Bài 2.20 trang 30 SBT Toán 8 Tập 1: Chứng minh rằng giá trị của biểu thức sau không phụ thuộc vào giá trị của biến x.
a) (x + 1)3 – (x – 1)3 – 6x2;
b) (2x – 3)2 + (2x + 3)2 – 2(2x – 3)(2x + 3);
c) (x – 3)(x2 + 3x + 9) – (x + 2)(x2 – 2x + 4).
a) Cách 1:
(x + 1)3 – (x – 1)3 – 6x2
= x3 + 3x2 + 3x + 1 ‒ (x3 ‒ 3x2 + 3x ‒ 1) ‒ 6x2
= x3 + 3x2 + 3x + 1 ‒ x3 + 3x2 ‒ 3x + 1 ‒ 6x2
= (x3 ‒ x3) + (3x2 + 3x2 ‒ 6x2) + (3x ‒ 3x) + 1 + 1
= 2.
Vậy giá trị của biểu thức không phụ thuộc vào giá trị của biến x.
Cách 2:
(x + 1)3 – (x – 1)3 – 6x2
= (x + 1 – x + 1)[(x + 1)2 + (x + 1)(x – 1) + (x – 1)2] – 6x2
= 2(x2 + 2x + 1 + x2 – 1 + x2 – 2x + 1) – 6x2
= 2(3x2 + 1) – 6x2
= 6x2 + 2 – 6x2
= 2.
Vậy giá trị của biểu thức không phụ thuộc vào giá trị của biến x.
b) Cách 1:
(2x – 3)2 + (2x + 3)2 – 2(2x – 3)(2x + 3)
= 4x2 ‒ 12x + 9 + 4x2 + 12x + 9 ‒ 2(4x2 ‒ 9)
= 4x2 ‒ 12x + 9 + 4x2 + 12x + 9 ‒ 8x2 + 18
= (4x2 + 4x2 ‒ 8x2) + (‒12x + 12x) + 9 + 18 = 36.
Vậy giá trị của biểu thức không phụ thuộc vào giá trị của biến x.
Cách 2:
(2x – 3)2 + (2x + 3)2 – 2(2x – 3)(2x + 3)
= (2x – 3)2 – 2.(2x – 3).(2x + 3) + (2x + 3)2
= [2x – 3 – (2x + 3)]2
= (2x – 3 – 2x – 3)2
= (–6)2 = 36.
Vậy giá trị của biểu thức không phụ thuộc vào giá trị của biến x.
c) (x – 3)(x2 + 3x + 9) – (x + 2)(x2 – 2x + 4)
= (x – 3)(x2 + 3x + 32) – (x + 2)(x2 – 2x + 22)
= x3 ‒ 33 ‒ (x3 + 23)
= x3 ‒ 27 ‒ x3 ‒ 8
= (x3 ‒ x3) ‒ 27 ‒ 8 = ‒35.
Vậy giá trị của biểu thức không phụ thuộc vào giá trị của biến x.
Xem thêm các bài giải Toán lớp 8 sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 8: Tổng và hiệu hai lập phương