Преподаватель математики и информатики. Кафедра бизнес-информатики Российского университета транспорта
Для того, чтобы разложить на множители, необходимо упрощать выражения. Это необходимо для того, чтобы можно было в дальнейшем сократить. Разложение многочлена имеет смысл тогда, когда его степень не ниже второй. Многочлен с первой степенью называют линейным.
Статья раскроет все понятия разложения, теоретические основы и способы разложений многочлена на множители.
Теория
Основная теорема алгебры
Теорема Безу
После того, как произвели деление многочлена вида на , тогда получаем остаток, который равен многочлену в точке , тогда получим
, где является многочленом со степенью .
Следствие из теоремы Безу
Когда корень многочлена считается , тогда . Данное следствие является достаточным при употреблении для описания решения.
Разложение на множители квадратного трехчлена
Квадратный трехчлен вида можно разложить на линейные множители. тогда получим, что , где и - это корни (комплексные или действительные).
Отсюда видно, что само разложение сводится к решению квадратного уравнения впоследствии.
Способы разложения на множители многочлена степени выше второй
При разложении предполагается универсальный метод. Большинство всех случаев основано на следствии из теоремы Безу. Для этого необходимо подбирать значение корня и понизить его степень при помощи деления на многочлена на делением на . Полученный многочлен нуждается в нахождении корня , причем процесс поиска цикличен до тех пор, пока не получим полное разложение.
Если корень не нашли, тогда применяются другие способы разложения на множители: группировка, дополнительные слагаемые. Данная тема полагает решение уравнений с высшими степенями и целыми коэффициентами.
Вынесение общего множителя за скобки
Рассмотрим случай, когда свободный член равняется нулю, тогда вид многочлена становится как .
Видно, что корень такого многочлена будет равняться , тогда можно представить многочлен в виде выражения
Данный способ считается вынесением общего множителя за скобки.
Разложение на множители многочлена с рациональными корнями
Для начала примем за рассмотрение способ разложения, содержащий целые коэффициенты вида , где коэффициента при старшей степени равняется .
Когда многочлен имеет целые корни, тогда их считают делителями свободного члена.
Пример 6
Произвести разложение выражения .
Решение
Рассмотрим, имеются ли целые корни. Необходимо выписать делители числа . Получим, что . Отсюда следует, что данный многочлен имеет целые корни. Можно провести проверку по схеме Горнера. Она очень удобная и позволяет быстро получить коэффициенты разложения многочлена:
Коэффициенты многочленов
Отсюда следует, что и – это корни исходного многочлена, который можно представить как произведение вида:
Переходим к разложению квадратного трехчлена вида .
Так как дискриминант получаем отрицательный, значит, действительных корней нет.
Ответ:
Замечание
Допускается использование подбором корня и деление многочлена на многочлен вместо схемы Горнера. Перейдем к рассмотрению разложения многочлена, содержащим целые коэффициенты вида , старший из которых на равняется единице.
Этот случай имеет место быть для дробно-рациональных дробей.
Искусственные приемы при разложении многочлена на множители
Рациональные корни не присущи всем многочленам. Для этого необходимо пользоваться специальными способами для нахождения множителей. Но не все многочлены можно разложить или представить в виде произведения.
Способ группировки
Бывают случаи, когда можно сгруппировывать слагаемые многочлена для нахождения общего множителя и вынесения его за скобки.
Использование формул сокращенного умножения и бинома Ньютона для разложения многочлена на множители
Внешний вид зачастую не всегда дает понять, каким способом необходимо воспользоваться при разложении. После того, как были произведены преобразования, можно выстроить строчку, состоящую из треугольника Паскаля, иначе их называют биномом Ньютона.
Способ замены переменной при разложении многочлена на множители
При замене переменной производится понижение степени и разложение многочлена на множители.