3. Вирази зі змінною

Означення. Якщо записи складаються з чисел, знаків дій і букв, замість яких можна підставляти числа, то вони називаються виразами зі змінною. Буква у виразі, замість якої підставляються числа, називається змінною. Змінну можна позначити будь-якою буквою латинського алфавіту. Записи є виразами зі змінними. Якщо замість букви (змінної) підставляти числа, то будуть отримуватись різні числові вирази. Наприклад, розглянемо вираз зі змінною:

Якщо , то маємо числовий вираз

якщо , то числовий вираз буде

Отже, змінна – це знак (символ), який можна заміняти числами. Числа, які можна підставляти замість змінної, називаються значеннями змінної, а множина таких чисел називається областю визначення даного виразу. Можна підставляти замість змінної тільки такі її значення, при яких отримується числовий вираз, який має смисл. Так у вираз не можна підставити замість х число 3, бо числовий вираз не буде мати смислу. Тобто областю визначення даного виразу є множина .

В початковій школі для позначення змінної використовують крім букв також і знак . Наприклад, пишуть 4 +  = 9.

В математиці розглядають вирази, які містять одну, дві, три і т.д. змінні. Наприклад: тощо.

Отже, числові вирази утворюються з чисел, знаків дій та дужок, а у виразах зі змінними є ще і букви. Числові вирази, вирази зі змінною – це математичні слова, з яких утворюються математичні речення.

4. Тотожні перетворення виразів

Якщо взяти два вирази 3(2х – 5) та (6х – 15), то при різних значеннях змінної х з множини значень R відповідні значення даних виразів будуть рівні. Наприклад:

х	3(2х – 5)	6х – 15
2	-3	-3
5	15	15
0	-15	-15
0,5	-12	-12

Можна показати, що при будь-яких значеннях х з множини R відповідні значення виразів рівні. Застосуємо розподільний закон множення відносно додавання та розкриємо дужки: 3(2х – 5) = 6х – 5, тобто бачимо, що перший вираз зводиться до другого. В таких випадках кажуть, що вирази тотожно рівні на множині дійсних чисел.

Означення. Два вирази називаються тотожно рівними, якщо при будь-яких значеннях змінної з області визначення виразів їх відповідні значення рівні.

Рівність, яка правильна при будь-яких значеннях змінної, називається тотожністю.

Тотожностями є всі правильні числові рівності. Прикладами тотожностей є закони додавання, множення, правила віднімання, ділення: тощо. Тотожностями є правила дій з нулем і одиницею: тощо. Прикладами тотожностей є відомі формули скороченого множення: тощо.

Означення. Тотожними перетвореннями виразів називається послідовний перехід від одного виразу до іншого, що тотожно дорівнює йому.

Прикладами тотожних перетворень є:

а) розклад многочлена на множники різними способами – це винесення за дужки спільного множника, яке здійснюється на основі розподільного закону множення відносно додавання; групування, яке здійснюється на основі переставного і сполучного законів додавання; застосування формул скороченого множення тощо;

б) зведення подібних;

в) виконання дій з дробами; скорочення дробів або зведення дробів до спільного знаменника тощо.

В початковій школі виконують тотожні перетворення тільки числових виразів. Їх теоретичною основою є застосування законів множення, додавання, різних правил: додавання суми до числа чи числа до суми; віднімання суми від числа чи числа від суми та інших.

Наприклад.