اتحاد در ریاضیات (به انگلیسی : Factorization ) ، یک گزارۀ همواره صادق است که معمولاً برای سادهسازی فعالیتهای جبری در ریاضی بهکار میرود. به عبارتی بهتر؛ معادلهای که به ازای هر عدد حقیقی برقرار باشد اتحاد نامیده میشود.[۱]
تجزیه عبارت است از شکستن یک عبارت (عدد ، چندجملهای یا ماتریس ) بهصورت مضربی از عبارات دیگر، بهصورتی که حاصلضرب آنها عبارت اصلی را نتیجه بدهد. مثلاً عدد ۱۵ به دو عدد اول ۵ و ۳ تجزیه میشود و چندجملهای x ۲ − ۴ به (x − ۲)(x + ۲).
(برای مثال در این تجزیه از اتحاد مزدوج استفاده شدهاست) نتیجهٔ یک تجزیه همیشه حاصلضربی از عبارات سادهتر است، و تجزیه یک چندجملهای همواره یکتاست. هرچند از راههای مختلفی میتوان تجزیه را انجام داد.
سادهسازی محاسبات اعدادی مانند۱۰۱۲
تجزیۀ عبارات گویا که خود در ب. م. مگیری و ک. م. مگیری کاربرد دارد.
تجزیۀ عبارات گویا که برای حل معادلات درجۀ دو و سه و بیشتر کاربرد دارد.
بهدست آوردن جواب معادلات درجهٔ دو
اتحادها بسیار زیاد هستند، اما چند اتحاد اصلی که پایهٔ اتحادهای دیگر هستند از این قرارند:
بسط دوجملهای
معادل هندسی بسط دوجملهای، تا توان چهار. به عنوان مثال، مساحت مربعی به ضلع a+b برابر مجموع مساحت یک مربع به ضلع a، دو مستطیل به طول a و عرض b، و یک مربع به ضلع b است:
(
a
+
b
)
2
=
b
2
+
2
a
b
+
a
2
{\displaystyle (a+b)^{2}=b^{2}+2ab+a^{2}\,}
.
مربع دو جملهای (اتحاد اول و اتحاد دوم)
مربع مجموع دو جملهای
(
a
+
b
)
2
=
a
2
+
2
a
b
+
b
2
{\displaystyle (a+b)^{2}=a^{2}+2ab+b^{2}\,\!}
مربع تفاضل دو جملهای
(
a
−
b
)
2
=
a
2
−
2
a
b
+
b
2
{\displaystyle (a-b)^{2}=a^{2}-2ab+b^{2}\,\!}
مکعب دو جمله ای
(
a
+
b
)
3
=
a
3
+
3
a
2
b
+
3
a
b
2
+
b
3
{\displaystyle (a+b)^{3}=a^{3}+3a^{2}b+3ab^{2}+b^{3}\,\!}
(
a
−
b
)
3
=
a
3
−
3
a
2
b
+
3
a
b
2
−
b
3
{\displaystyle (a-b)^{3}=a^{3}-3a^{2}b+3ab^{2}-b^{3}\,\!}
اتّحاد مربع سه جملهای
(
a
+
b
+
c
)
2
=
a
2
+
b
2
+
c
2
+
2
a
b
+
2
a
c
+
2
b
c
{\displaystyle (a+b+c)^{2}=a^{2}+b^{2}+c^{2}+2ab+2ac+2bc\,\!}
نکته: اتحاد مربع سه جملهای برخلاف اتحادهای مربع دو جملهای و مکعب دو جملهای، برای تفریق کاربرد ندارد .
اتّحاد مزدوج:
(
a
−
b
)
(
a
+
b
)
=
a
2
−
b
2
{\displaystyle (a-b)(a+b)=a^{2}-b^{2}\,\!}
کاربرد اتحاد مزدوج در تجزیه عبارت های جبری:
اتّحاد مزدوج برای تجزیه کردن عبارت های جبری که بهصورت دو جمله ی مربع کامل هستند،استفاده می شود.
نکته ۱:اتّحاد مزدوج برای تجزیه عبارت های جبری که بهصورت مجموع دو جمله ی مربع کامل هستند،کاربرد ندارد.
نکته ۲:اتّحاد مزدوج برای تجزیه عبارت های جبری که ۳ جمله دارند،استفاده نمی شود.
اتحاد جمله مشترک
(
x
+
a
)
(
x
+
b
)
=
x
2
+
(
a
+
b
)
x
+
a
b
{\displaystyle (x+a)(x+b)=x^{2}+(a+b)x+ab\,\!}
(
x
+
a
)
(
x
−
b
)
=
x
2
+
(
a
−
b
)
x
−
a
b
{\displaystyle (x+a)(x-b)=x^{2}+(a-b)x-ab\,\!}
مجموع و تفاضل مکعبات دوجمله (اتحاد چاق و لاغر یا فیل و فنجان)
a
3
+
b
3
=
(
a
+
b
)
(
a
2
−
a
b
+
b
2
)
,
{\displaystyle a^{3}+b^{3}=(a+b)(a^{2}-ab+b^{2}),\,\!}
a
3
−
b
3
=
(
a
−
b
)
(
a
2
+
a
b
+
b
2
)
.
{\displaystyle a^{3}-b^{3}=(a-b)(a^{2}+ab+b^{2}).\,\!}
اتحاد اویلر
(
a
+
b
+
c
)
(
a
2
+
b
2
+
c
2
−
a
b
−
a
c
−
b
c
)
=
a
3
+
b
3
+
c
3
−
3
a
b
c
{\displaystyle (a+b+c)(a^{2}+b^{2}+c^{2}-ab-ac-bc)=a^{3}+b^{3}+c^{3}-3abc}
اتحاد لاگرانژ
(
a
2
+
b
2
)
(
x
2
+
y
2
)
=
(
a
x
−
b
y
)
2
+
(
a
y
+
b
x
)
2
{\displaystyle (a^{2}+b^{2})(x^{2}+y^{2})=(ax-by)^{2}+(ay+bx)^{2}\,\!}
بسط چندجملهای نیوتن
(
a
+
b
)
n
=
(
n
0
)
a
n
b
0
+
(
n
1
)
a
n
−
1
b
1
+
⋯
+
(
n
n
)
a
0
b
n
{\displaystyle (a+b)^{n}={\binom {n}{0}}a^{n}b^{0}+{\binom {n}{1}}a^{n-1}b^{1}+\dots +{\binom {n}{n}}a^{0}b^{n}}
[۲]
حساب دیفرانسیل و انتگرال با هندسهٔ تحلیلی نوشتهٔ لویی لیت هولد
فصل سوم پایه دهم دبیرستان رشته تجربی