Элементарная алгебра.
Формулы

        Формулы сокращённого умножения

        \((a+b)^2=a^2+2ab+b^2\)

        \((a-b)^2=a^2-2ab+b^2\)

        \(a^2-b^2=(a-b)(a+b)\)

        \((a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3\)

        \((a-b)^3=a^3-3a^2b+3ab^2-b^3\)

        \(a^3+b^3=(a+b)(a^2-ab+b^2)\)

        \(a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2)\)


        Свойства степеней и корней

$$a^0=1$$

$$a^1=a$$

$$a^2=a\cdot a$$

$$a^{-1}=\frac1a$$

$$a^n=a\cdot a\cdot\dots\cdot a$$

$$a^{n+m}=a^n\cdot a^m$$

$$a^{n-m}=\frac{a^n}{a^m}$$

$$a^{-n}=\frac1{a^n}$$

$$\left(a^n\right)^m=a^{n\cdot m}$$

$$a^{\frac nm}=\sqrt[m]{a^n}=\left(\sqrt[m]a\right)^n$$

$$a^{\frac12}=\sqrt a$$

$$a^{\frac1n}=\sqrt[n]a$$

$$\left(a\cdot b\right)^n=a^n\cdot b^n$$

$$\left(\frac ab\right)^n=\frac{a^n}{b^n}$$

$$\sqrt[m]{a\cdot b}=\sqrt[m]a\cdot\sqrt[m]a$$

$$\sqrt[m]{\frac ab}=\frac{\sqrt[m]a}{\sqrt[m]b}$$


        Свойства логарифмов

$$log_a1=0$$

$$log_aa=1$$

$$log_aa^n=n$$

$$a^{log_ab}=b$$

$$lgb=log_{10}b$$

$$lnb=log_eb$$

$$log_a(bc)=log_ab+log_ac$$

$$log_a\left(\frac bc\right)=log_ab-log_ac$$

$$log_ab^n=nlog_ab$$

$$log_{a^m}b=\frac1mlog_ab$$

$$log_{a^m}b^n=\frac nmlog_ab$$

$$log_ba=\frac1{log_ab}$$

$$log_ab=\frac{log_cb}{log_ca}$$

$$log_ab=\frac{lgb}{lga}$$

$$log_ab=\frac{lnb}{lna}$$



        Арифметическая прогрессия

        Арифметическая прогрессиия — это последовательность чисел, у которой каждый последующий член отличается от предыдущего на одну и ту же величину, называемую разностью прогресии, то есть$$a_2-a_1=d, \quad a_3-a_2=d, \quad \ldots, \quad a_n-a_{n-1}=d,$$или$$a_2=a_1+d, \quad a_3=a_2+d=a_1+2d, \quad \ldots, \quad a_n=a_n+d.$$         Общий \(n\)–член прогрессии определяется формулой$$a_n=a_1+(n-1)d,$$или$$a_n=a_m+(n-m)d.$$        Каждый член арифметической прогрессии равен среднему арифметическому двух соседних членов, то есть$$a_n=\frac{a_{n-1}+a_{n+1}}2.$$         Сумма первых \(n\) членов арифметической прогрессии определяется следующими формулами:$$S_n=\frac{a_1+a_n}2n,$$$$S_n=\frac{2a_1+d(n-1)}2n.$$



        Геометрическая прогрессия

        Геометрическая прогрессиия — это последовательность отличных от нуля чисел, у которой каждый последующий член равен предыдущему, умноженному на одно и то же число, называемое знаменателем геометрической прогрессии, то есть$$b_2=b_1\cdot q, \quad b_3=b_2\cdot q, \quad \ldots, \quad b_n=b_{n-1}\cdot q.$$Тогда$$b_2=b_1q, \quad b_3=b_2q=b_1q^2, \quad b_4=b_3q=b_1q^3, \ldots.$$         Общий \(n\)–член геометрической прогрессии определяется формулой$$b_n=b_1q^{n-1},$$или$$b_n=b_mq^{n-m}.$$        Каждый член геометрической прогрессии равен среднему геометрическому двух соседних членов, то есть$$b_n=\sqrt{b_{n-1}b_{n+1}}.$$         Сумма первых \(n\) членов геометрической прогрессии определяется формулой:$$S_n=\frac{b_1\left(q^n-1\right)}{q-1}.$$         Если \(|q|\lt1\), прогрессия является бесконечно убывающей. Сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии равна $$S=\frac{b_1}{1-q}.$$


        Комбинаторика

        Факториалом целого числа \( n>0 \) называется произведение \(1\cdot2\cdot...\cdot n\). Обозначается факториал символом \(n!\)
Следовательно,$$n!=1\cdot2\cdot...\cdot n.$$При этом \(0!=1\). Таким образом$$0!=1,\quad 1!=1,\quad 2!=1\cdot2=2,\quad 3!=1\cdot2\cdot3=6.\quad $$ $$ (n+1)!=n!\cdot(n+1).$$        Факториал равен числу перестановок \(n\) объектов или символов. Например, 3 буквы А, Б, В можно переставить 3!=6 способами:$$АБВ, \quad АВБ, \quad БАВ, \quad БВА, \quad ВАБ, \quad ВБА.$$Легко убедится, что других перестановок не существует.

        Число сочетаний$$C^k_n=\binom{n}{k}={n!\over{k!\cdot(n-k)!}}$$        Числа сочетаний называют также биноминальными коэффициентами так как они входят в бином НЬютона $$(a+b)^n=\sum_{k=0}^n {C^k_n\cdot a^k\cdot b^{n-k}}.$$ Например, $$(a+b)^1=a+b,$$ $$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2,$$ $$(a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3,$$ $$(a+b)^4=a^4+4a^3b+6a^2b^2+4ab^3+b^4.$$ В частности, при \(a=b=1\) получим

$$\sum_{k=0}^n {C^k_n}=2^n,$$

а при \(a=-1\) и \(b=1\) получим

$$\sum_{k=0}^n{(-1)^k\cdot C^k_n}=0.$$

        Действительно, $$ 2^n=(1+1)^n=\sum_{k=0}^n {C^k_n\cdot 1^k\cdot 1^{n-k}}=\sum_{k=0}^n {C^k_n}$$ и $$0=(-1+1)^n=\sum_{k=0}^n {C^k_n\cdot (-1)^k\cdot 1^{n-k}}=\sum_{k=0}^n {C^k_n\cdot (-1)^k\cdot 1}=\sum_{k=0}^n {(-1)^k \cdot C^k_n}.$$