Алгебра Формулы понижения степени Линейные уравнения Разложение выражений на множители Тригонометрические неравенства Рациональные неравенства Иррациональные неравенства Решите неравенство


Алгебра формулы, уравнения, системы

Разложение выражений на множители

Пример Разложить на множители многочлен 3 x 3  –  x 2  – 3 x  + 1.
Показать решение

Поскольку многочлен третьей степени разлагается в произведение линейного и квадратичного сомножителей, то будем искать многочлены x  –  p и ax 2  +  bx   +  c такие, что справедливо равенство 3 x 3  –  x 2  – 3 x  + 1 = ( x  –  p )( ax 2  +  bx  +  c ) =  ax 3  + ( b  –  ap ) x 2  + ( c  –  bp ) x  –  pc .

Приравнивая коэффициенты при одинаковых степенях в левой и правой частях этого равенства, получаем систему четырёх уравнений для определения четырёх неизвестных коэффициентов: Решая эту систему, получаем: a  = 3,  p  = –1,   b  = 2,  c  = –1.

Итак, многочлен 3 x 3  –  x 2  – 3 x  + 1 разлагается на множители: 3 x 3  –  x 2  – 3 x  + 1 = ( x  – 1)(3 x 2  + 2 x  – 1).

6. Теорема о корнях многочлена

Разложение многочлена на множители иногда удаётся провести, если один из его корней угадан с помощью теоремы о рациональных корнях, доказанной в § 2.1.4. После того, как корень x  = α угадан, многочлен P n  ( x ) представим в виде P n  ( x ) = ( x  – α) ·  P n  – 1  ( x ), где P n  – 1  ( x ) − многочлен степени на 1 меньше, чем P n  ( x ).

Пример 5

Разложить на множители многочлен x 3  – 5 x 2  – 2 x  + 16.

Показать решение

Данный многочлен имеет целые коэффициенты. По следствию теоремы о рациональных корнях (см. § 2.1.4) если целое число является корнем этого многочлена, то оно является делителем числа 16, то есть если у данного многочлена есть целые корни, то это могут быть только числа ±1, ±2, ±4, ±8, ±16.

Проверкой убеждаемся, что число 2 является корнем этого многочлена, то есть x 3  – 5 x 2  – 2 x  + 16 = ( x  – 2) ·  Q  ( x ), где Q  ( x ) − многочлен второй степени. Следовательно, исходный многочлен разлагается на множители, один из которых ( x  – 2).

7. Разложение относительно параметра

Суть этого метода легче всего понять на примере.

Пример 6

Разложить на множители многочлен x 4  – 10 x 2  –  x  + 20.

Показать решение

Преобразуем данный многочлен: x 4  – 10 x 2  –  x  + 20 =  x 4  – 5 · 2 x 2  –  x  + 25 – 5 = 25 – 5(1 + 2 x 2 ) +  x 4  –  x

Рассмотрим теперь многочлен a 2  –  a (1 + 2 x 2 ) +  x 4  –  x , который при a  = 5 совпадает с данным. Полученный многочлен является квадратным, его корни легко найти по теореме Виета: a 2  –  a (1 + 2 x 2 ) +  x 4  –  x  =  a 2  –  a (1 + 2 x 2 ) +  x ( x 3  – 1) =  a 2  –  a (1 + 2 x 2 ) +  x ( x  – 1)( x 2  +  x  + 1). Следовательно, a 1  =  x ( x  – 1),  a 2  =  x 2  +  x  + 1. Значит, исходный многочлен разлагается на множители a 2  –  a (1 + 2 x 2 ) +  x 4  –  x  = ( a  – ( x 2  –  x ))( a  – ( x 2  +  x  + 1)). Вернемся к многочлену, данному в условии задачи, подставив a  = 5. Получим: x 4  – 10 x 2  +  x  + 20 = (5 –  x 2  +  x )(5 –  x 2  –  x  – 1) = ( x 2  –  x  – 5)( x 2  +  x  – 4).


Решение логарифмических неравенств