恆等式是什麼意思

在數學中,恆等式(identity)是指一個永遠成立的等式,即在所有適用的範圍內,等式兩邊的值總是相等的。恆等式通常用於描述某種數學結構的性質,或者用於簡化計算。

例如,在算術中,有一些基本的恆等式,如:

  1. 加法恆等式:a + 0 = a
  2. 乘法恆等式:a * 1 = a
  3. 減法恆等式(雖然減去一個數等於加上這個數的相反數,但減法本身並不是一個恆等式,因為減法操作並不是恆等映射):a - 0 = a
  4. 除法恆等式(對於不為零的除數):a * b = a 且 b ≠ 0

在代數中,有名的恆等式如:

  1. 平方差恆等式:(a - b)(a + b) = a^2 - b^2
  2. 完全平方恆等式:(a ± b)^2 = a^2 ± 2ab + b^2
  3. 三角函數恆等式:sin^2(θ) + cos^2(θ) = 1

在幾何學中,也有幾何恆等式,它們描述了幾何圖形的大小和形狀關係。

恆等式與方程不同,方程可能只有在特定的條件下才成立。例如,方程 2x = 4 在 x = 2 時成立,但在其他情況下不成立。而恆等式 2 * 1 = 2 則在所有情況下都成立。