись | Что проверить |
|---|---|---|
| Отрицательная переменная | \(a+(-5)\) | Знак и скобки |
| Степень отрицательного числа | \((-3)^2\) | Степень относится ко всему числу |
| Переменная в знаменателе | \(\frac{1}{x-2}\) | Знаменатель не равен нулю |
| Дробное значение | \(\left(\frac{2}{3}\right)^2\) | В скобки входит вся дробь |
| Произведение числа и буквы | \(4x\) | Это \(4\cdot x\), а не число \(4\) и буква отдельно |
1. Забыли заменить одну букву. Проверьте выражение по символам. 2. Потеряли минус: \(a=-4\) нельзя записывать просто как \(4\). 3. Неверно поняли степень: \(-4^2=-16\), но \((-4)^2=16\). 4. Нарушили порядок действий. Сначала степени и умножение, затем сложение. 5. Сократили слагаемые: в дроби \(\frac{a+b}{a}\) нельзя «сократить» \(a\) в сумме. 6. Не проверили допустимость: деление на ноль невозможно, а квадратный корень из отрицательного числа не является действительным числом.
После получения ответа спросите себя: все ли буквы заменены, сохранены ли скобки у отрицательных чисел, выполнены ли действия по порядку, допустимы ли знаменатели и корни?
Если требуется сравнить два полученных значения, сначала вычислите каждое отдельно, а затем сравните результаты. Для этого полезна страница сравнение выражений. Если в выражении встречаются делители или разложение числа на простые множители, применяйте соответствующие признаки и формулы только после корректной подстановки.
Стратегия решения на экзамене
В заданиях базового уровня выражение часто выглядит коротким, но ошибка в одном знаке меняет ответ. Записывайте хотя бы одну строку с подстановкой: она помогает увидеть, какое действие выполняется и где находится отрицательное число. Длинное выражение удобно разбить на части: отдельно вычислить степени, отдельно произведения, затем собрать числитель и знаменатель.
- Переписать выражение без изменения структуры.
- Подставить все значения, используя скобки.
- Выполнить действия по порядку.
- Сократить дробь, если это возможно.
- Сверить знак и формат ответа с условием.
Проверь себя
Главное
- Подстановка заменяет каждую переменную заданным числом.
- Отрицательные и дробные значения заключают в скобки.
- После подстановки соблюдают порядок действий.
- Особенно внимательно проверяют степени, знаки, знаменатели и корни.
- Надёжная запись решения: исходное выражение → выражение после подстановки → вычисления → ответ.