Potpuni kvadrat iz kvadratnog trinoma
Definicija
Izrazi oblika 2 x 2 + 3 x + 5 nazivaju se kvadratni trinomi. Općenito, kvadratni trinom je izraz oblika a x 2 + b x + c, gdje su a, b, c a, b, c proizvoljni brojevi, a a ≠ 0.
Razmotrimo kvadratni trinom x 2 - 4 x + 5. Zapišimo to u ovom obliku: x 2 - 2 · 2 · x + 5. Dodajmo 2 2 ovom izrazu i oduzmemo 2 2, dobićemo: x 2 - 2 · 2 · x + 2 2 - 2 2 + 5. Imajte na umu da je x 2 - 2 2 x + 2 2 = (x - 2) 2, dakle x 2 - 4 x + 5 = (x - 2) 2 - 4 + 5 = (x - 2) 2 + 1 . Transformacija koju smo napravili se zove „dodjela pun kvadrat iz kvadratnog trinoma".
Odredite savršeni kvadrat iz kvadratnog trinoma 9 x 2 + 3 x + 1.
Imajte na umu da je 9 x 2 = (3 x) 2 , `3x=2*1/2*3x`. Zatim `9x^2+3x+1=(3x)^2+2*1/2*3x+1`. Dobijamo sabiranje i oduzimanje `(1/2)^2` rezultujućem izrazu
`((3x)^2+2*1/2*3x+(1/2)^2)+1-(1/2)^2=(3x+1/2)^2+3/4`.
Pokazat ćemo kako se metoda izolacije savršenog kvadrata iz kvadratnog trinoma koristi za faktorizaciju kvadratnog trinoma.
Faktori kvadratni trinom 4 x 2 - 12 x + 5.
Odabiremo savršeni kvadrat iz kvadratnog trinoma: 2 x 2 - 2 · 2 x · 3 + 3 2 - 3 2 + 5 = 2 x - 3 2 - 4 = (2 x - 3) 2 - 2 2. Sada primjenjujemo formulu a 2 - b 2 = (a - b) (a + b) , dobijamo: (2 x - 3 - 2) (2 x - 3 + 2) = (2 x - 5) (2 x - 1) .
Faktor kvadratnog trinoma - 9 x 2 + 12 x + 5.
9 x 2 + 12 x + 5 = - 9 x 2 - 12 x + 5. Sada primjećujemo da je 9 x 2 = 3 x 2, - 12 x = - 2 3 x 2.
Dodamo izraz 2 2 izrazu 9 x 2 - 12 x, dobićemo:
3 x 2 - 2 3 x 2 + 2 2 - 2 2 + 5 = - 3 x - 2 2 - 4 + 5 = 3 x - 2 2 + 4 + 5 = - 3 x - 2 2 + 9 = 3 2 - 3 x - 2 2 .
Primjenjujemo formulu za razliku kvadrata, imamo:
9 x 2 + 12 x + 5 = 3 - 3 x - 2 3 + (3 x - 2) = (5 - 3 x) (3 x + 1) .
Faktor kvadratnog trinoma 3 x 2 - 14 x - 5 .
Izraz 3 x 2 ne možemo predstaviti kao kvadrat nekog izraza, jer to još nismo učili u školi. Kroz ovo ćete proći kasnije, a u zadatku br. 4 ćemo proučiti kvadratni korijeni. Hajde da pokažemo kako možete faktorisati dati kvadratni trinom:
`3x^2-14x-5=3(x^2-14/3 x-5/3)=3(x^2-2*7/3 x+(7/3)^2-(7/3) ^2-5/3)=`
`=3((x-7/3)^2-49/9-5/3)=3((x-7/3)^2-64/9)=3((x-7/3)^ 2-8/3)^2)=`
`=3(x-7/3-8/3)(x-7/3+8/3)=3(x-5)(x+1/3)=(x-5)(3x+1) `.
Pokazat ćemo vam kako koristiti metodu savršenog kvadrata da pronađete najveću ili najmanju vrijednost kvadratnog trinoma.
Razmotrimo kvadratni trinom x 2 - x + 3. Odaberite cijeli kvadrat:
`(x)^2-2*x*1/2+(1/2)^2-(1/2)^2+3=(x-1/2)^2+11/4`. Imajte na umu da je kada je `x=1/2` vrijednost kvadratnog trinoma `11/4`, a kada je `x!=1/2` dodana je vrijednost `11/4` pozitivan broj, tako da dobijamo broj veći od `11/4`. dakle, najmanju vrijednost kvadratni trinom je `11/4` i dobija se kada je `x=1/2`.
Pronađite najveću vrijednost kvadratnog trinoma - 16 2 + 8 x + 6.
Odabiremo savršen kvadrat iz kvadratnog trinoma: - 16 x 2 + 8 x + 6 = - 4 x 2 - 2 4 x 1 + 1 - 1 + 6 = - 4 x - 1 2 - 1 + 6 = - 4 x - 1 2 + 7 .
Kada je `x=1/4` vrijednost kvadratnog trinoma je 7, a kada je `x!=1/4` od broja 7 oduzmemo pozitivan broj, odnosno dobijemo broj manji od 7. Dakle, broj 7 je najveća vrijednost kvadratni trinom, a dobija se kada je `x=1/4`.
Rastavite brojilac i nazivnik razlomka `(x^2+2x-15)/(x^2-6x+9)` i smanjite razlomak.
Imajte na umu da je imenilac razlomka x 2 - 6 x + 9 = x - 3 2. Faktorizujmo brojilac razlomka metodom izolacije kompletnog kvadrata iz kvadratnog trinoma. x 2 + 2 x - 15 = x 2 + 2 x 1 + 1 - 1 - 15 = x + 1 2 - 16 = x + 1 2 - 4 2 = = (x + 1 + 4) (x + 1 - 4 ) = (x + 5) (x - 3) .
Ovaj razlomak je smanjen na oblik `((x+5)(x-3))/(x-3)^2` nakon smanjenja za (x - 3) dobijamo `(x+5)/(x-3) )`.
Razdijelite polinom x 4 - 13 x 2 + 36.
Primijenimo metodu izolacije kompletnog kvadrata na ovaj polinom. `x^4-13x^2+36=(x^2)^2-2*x^2*13/2+(13/2)^2-(13/2)^2+36=(x^ 2-13/2)^2-169/4+36=(x^2-13/2)^2-25/4=`
x pozvao
1.2.3. Korištenje skraćenih identiteta množenja
Primjer. Faktor x 4 16.
x 4 16x 2 2 42 x 2 4x 2 4x 2x 2x 2 4 .
1.2.4. Faktoriranje polinoma koristeći njegove korijene
Teorema. Neka polinom P x ima korijen x 1 . Tada se ovaj polinom može faktorizirati na sljedeći način: P x x x 1 S x , gdje je S x neki polinom čiji je stepen za jedan manji
vrijednosti naizmenično u izraz za P x. Dobijamo da kada je x 2 vi-
izraz će se pretvoriti u 0, odnosno P 2 0, što znači da je x 2 korijen višestruke
član. Podijelite polinom P x sa x 2 .
X 3 3x 2 10x 24 | ||
x 32 x 2 | 24 10 x | 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. Odabir cijelog kvadrata
Metoda za odabir potpunog kvadrata zasniva se na korištenju formula: a 2 2ab b 2 a b 2 ,a 2 2ab b 2 a b 2 .
Izolacija potpunog kvadrata je transformacija identiteta u kojoj je dati trinom predstavljen kao b 2 zbir ili razlika kvadrata binoma i nekog numeričkog ili alfabetskog izraza.
Kvadratni trinom u odnosu na varijablu daje izraz oblika
ax 2 bx c , gdje su a , b i c dati brojevi, a a 0 . | |||||||||||||
Transformirajmo kvadratni trinom ax 2 bx c na sljedeći način. | x2: |
||||||||||||
koeficijent | |||||||||||||
Tada izraz b x predstavljamo kao 2b x (dvostruki proizvod
x ):a x | ||||||||||||||||
Izrazu u zagradama dodajemo i oduzimamo broj od njega
što je kvadrat broja | Kao rezultat dobijamo: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Primetivši sada to | Dobijamo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4a 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Primjer. Odaberite cijeli kvadrat. | 2 x 12 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2x 2 4x 5 2x 2 2x 5 | 2 x 2 2x 1 15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 x 12 7.
4 a 2,
1.4. Polinomi u nekoliko varijabli
Polinomi u nekoliko varijabli, kao polinomi u jednoj varijabli, mogu se zbrajati, množiti i podići na prirodni stepen.
Bitan identična transformacija polinom u nekoliko varijabli je faktorizacija. Ovdje se koriste takve metode faktorizacije kao stavljanje zajedničkog faktora iz zagrada, grupisanje, korištenje skraćenih identiteta množenja, izolacija potpunog kvadrata i uvođenje pomoćnih varijabli.
1. Faktor polinoma 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. Faktor P x ,y ,z 20x 2 3yz 15xy 4xz . Primijenimo metodu grupisanja
20 x2 3 yz15 xy4 xz20 x2 15 xy4 xz3 yz5 x4 x3 y z4 x3 y
4 x3 y5 x z.
3. Faktor P x ,y x 4 4y 4 . Odaberimo ceo kvadrat:
x 4y 4x 44 x 2y 24 y 24 x 2y 2x 22 y 2 2 4 x 2y 2
x2 2 y2 2 xy x2 2 y2 2 xy.
1.5. Svojstva stepena sa bilo kojim racionalnim eksponentom
Stepen sa bilo kojim racionalnim eksponentom ima sljedeća svojstva:
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, |
||||||
a r 1 | ar 1 |
|||||
br 1 |
gdje su a 0;b 0;r 1;r 2 proizvoljni racionalni brojevi.
1. Pomnožite 8 | x 3 12x 7. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
24 x 23. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 x 3 12 x 7 x 8x 12x 8 12x 24 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Faktorizirajte | a 2x 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.6. Vježbe koje možete raditi sami
1. Izvršite radnje koristeći skraćene formule za množenje. 1) a 52 ;
2) 3 a 72 ;
3) a nb n2 .
4) 1 x 3 ;
3 y 3 ; | |||||
7) 8 a 2 8a 2 ;
8) a nb ka kb na nb ka kb n.
9) a 2 b a2 2 ab4 b2 ;
10) a 3a 2 3a 9 ;
11) a 2b 2a 4a 2b 2b 4. 3
2. Izračunajte koristeći skraćene identitete množenja:
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. Dokažite identitete:
1). x 2 13 3x 2 x 12 6x x 1 11x 3 32 2;
2) a 2b 2 2 2 ab 2 a 2b 2 2 ;
3) a 2 b2 x2 y2 ax by2 bx ay2 .
4. Faktorizirajte sljedeće polinome:
1) 3 x a2 a2;
2) ac 7 bc3 a21 b;
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 ax38 bx12 a19 b;
7) 25 a 21 b 2q 2;
8) 9 5 a 4b 2 64a 2 ;
9) 121 n 2 3n 2t 2 ;
10) 4 t 2 20tn 25n 2 36;
11) p 4 6 p2 k9 k2 ;
12) 16 p 3 q 8 72p 4 q 7 81p 5 q 6 ;
13) 6 x 3 36x 2 72x 48;
14) 15 sjekira 3 45 sjekira 2 45 sjekira 15 a ;
15) 9 a 3 n 1 4.5a 2 n 1 ;
16) 5 p 2 n q n 15p 5 n q 2 n ;
17) 4 a 7b 232 a 4b 5;
18) 7 x 24 y 2 2 3 x 28 y 2 2 ;
19) 1000 t 3 27t 6 .
5. Izračunajte na najjednostavniji način:
1) 59 3 413 ;
2) 67 3 523 67 52. 119
6. Nađi količnik i ostatak polinoma P x po polinomu Q x: 1)P x 2x 4 x 3 5; Q x x 3 9x ;
2) P x 2 x 2; Q x x3 2 x2 x; 3) P x x6 1; Q x x4 4 x2 .
7. Dokazati da je polinom x 2 2x 2 nema pravih korijena.
8. Pronađite korijene polinoma:
1) x 3 4 x;
2) x 3 3x 2 5x 15.
9. Faktor:
1) 6 a 2 a 5 5a 3 ;
2) x 2 x 3 2x 32 4x 3 3x 2 ;
3) x 3 6x 2 11x 6.
10. Riješite jednadžbe izolacijom cijelog kvadrata:
1) x 2 2x 3 0;
2) x 2 13x 30 0 .
11. Pronađite značenja izraza:
4 3 85 | ||||
16 6 | ||||
2 520 9 519 | ||||
1254
3) 5 3 25 7 ;
4) 0,01 2 ;
5) 06 .
12. Izračunajte:
16 0,25 | 16 0,25 | |||||||||||||||||||||||
Online kalkulator. Ovaj matematički program razlikuje kvadratni binom od kvadratnog trinoma, tj. vrši transformaciju poput: |