x nama-
1.2.3. Menggunakan identitas perkalian yang disingkat
Contoh. Faktor 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. Biarkan polinomial P x memiliki akar x 1 . Kemudian polinomial ini dapat difaktorkan sebagai berikut: P x x x 1 S x , dimana S x adalah suatu polinomial yang derajatnya kurang dari satu
nilai secara bergantian ke dalam ekspresi untuk P x. Kami mendapatkan bahwa untuk x 2 Anda-
ekspresi akan berubah menjadi 0, yaitu, P 2 0, yang berarti x 2 adalah akar dari perkalian
anggota. Bagilah polinomial P x dengan x 2 .
X 3 3x 2 10x 24 | ||
x 32 x 2 | 24 10 x | x2 x12 |
12x2412x24
P x x 2 x2 x12 x2 x2 3 x4 x12 x2 x x3 4 x3
x2x3x4
1.3. Pilihan persegi penuh
Metode pemilihan kotak penuh didasarkan pada rumus: a 2 2ab b 2 a b 2 ,a 2 2ab b 2 a b 2 .
Pemilihan bujur sangkar penuh adalah suatu transformasi identik di mana trinomial yang diberikan direpresentasikan sebagai a b 2 jumlah atau selisih kuadrat binomial dan beberapa ekspresi numerik atau literal.
Sebuah trinomial persegi sehubungan dengan variabel adalah ekspresi dari bentuk
ax 2 bx c , di mana a ,b dan c diberi nomor, dan a 0 . | |||||||||||||
Kami mengubah trinomial persegi ax 2 bx c sebagai berikut. | x2 : |
||||||||||||
koefisien | |||||||||||||
Kemudian kami merepresentasikan ekspresi b x sebagai 2b x (perkalian ganda
x ):a x | ||||||||||||||||
Untuk ekspresi dalam tanda kurung, tambahkan dan kurangi angkanya
yang merupakan kuadrat dari suatu bilangan | Hasilnya, kita mendapatkan: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sekarang perhatikan itu | Mendapatkan | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4a 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Contoh. Pilih persegi penuh. | 2x12 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2x2 4x5 2x2 2x5 | 2x2 2x1 15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2x12 7.
4 a 2,
1.4. Polinomial dalam beberapa variabel
Polinomial dalam beberapa variabel, seperti polinomial dalam satu variabel, dapat ditambahkan, dikalikan, dan dipangkatkan.
Transformasi identitas penting dari polinomial dalam beberapa variabel adalah faktorisasi. Di sini, teknik faktorisasi seperti itu digunakan seperti mengeluarkan faktor persekutuan dari tanda kurung, mengelompokkan, menggunakan identitas perkalian yang disingkat, menyorot kuadrat penuh, memperkenalkan variabel bantu.
1. Faktorkan polinomial P x ,y 2x 5 128x 2 y 3 .
2 x 5128 x 2 tahun 32 x 2x 364 tahun 32 x 2x 4 tahun x 24 xy 16 tahun 2.
2. Faktorkan P x ,y ,z 20x 2 3yz 15xy 4xz . Terapkan metode pengelompokan
20 x2 3 yz15 xy4 xz20 x2 15 xy4 xz3 yz5 x4 x3 y z4 x3 y
4x3 y5xz.
3. Faktorkan P x ,y x 4 4y 4 . Mari kita pilih kotak penuh:
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 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, |
||||||
r 1 | ar 1 |
|||||
br 1 |
di mana a 0;b 0;r 1 ;r 2 adalah bilangan rasional arbitrer.
1. Kalikan 8 | x3 12x7. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
24x23. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 x 3 12 x 7 x 8 x 12 x 8 12 x 24 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Faktorkan | a2x3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.6. Latihan untuk pemenuhan diri
1. Lakukan tindakan menggunakan rumus perkalian yang disingkat. satu) sebuah 52 ;
2) 3 a 72;
3) sebuah nb n2 .
4) 1x3;
3 tahun 3 ; | |||||
7) 8a 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. 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:
satu). 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 oleh2 bx ay2 .
4. Faktorkan polinomial berikut:
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) 24ax38bx12a19b;
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 20 tn 25 n 2 36;
11) p 4 6 p2 k9 k2 ;
12) 16 p 3 q 8 72p 4 q 7 81p 5 q 6 ;
13) 6x3 36x 2 72x 48;
14) 15ax 3 45ax 2 45ax 15a;
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 27 t 6 .
5. Hitung dengan cara paling sederhana:
1) 59 3 413 ;
2) 67 3 523 67 52. 119
6. Temukan hasil bagi dan sisa pembagian polinomial P x polinomial Q x : 1)P x 2x 4 x 3 5;Q x x 3 9x ;
2) Px2x2; Q x x3 2 x2 x; 3) Pxx6 1; Qxx4 4x2 .
7. Buktikan bahwa polinomial x 2 2x 2 tidak memiliki akar real.
8. Cari akar-akar polinomial:
1) x 3 4 x;
2) x 3 3x 2 5x 15.
9. Faktorkan:
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. Selesaikan persamaan dengan memilih persegi penuh:
1) x 2 2 x 3 0;
2) x 2 13x 30 0 .
11. Temukan nilai 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 | |||||||||||||||||||||||
Definisi Ekspresi seperti 2 x 2 + 3 x + 5 disebut trinomial persegi. Dalam kasus umum, trinomial persegi adalah ekspresi dari bentuk a x 2 + b x + c, di mana a, b, c a, b, c adalah bilangan arbitrer, dan a 0. Pertimbangkan trinomial persegi x 2 - 4 x + 5 . Mari kita tuliskan dalam bentuk ini: x 2 - 2 2 x + 5. Mari tambahkan 2 2 ke ekspresi ini dan kurangi 2 2 , kita mendapatkan: x 2 - 2 2 x + 2 2 - 2 2 + 5. Perhatikan bahwa x 2 - 2 2 x + 2 2 = (x - 2) 2, jadi x 2 - 4 x + 5 = (x - 2) 2 - 4 + 5 = (x - 2) 2 + 1 . Transformasi yang kami buat disebut "pemilihan persegi penuh dari trinomial persegi". Pilih kuadrat sempurna dari trinomial kuadrat 9 x 2 + 3 x + 1 . Perhatikan bahwa 9 x 2 = (3 x) 2 , `3x=2*1/2*3x`. Kemudian `9x^2+3x+1=(3x)^2+2*1/2*3x+1`. Tambahkan dan kurangi ke ekspresi yang dihasilkan `(1/2)^2`, kita mendapatkan `((3x)^2+2*1/2*3x+(1/2)^2)+1-(1/2)^2=(3x+1/2)^2+3/4`. Mari kita tunjukkan bagaimana metode mengekstraksi persegi penuh dari trinomial persegi digunakan untuk memfaktorkan trinomial persegi. Faktorkan trinomial persegi 4 x 2 - 12 x + 5 . Kami memilih persegi penuh dari trinomial persegi: 2 x 2 - 2 2 x 3 + 3 2 - 3 2 + 5 = 2 x - 3 2 - 4 = (2 x - 3) 2 - 2 2 . Sekarang terapkan rumus a 2 - b 2 = (a - b) (a + b) , kita mendapatkan: (2 x - 3 - 2) (2 x - 3 + 2) = (2 x - 5) (2 x - 1) . Faktorkan trinomial kuadrat - 9 x 2 + 12 x + 5 . 9 x 2 + 12 x + 5 = - 9 x 2 - 12 x + 5 . Sekarang perhatikan bahwa 9 x 2 = 3 x 2 , - 12 x = - 2 3 x 2 . Kami menambahkan istilah 2 2 ke ekspresi 9 x 2 - 12 x, kami mendapatkan: 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 - 3x - 2 2 . Kami menerapkan rumus untuk perbedaan kuadrat, kami memiliki: 9 x 2 + 12 x + 5 = 3 - 3 x - 2 3 + (3 x - 2) = (5 - 3 x) (3 x + 1) . Faktorkan trinomial bujur sangkar 3 x 2 - 14 x - 5 . Kami tidak dapat merepresentasikan ekspresi 3 x 2 sebagai kuadrat dari beberapa ekspresi karena kami belum mempelajarinya di sekolah. Anda akan melalui ini nanti, dan sudah di Tugas No. 4 kita akan mempelajari akar kuadrat. Mari kita tunjukkan bagaimana kita dapat memfaktorkan trinomial persegi yang diberikan: `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) `. Kami akan menunjukkan bagaimana metode kuadrat penuh digunakan untuk menemukan nilai terbesar atau terkecil dari trinomial kuadrat. `(x)^2-2*x*1/2+(1/2)^2-(1/2)^2+3=(x-1/2)^2+11/4`. Perhatikan bahwa ketika `x=1/2` nilai trinomial kuadrat adalah `11/4`, dan ketika `x!=1/2` sebuah bilangan positif ditambahkan ke nilai `11/4`, jadi kita dapatkan angka yang lebih besar dari `11/4`. Jadi, nilai terkecil dari trinomial kuadrat adalah `11/4` dan diperoleh dengan `x=1/2`. Temukan nilai terbesar dari trinomial persegi - 16 2 + 8 x + 6 . Kami memilih persegi penuh dari trinomial persegi: - 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 . Dengan `x=1/4` nilai trinomial kuadratnya adalah 7 , dan dengan `x!=1/4` bilangan positif dikurangi dari bilangan 7, yaitu, kita mendapatkan bilangan yang kurang dari 7 . Jadi, angka 7 adalah nilai terbesar dari trinomial kuadrat, dan diperoleh dengan `x=1/4`. Faktorkan pembilang dan penyebut dari `(x^2+2x-15)/(x^2-6x+9)` dan batalkan pecahan. Perhatikan bahwa penyebut pecahan x 2 - 6 x + 9 = x - 3 2 . Kami menguraikan pembilang pecahan menjadi faktor-faktor menggunakan metode mengekstraksi kuadrat penuh dari trinomial kuadrat. 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) . Pecahan ini direduksi menjadi bentuk `((x+5)(x-3))/(x-3)^2` setelah dikurangi dengan (x - 3) kita mendapatkan `(x+5)/(x-3 )`. Faktorkan polinomial x 4 - 13 x 2 + 36. Mari kita terapkan metode kuadrat penuh pada polinomial ini. `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=` Seperti yang telah saya catat, dalam kalkulus integral tidak ada rumus yang mudah untuk mengintegrasikan pecahan. Dan karena itu, ada tren yang menyedihkan: semakin "mewah" pecahan, semakin sulit untuk menemukan integral darinya. Dalam hal ini, seseorang harus menggunakan berbagai trik, yang sekarang akan saya bahas. Pembaca yang siap dapat segera menggunakan Daftar isi:
Metode Transformasi Buatan NumeratorContoh 1 Omong-omong, integral yang dipertimbangkan juga dapat diselesaikan dengan perubahan metode variabel, yang dinotasikan , tetapi penyelesaiannya akan lebih lama. Contoh 2 Temukan integral tak tentu. Jalankan cek. Ini adalah contoh do-it-yourself. Perlu dicatat bahwa di sini metode penggantian variabel tidak akan berfungsi lagi. Perhatian penting! Contoh No. 1, 2 adalah tipikal dan umum. Secara khusus, integral seperti itu sering muncul dalam penyelesaian integral lain, khususnya, ketika mengintegrasikan fungsi irasional (akar). Metode di atas juga berfungsi dalam kasus ini jika pangkat tertinggi dari pembilangnya lebih besar dari pangkat tertinggi dari penyebutnya. Contoh 3 Temukan integral tak tentu. Jalankan cek. Mari kita mulai dengan pembilangnya. Algoritma pemilihan pembilang adalah seperti ini: 1) Di pembilang saya perlu mengatur , tapi ada . Apa yang harus dilakukan? Saya lampirkan dalam tanda kurung dan kalikan dengan: . 2) Sekarang saya mencoba membuka tanda kurung ini, apa yang terjadi? . Hmm… sudah lebih baik, tapi tidak ada deuce dengan awalnya di pembilangnya. Apa yang harus dilakukan? Anda perlu mengalikan dengan: 3) Membuka kurung lagi: . Dan inilah kesuksesan pertama! Dibutuhkan ternyata! Tapi masalahnya adalah istilah tambahan telah muncul. Apa yang harus dilakukan? Agar ekspresi tidak berubah, saya harus menambahkan hal yang sama ke konstruksi saya: 4) Anda bisa. Kita coba: . Perluas tanda kurung dari suku kedua: 5) Sekali lagi, untuk verifikasi, saya membuka tanda kurung di term kedua: Jika semuanya dilakukan dengan benar, maka saat membuka semua kurung, kita harus mendapatkan pembilang asli dari integran. Kami memeriksa: Dengan demikian: Siap. Dalam istilah terakhir, saya menerapkan metode membawa fungsi di bawah diferensial. Jika kita menemukan turunan dari jawabannya dan mengurangi ekspresi menjadi penyebut yang sama, maka kita mendapatkan integran aslinya dengan tepat. Metode ekspansi yang dipertimbangkan menjadi jumlah tidak lebih dari tindakan terbalik untuk membawa ekspresi ke penyebut yang sama. Algoritme pemilihan pembilang dalam contoh seperti itu paling baik dilakukan pada konsep. Dengan beberapa keterampilan, itu juga akan bekerja secara mental. Saya ingat catatan waktu ketika saya melakukan seleksi untuk kekuatan ke-11, dan perluasan pembilang mengambil hampir dua baris Werd. Contoh 4 Temukan integral tak tentu. Jalankan cek. Ini adalah contoh do-it-yourself. Cara menjumlahkan di bawah tanda diferensial untuk pecahan sederhanaMari kita beralih ke jenis pecahan berikutnya. Faktanya, beberapa kasus dengan arcsine dan arctangent telah dimasukkan ke dalam pelajaran Metode perubahan variabel dalam integral tak tentu. Contoh-contoh tersebut diselesaikan dengan membawa fungsi di bawah tanda diferensial dan kemudian mengintegrasikan menggunakan tabel. Berikut adalah beberapa contoh yang lebih umum dengan logaritma panjang dan tinggi: Contoh 5 Contoh 6 Di sini disarankan untuk mengambil tabel integral dan mengikuti rumus dan sebagai transformasi terjadi. Catatan, bagaimana dan mengapa kotak disorot dalam contoh-contoh ini. Khususnya, dalam Contoh 6, pertama-tama kita harus menyatakan penyebutnya sebagai , kemudian bawa di bawah tanda diferensial. Dan Anda perlu melakukan semua ini untuk menggunakan rumus tabel standar . Tapi apa yang harus dilihat, coba selesaikan sendiri contoh No. 7,8, terutama karena cukup singkat: Contoh 7 Contoh 8 Tentukan integral tak tentu: Jika Anda juga dapat memeriksa contoh-contoh ini, maka rasa hormat yang besar adalah keterampilan diferensiasi Anda yang terbaik. Metode pemilihan kotak penuhIntegral bentuk , (koefisien dan tidak sama dengan nol) diselesaikan metode pemilihan kotak penuh, yang sudah muncul di pelajaran Transformasi Plot Geometris. Faktanya, integral tersebut direduksi menjadi salah satu dari empat integral tabel yang baru saja kita bahas. Dan ini dicapai dengan menggunakan rumus perkalian singkat yang sudah dikenal: Rumus diterapkan ke arah ini, yaitu, ide metode ini adalah untuk secara artifisial mengatur ekspresi dalam penyebut atau , dan kemudian mengonversinya, masing-masing, menjadi atau . Contoh 9 Tentukan integral tak tentu Ini adalah contoh paling sederhana di mana dengan istilah - koefisien satuan(dan bukan angka atau minus). Kami melihat penyebutnya, di sini semuanya jelas direduksi menjadi kasus. Mari kita mulai mengubah penyebutnya: Jelas, Anda perlu menambahkan 4. Dan agar ekspresi tidak berubah - empat yang sama dan kurangi: Sekarang Anda dapat menerapkan rumus: Setelah konversi selesai SELALU diinginkan untuk melakukan gerakan terbalik: semuanya baik-baik saja, tidak ada kesalahan. Desain bersih dari contoh yang dimaksud akan terlihat seperti ini: Siap. Membawa fungsi kompleks "bebas" di bawah tanda diferensial: , pada prinsipnya, dapat diabaikan Contoh 10 Tentukan integral tak tentu: Ini adalah contoh untuk pemecahan diri, jawabannya ada di akhir pelajaran. Contoh 11 Tentukan integral tak tentu: Apa yang harus dilakukan ketika ada minus di depan? Dalam hal ini, Anda perlu menghilangkan tanda kurung dan mengatur persyaratan dalam urutan yang kita butuhkan:. Konstan("ganda" dalam hal ini) Jangan sentuh! Sekarang kita tambahkan satu dalam tanda kurung. Menganalisis ekspresi, kami sampai pada kesimpulan bahwa kami membutuhkannya di belakang braket - tambahkan: Ini rumusnya, terapkan: SELALU kami melakukan pemeriksaan pada draft: Desain bersih dari contoh terlihat seperti ini: Kami memperumit tugas Contoh 12 Tentukan integral tak tentu: Di sini, dengan istilah, itu bukan lagi koefisien tunggal, tetapi "lima". (1) Jika konstanta ditemukan di, maka kami segera mengeluarkannya dari tanda kurung. (2) Secara umum, selalu lebih baik untuk mengeluarkan konstanta ini dari integral, sehingga tidak menghalangi. (3) Jelas bahwa semuanya akan direduksi menjadi formula. Perlu untuk memahami istilah, yaitu, untuk mendapatkan "dua" (4) Ya, . Jadi, kita tambahkan ke ekspresi, dan kurangi pecahan yang sama. (5) Sekarang pilih kotak penuh. Dalam kasus umum, juga perlu untuk menghitung , tetapi di sini kita memiliki rumus logaritma yang panjang , dan tindakan tidak masuk akal untuk dilakukan, mengapa - itu akan menjadi jelas sedikit lebih rendah. (6) Sebenarnya, kita bisa menerapkan rumus , hanya alih-alih "x" yang kita miliki, yang tidak meniadakan validitas integral tabular. Sebenarnya, satu langkah tidak ada - sebelum integrasi, fungsi seharusnya berada di bawah tanda diferensial: , tetapi, seperti yang telah berulang kali saya catat, ini sering diabaikan. (7) Dalam jawaban di bawah root, diinginkan untuk membuka kembali semua tanda kurung: Rumit? Ini bukan yang paling sulit dalam kalkulus integral. Meskipun, contoh-contoh yang dipertimbangkan tidak terlalu rumit karena memerlukan teknik perhitungan yang baik. Contoh 13 Tentukan integral tak tentu: Ini adalah contoh do-it-yourself. Jawab di akhir pelajaran. Ada integral dengan akar di penyebut, yang, dengan bantuan pengganti, direduksi menjadi integral dari jenis yang dipertimbangkan, Anda dapat membacanya di artikel Integral kompleks, tetapi dirancang untuk siswa yang sangat siap. Menempatkan pembilang di bawah tanda diferensialIni adalah bagian terakhir dari pelajaran, namun, integral jenis ini cukup umum! Jika kelelahan sudah menumpuk, mungkin lebih baik membaca besok? ;) Integral yang akan kita bahas mirip dengan integral paragraf sebelumnya, mereka memiliki bentuk: atau (koefisien , dan tidak sama dengan nol). Artinya, kita memiliki fungsi linier dalam pembilangnya. Bagaimana cara menyelesaikan integral seperti itu? Kalkulator daring. Program matematika ini mengekstrak kuadrat binomial dari trinomial kuadrat, yaitu melakukan transformasi bentuk: |