Dalam pelajaran ini, kita akan mengingat semua metode pemfaktoran polinomial yang telah dipelajari sebelumnya dan mempertimbangkan contoh penerapannya, selain itu, kita akan mempelajari metode baru- metode mengidentifikasi persegi lengkap dan mempelajari cara menerapkannya dalam memecahkan berbagai masalah.
Subjek:Memfaktorkan polinomial
Pelajaran:Memfaktorkan polinomial. Metode untuk memilih persegi lengkap. Kombinasi metode
Mari kita mengingat kembali metode dasar memfaktorkan polinomial yang telah dipelajari sebelumnya:
Metode mengeluarkan faktor persekutuan di luar tanda kurung, yaitu faktor yang ada di semua suku polinomial. Mari kita lihat sebuah contoh:
Ingatlah bahwa monomial adalah hasil kali pangkat dan angka. Dalam contoh kita, kedua istilah tersebut memiliki beberapa elemen yang sama dan identik.
Jadi, mari kita keluarkan faktor persekutuannya dari tanda kurung:
;
Izinkan kami mengingatkan Anda bahwa dengan mengalikan faktor yang diambil dengan tanda kurung, Anda dapat memeriksa kebenaran faktor yang dikeluarkan.
Metode pengelompokan. Tidak selalu mungkin untuk mengekstrak faktor persekutuan dalam suatu polinomial. Dalam hal ini, Anda perlu membagi anggotanya ke dalam kelompok-kelompok sedemikian rupa sehingga di setiap kelompok Anda dapat mengambil faktor persekutuan dan mencoba memecahnya sehingga setelah mengambil faktor-faktor dalam kelompok, muncul faktor persekutuan di kelompok tersebut. seluruh ekspresi, dan Anda dapat melanjutkan dekomposisi. Mari kita lihat sebuah contoh:
Mari kita kelompokkan suku pertama dengan suku keempat, suku kedua dengan suku kelima, dan suku ketiga dengan suku keenam:
Mari kita keluarkan faktor persekutuan dalam kelompok tersebut:
Ekspresi tersebut sekarang memiliki faktor yang sama. Mari kita keluarkan:
Penerapan rumus perkalian yang disingkat. Mari kita lihat sebuah contoh:
;
Mari kita tuliskan ekspresi secara detail:
Jelasnya, kita mempunyai rumus untuk selisih kuadrat, karena ini adalah jumlah kuadrat dari dua ekspresi dan hasil kali gandanya dikurangi darinya. Mari kita gunakan rumus:
Hari ini kita akan mempelajari metode lain - metode memilih persegi lengkap. Hal ini didasarkan pada rumus kuadrat jumlah dan kuadrat selisih. Mari kita ingatkan mereka:
Rumus kuadrat jumlah (selisih);
Keunikan rumus ini adalah rumus tersebut memuat kuadrat dari dua ekspresi dan hasil kali gandanya. Mari kita lihat sebuah contoh:
Mari kita tuliskan ungkapannya:
Jadi ekspresi pertama adalah , dan ekspresi kedua adalah .
Untuk membuat rumus kuadrat suatu jumlah atau selisih, dua kali hasil kali ekspresi saja tidak cukup. Perlu ditambah dan dikurangi:
Mari kita selesaikan kuadrat jumlahnya:
Mari kita ubah ekspresi yang dihasilkan:
Mari kita terapkan rumus selisih kuadrat, ingat bahwa selisih kuadrat dari dua ekspresi adalah hasil kali dan jumlah selisihnya:
Jadi, metode ini Pertama-tama, kita perlu mengidentifikasi ekspresi a dan b yang dikuadratkan, yaitu menentukan ekspresi mana yang dikuadratkan dalam contoh ini. Setelah ini, Anda perlu memeriksa keberadaan produk ganda dan jika tidak ada, maka tambahkan dan kurangi, ini tidak akan mengubah arti dari contoh, tetapi polinomial dapat difaktorkan menggunakan rumus kuadrat dari jumlah atau selisih dan selisih kuadrat, jika memungkinkan.
Mari beralih ke penyelesaian contoh.
Contoh 1 - faktorkan:
Mari kita cari ekspresi yang dikuadratkan:
Mari kita tuliskan apa yang seharusnya menjadi hasil kali gandanya:
Mari kita tambahkan dan kurangi hasil kali dua kali lipat:
Mari kita selesaikan kuadrat jumlahnya dan berikan yang serupa:
Mari kita tuliskan menggunakan rumus selisih kuadrat:
Contoh 2 - selesaikan persamaannya:
;
Di sisi kiri persamaan adalah trinomial. Anda perlu memfaktorkannya menjadi beberapa faktor. Kami menggunakan rumus selisih kuadrat:
Kita mempunyai kuadrat dari ekspresi pertama dan hasil kali gandanya, kuadrat dari ekspresi kedua tidak ada, mari kita tambahkan dan kurangi:
Mari kita lipat persegi lengkap dan berikan suku serupa:
Mari kita terapkan rumus selisih kuadrat:
Jadi kita punya persamaannya
Kita tahu bahwa suatu produk sama dengan nol hanya jika setidaknya salah satu faktornya sama dengan nol. Mari kita buat persamaan berikut berdasarkan ini:
Mari selesaikan persamaan pertama:
Mari selesaikan persamaan kedua:
Jawaban: atau
;
Kami melanjutkan dengan cara yang sama seperti contoh sebelumnya - pilih kuadrat selisihnya.
x menelepon
1.2.3. Menggunakan identitas perkalian yang disingkat
Contoh. Faktorkan x 4 16.
x 4 16x 2 2 42 x 2 4x 2 4x 2x 2x 2 4 .
1.2.4. Memfaktorkan polinomial menggunakan akar-akarnya
Dalil. Misalkan polinomial P x mempunyai akar x 1 . Maka polinomial tersebut dapat difaktorkan sebagai berikut: P x x x 1 S x , dimana S x adalah suatu polinomial yang derajatnya kurang satu
nilai secara bergantian ke dalam ekspresi untuk P x. Kita peroleh bahwa ketika x 2 kamu-
ekspresi akan berubah menjadi 0, yaitu P 2 0, yang berarti x 2 adalah akar dari suatu bilangan multi-
anggota. Bagilah polinomial P x dengan x 2 .
X 3 3x 2 10x 24 | ||
x 32 x 2 | 24 10x | x2 x12 |
12x 2412x 24
P x x 2 x2 x12 x2 x2 3 x4 x12 x2 x x3 4 x3
x2 x3 x4
1.3. Memilih persegi lengkap
Cara memilih persegi lengkap didasarkan pada penggunaan rumus: a 2 2ab b 2 a b 2 ,a 2 2ab b 2 a b 2 .
Mengisolasi kuadrat lengkap adalah transformasi identitas di mana trinomial tertentu direpresentasikan sebagai a b 2 jumlah atau selisih kuadrat binomial dan beberapa ekspresi numerik atau alfabet.
Trinomial persegi terhadap suatu variabel memberikan ekspresi bentuk
ax 2 bx c , dimana a , b dan c diberi angka, dan a 0 . | |||||||||||||
Mari kita transformasikan trinomial kuadrat ax 2 bx c sebagai berikut. | x2: |
||||||||||||
koefisien | |||||||||||||
Kemudian kita nyatakan ekspresi b x sebagai 2b x (dua kali hasil kali
x ):a x | ||||||||||||||||
Untuk ekspresi dalam tanda kurung kita menambah dan mengurangi angkanya
yang merupakan kuadrat suatu bilangan | Hasilnya kita mendapatkan: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Memperhatikan sekarang itu | Kita mendapatkan | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4a 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Contoh. Pilih kotak yang lengkap. | 2x12 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2x 2 4x 5 2x 2 2x 5 | 2x2 2x 1 15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2x12 7.
4 dan 2,
1.4. Polinomial dalam beberapa variabel
Polinomial dalam beberapa variabel, seperti polinomial dalam satu variabel, dapat dijumlahkan, dikalikan, dan dipangkatkan.
Transformasi identitas penting suatu polinomial dalam beberapa variabel adalah faktorisasi. Di sini, metode faktorisasi seperti menempatkan faktor persekutuan di luar tanda kurung, mengelompokkan, menggunakan identitas perkalian yang disingkat, mengisolasi kuadrat lengkap, dan memasukkan variabel bantu digunakan.
1. Faktorkan polinomial P x ,y 2x 5 128x 2 y 3 .
2 x 5128 x 2y 32 x 2x 364 y 32 x 2x 4 y x 24 xy 16 y 2.
2. Faktorkan P x ,y ,z 20x 2 3yz 15xy 4xz . Mari kita terapkan metode pengelompokan
20 x2 3 yz15 xy4 xz20 x2 15 xy4 xz3 yz5 x4 x3 y z4 x3 y
4 x3 y5 x z.
3. Faktorkan P x ,y x 4 4y 4 . Mari kita pilih kotak lengkap:
x 4 tahun 4x 44 x 2 tahun 24 tahun 24 x 2 tahun 2x 22 tahun 2 2 4 x 2 tahun 2
x2 2 y2 2 xy x2 2 y2 2 xy.
1.5. Sifat-sifat suatu derajat dengan eksponen rasional apa pun
Gelar dengan eksponen rasional apa pun memiliki sifat-sifat berikut:
1. a r 1a r 2a r 1r 2,
a r 1a r 2a r 1r 2, |
||||||
3. a r 1r 2 a r 1r 2, |
||||||
4. abr 1 ar 1 br 1, |
||||||
sebuah r 1 | adalah 1 |
|||||
saudara 1 |
dimana a 0;b 0;r 1;r 2 adalah bilangan rasional sembarang.
1. Kalikan 8 | x 3 12x 7. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
24x23. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8x3 12x7x8x 12x 8 12x 24 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Faktorkan | sebuah 2x 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.6. Latihan untuk dilakukan sendiri
1. Lakukan tindakan menggunakan rumus perkalian yang disingkat. 1) sebuah 52 ;
2) 3 dan 72 ;
3) sebuah nb n2 .
4) 1x3 ;
3 tahun 3 ; | |||||
7) 8sebuah 2 8a 2 ;
8) a nb ka kb na nb ka kb n.
9) a 2 b a2 2 ab4 b2 ;
10) sebuah 3a 2 3a 9 ;
11) sebuah 2b 2a 4a 2b 2b 4.3
2. Hitung menggunakan identitas perkalian yang disingkat:
1) 53 2 432 ;
2) 22,4 2 22,32 ;
4) 30 2 2 ;
5) 51 2 ;
6) 99 2 ;
7) 17 2 2 17 23 232 ;
8) 85 2 2 85 15 152 .
3. Buktikan identitasnya:
1). x 2 13 3x 2 x 12 6x x 1 11x 3 32 2;
2) sebuah 2b 2 2 2 ab 2 sebuah 2b 2 2 ;
3) a 2 b2 x2 y2 kapak oleh2 bx ay2 .
4. Faktorkan polinomial berikut:
1) 3 x a2 a2;
2) ac 7 bc3 a21b;
3) 63 m 4n 327 m 3n 445 m 5n 7;
4) 5 b2 c3 2 bc2 k2 k2 ;
5) 2 x3 y2 3 yz2 2 x2 yz3 z3 ;
6) 24 kapak38 bx12 a19 b;
7) 25 a 21 b 2q 2;
8) 9 5sebuah 4b 2 64a 2 ;
9) 121 n 2 3n 2t 2 ;
10) 4 ton 2 20tn 25n 2 36;
11) hal 4 6 hal2 k9 k2 ;
12) 16 hal 3 q 8 72p 4 q 7 81p 5 q 6 ;
13) 6x3 36x 2 72x 48;
14) 15 kapak 3 45 kapak 2 45 kapak 15 a ;
15) 9 a 3 n 1 4.5a 2 n 1 ;
16) 5 hal 2 n q n 15p 5 n q 2 n ;
17) 4a 7b 232a 4b 5;
18) 7 x 24 tahun 2 2 3 x 28 tahun 2 2 ;
19) 1000 ton 3 27 ton 6 .
5. Hitung dengan cara paling sederhana:
1) 59 3 413 ;
2) 67 3 523 67 52. 119
6. Temukan hasil bagi dan sisa polinomial P x dengan polinomialQ x: 1)P x 2x 4 x 3 5;Q x x 3 9x ;
2) P x 2 x 2; Qxx3 2x2x; 3) Pxx6 1; Q x x4 4 x2 .
7. Buktikan bahwa polinomial x 2 2x 2 tidak mempunyai akar real.
8. Temukan akar polinomial:
1) x 3 4 x;
2) x 3 3x 2 5x 15.
9. Faktor:
1) 6 sebuah 2 sebuah 5 5a 3 ;
2) x 2 x 3 2x 32 4x 3 3x 2 ;
3) x 3 6x 2 11x 6.
10. Selesaikan persamaan dengan mengisolasi kuadrat lengkap:
1) x 2 2x 3 0;
2) x 2 13x 30 0 .
11. Temukan arti ekspresi:
4 3 85 | ||||
16 6 | ||||
2 520 9 519 | ||||
1254
3) 5 3 25 7 ;
4) 0,01 2 ;
5) 06 .
12. Hitung:
16 0,25 | 16 0,25 | |||||||||||||||||||||||
Seperti yang telah saya catat, dalam kalkulus integral tidak ada rumus yang mudah untuk mengintegrasikan pecahan. Oleh karena itu, terdapat kecenderungan yang menyedihkan: semakin canggih suatu pecahan, semakin sulit mencari integralnya. Dalam hal ini, Anda harus menggunakan berbagai trik, yang sekarang akan saya ceritakan kepada Anda. Pembaca yang sudah siap dapat segera memanfaatkannya Daftar isi:
Metode konversi pembilang buatanContoh 1 Omong-omong, integral yang dipertimbangkan juga dapat diselesaikan dengan mengubah metode variabel, yang menyatakan , tetapi penulisan solusinya akan lebih lama. Contoh 2 Menemukan integral tak tentu. Lakukan pemeriksaan. Ini adalah contoh untuk keputusan independen. Perlu dicatat bahwa metode penggantian variabel tidak lagi berfungsi di sini. Perhatian, penting! Contoh No. 1, 2 adalah tipikal dan sering terjadi. Secara khusus, integral seperti itu sering muncul ketika menyelesaikan integral lain, khususnya ketika mengintegrasikan fungsi irasional (akar). Teknik yang dipertimbangkan juga berhasil dalam kasus ini jika pangkat tertinggi pembilangnya lebih besar dari pangkat tertinggi penyebutnya. Contoh 3 Temukan integral tak tentu. Lakukan pemeriksaan. Kami mulai memilih pembilangnya. Algoritma untuk memilih pembilangnya kira-kira seperti ini: 1) Di pembilang saya perlu mengaturnya, tetapi di sana. Apa yang harus dilakukan? Saya memasukkannya ke dalam tanda kurung dan mengalikannya dengan: . 2) Sekarang saya coba buka tanda kurung ini, apa yang terjadi? . Hmm… lebih baik, tapi awalnya tidak ada dua di pembilangnya. Apa yang harus dilakukan? Anda perlu mengalikannya dengan: 3) Saya membuka tanda kurung lagi: . Dan inilah kesuksesan pertama! Ternyata tepat! Tapi masalahnya sudah muncul istilah tambahan. Apa yang harus dilakukan? Untuk mencegah ekspresi berubah, saya harus menambahkan hal yang sama ke konstruksi saya: 4) Itu mungkin. Mari mencoba: . Buka tanda kurung suku kedua: 5) Sekali lagi, untuk memeriksanya, saya membuka tanda kurung pada suku kedua: Jika semuanya dilakukan dengan benar, maka ketika kita membuka semua tanda kurung kita akan mendapatkan pembilang asli dari integran tersebut. Kami memeriksa: Dengan demikian: Siap. Pada istilah terakhir, saya menggunakan metode menjumlahkan suatu fungsi ke dalam diferensial. Jika kita mencari turunan dari jawabannya dan mereduksi ekspresi tersebut menjadi penyebut yang sama, maka kita akan mendapatkan fungsi integran aslinya. Metode penguraian menjadi suatu jumlah tidak lebih dari tindakan kebalikan dari membawa ekspresi ke penyebut yang sama. Algoritma untuk memilih pembilang dalam contoh seperti itu paling baik dilakukan dalam bentuk draf. Dengan beberapa keterampilan itu akan bekerja secara mental. Saya ingat kasus yang memecahkan rekor ketika saya melakukan seleksi untuk pangkat ke-11, dan perluasan pembilangnya memakan hampir dua baris Verd. Contoh 4 Temukan integral tak tentu. Lakukan pemeriksaan. Ini adalah contoh untuk Anda pecahkan sendiri. Metode menjumlahkan tanda diferensial untuk pecahan sederhanaMari kita beralih ke jenis pecahan berikutnya. Faktanya, beberapa kasus dengan arcsinus dan arctangent telah disebutkan dalam pelajaran Metode perubahan variabel dalam integral tak tentu. Contoh-contoh tersebut diselesaikan dengan menjumlahkan fungsi di bawah tanda diferensial dan selanjutnya mengintegrasikannya menggunakan tabel. Ini satu lagi contoh yang khas dengan logaritma yang panjang dan tinggi: Contoh 5 Contoh 6 Di sini disarankan untuk mengambil tabel integral dan melihat rumus dan apa Bagaimana transformasi terjadi. Catatan, bagaimana dan mengapa Kotak dalam contoh ini disorot. Secara khusus, dalam Contoh 6 pertama-tama kita perlu merepresentasikan penyebutnya ke dalam bentuk , lalu letakkan di bawah tanda diferensial. Dan semua ini perlu dilakukan agar dapat menggunakan rumus tabel standar . Mengapa mencari, coba selesaikan sendiri contoh No. 7, 8, terutama karena contoh tersebut cukup singkat: Contoh 7 Contoh 8 Temukan integral tak tentu: Jika Anda juga berhasil memeriksa contoh-contoh ini, maka hormatilah - keterampilan diferensiasi Anda sangat baik. Metode pemilihan persegi penuhIntegral formulir (koefisien dan tidak sama dengan nol) diselesaikan metode ekstraksi persegi lengkap, yang telah muncul dalam pelajaran Transformasi geometri grafik. Faktanya, integral tersebut direduksi menjadi salah satu dari empat integral tabel yang baru saja kita lihat. Dan ini dicapai dengan menggunakan rumus perkalian singkat yang sudah dikenal: Rumus diterapkan tepat ke arah ini, yaitu, gagasan metode ini adalah mengatur ekspresi secara artifisial dalam penyebutnya, dan kemudian mengubahnya menjadi salah satu penyebutnya. Contoh 9 Temukan integral tak tentu Ini contoh paling sederhana, di mana dengan istilah – koefisien satuan(dan bukan angka atau minus). Mari kita lihat penyebutnya, di sini semuanya jelas terjadi secara kebetulan. Mari kita mulai mengonversi penyebutnya: Jelas, Anda perlu menambahkan 4. Dan, agar ekspresi tidak berubah, kurangi empat yang sama: Sekarang Anda bisa menerapkan rumus: Setelah konversi selesai SELALU disarankan untuk melakukan pukulan terbalik: , semuanya baik-baik saja, tidak ada kesalahan. Desain akhir dari contoh yang dimaksud akan terlihat seperti ini: Siap. Meringkas "gratis" fungsi yang kompleks di bawah tanda diferensial: , pada prinsipnya dapat diabaikan Contoh 10 Temukan integral tak tentu: Ini adalah contoh untuk Anda pecahkan sendiri, jawabannya ada di akhir pelajaran Contoh 11 Temukan integral tak tentu: Apa yang harus dilakukan jika ada minus di depan? Dalam hal ini, kita perlu menghilangkan tanda minus dari tanda kurung dan menyusun suku-sukunya sesuai urutan yang kita perlukan: . Konstan(“dua” masuk pada kasus ini) jangan sentuh! Sekarang kami menambahkan satu dalam tanda kurung. Menganalisis ekspresi tersebut, kami sampai pada kesimpulan bahwa kami perlu menambahkan satu di luar tanda kurung: Di sini kita mendapatkan rumusnya, terapkan: SELALU Kami memeriksa drafnya: Contoh bersihnya terlihat seperti ini: Membuat tugas menjadi lebih sulit Contoh 12 Temukan integral tak tentu: Di sini istilahnya bukan lagi satuan koefisien, melainkan “lima”. (1) Jika ada konstanta pada, maka segera kita keluarkan dari tanda kurung. (2) Secara umum, yang terbaik adalah memindahkan konstanta ini ke luar integral agar tidak mengganggu. (3) Jelas semuanya akan bermuara pada rumusnya. Kita perlu memahami istilahnya, yaitu mendapatkan “dua” (4) Ya,. Artinya kita menjumlahkan persamaan dan mengurangkan pecahan yang sama. (5) Sekarang pilih persegi lengkap. DI DALAM kasus umum kita juga perlu menghitungnya, tapi di sini kita punya rumus logaritma panjangnya , dan tidak ada gunanya melakukan tindakan tersebut; alasannya akan menjadi jelas di bawah. (6) Sebenarnya rumus tersebut bisa kita terapkan , hanya sebagai pengganti “X” yang kita miliki , yang tidak meniadakan validitas integral tabel. Sebenarnya, satu langkah terlewatkan - sebelum integrasi, fungsi tersebut seharusnya dimasukkan di bawah tanda diferensial: , tetapi, seperti telah berulang kali saya catat, hal ini sering kali diabaikan. (7) Pada jawaban di bawah akar, disarankan untuk membuka kembali semua tanda kurung: Sulit? Ini bukanlah bagian tersulit dari kalkulus integral. Meskipun contoh yang dipertimbangkan tidak terlalu rumit karena memerlukan teknik komputasi yang baik. Contoh 13 Temukan integral tak tentu: Ini adalah contoh untuk Anda pecahkan sendiri. Jawabannya ada di akhir pelajaran. Ada integral dengan akar pada penyebutnya, yang, dengan menggunakan substitusi, direduksi menjadi integral dari jenis yang dipertimbangkan; Anda dapat membacanya di artikel Integral kompleks, tetapi ini dirancang untuk siswa yang sangat siap. Menjumlahkan pembilangnya di bawah tanda diferensialIni adalah bagian terakhir dari pelajaran ini, namun integral jenis ini cukup umum! Jika Anda lelah, mungkin lebih baik membaca besok? ;) Integral yang akan kita bahas sama dengan integral paragraf sebelumnya, yaitu berbentuk: atau (koefisien , dan tidak sama dengan nol). Artinya, di pembilang yang kita miliki fungsi linear. Bagaimana cara menyelesaikan integral tersebut? Kalkulator daring. Program matematika ini membedakan binomial persegi dari trinomial persegi, yaitu. melakukan transformasi seperti: |