x meno-
1.2.3. Používanie skrátených multiplikačných identít
Príklad. Faktor x 4 16.
x 4 16x 2 2 42 x 2 4x 2 4x 2x 2x 2 4 .
1.2.4. Rozdelenie polynómu pomocou jeho koreňov
Veta. Nech polynóm P x má koreň x 1 . Potom je možné tento polynóm rozdeliť takto: P x x x 1 S x , kde S x je nejaký polynóm, ktorého stupeň je o jeden menší ako
hodnoty pre striedavo do výrazu pre P x. Dostaneme, že pre x 2 vy-
výraz sa zmení na 0, to znamená P 2 0, čo znamená, že x 2 je koreň z násobku
členom. Rozdeľte polynóm P x x 2 .
X 3 3 x 2 10 x 24 | ||
x 32 x 2 | 24 10 x | x2 x 12 |
12x2412x24
P x x 2 x 2 x 12 x 2 x 2 3 x 4 x 12 x 2 x x 3 4 x3
x 2 x 3 x 4
1.3. Kompletný štvorcový výber
Metóda výberu plného štvorca je založená na vzorcoch: a 2 2ab b 2 a b 2 ,a 2 2ab b 2 a b 2 .
Výber úplného štvorca je taká identická transformácia, v ktorej je daná trojčlenka reprezentovaná ako a b 2 súčet alebo rozdiel druhej mocniny dvojčlenu a nejakého číselného alebo doslovného výrazu.
Štvorcová trojčlenka vzhľadom na premennú je vyjadrením tvaru
ax 2 bx c , kde a , b a c sú dané čísla a a 0 . | |||||||||||||
Štvorcovú trojčlennú os 2 bx c transformujeme nasledovne. | x2 : |
||||||||||||
koeficient | |||||||||||||
Potom výraz b x predstavíme ako 2b x (dvojitý súčin
x):a x | ||||||||||||||||
K výrazu v zátvorkách pripočítajte a odčítajte od neho číslo
čo je druhá mocnina čísla | V dôsledku toho dostaneme: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Teraz si to všimnite | Získajte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4a 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Príklad. Vyberte celý štvorec. | 2 x 12 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2x2 4x5 2x2 2x5 | 2x2 2x1 15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 x 12 7.
4 a 2,
1.4. Polynómy vo viacerých premenných
Polynómy v niekoľkých premenných, podobne ako polynómy v jednej premennej, možno sčítať, násobiť a zvýšiť na prirodzenú mocninu.
Dôležitou transformáciou identity polynómu vo viacerých premenných je faktorizácia. Tu sa používajú také faktorizačné techniky, ako je vyňatie spoločného faktora zo zátvoriek, zoskupovanie, používanie skrátených multiplikačných identít, zvýraznenie celého štvorca, zavedenie pomocných premenných.
1. Rozlož polynóm P x ,y 2x 5 128x 2 y 3 na faktor.
2 x 5128 x 2 r 32 x 2 x 364 r 32 x 2 x 4 r x 24 x 16 r 2.
2. Faktorizujte P x ,y ,z 20x 2 3yz 15xy 4xz . Použite metódu zoskupovania
20 x2 3 yz15 xy4 xz20 x2 15 xy4 xz3 yz5 x4 x3 y z4 x3 y
4x3 y5xz.
3. Faktorizujte P x ,y x 4 4 y 4 . Vyberieme celý štvorec:
x 4 roky 4 x 44 x 2 roky 24 rokov 24 x 2 roky 2 x 22 rokov 2 2 4 x 2 roky 2
x2 2 y2 2 xy x2 2 y2 2 xy.
1.5. Vlastnosti stupňov s ľubovoľným racionálnym exponentom
Stupeň s akýmkoľvek racionálnym exponentom má nasledujúce vlastnosti:
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 |
kde a 0;b 0;r1;r2 sú ľubovoľné racionálne čísla.
1. Vynásobte 8 | x3 12 x 7. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
24x23. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 x 3 12 x 7 x 8 x 12 x 8 12 x 24 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Faktorizujte | a2x3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.6. Cvičenia na sebarealizáciu
1. Vykonávajte akcie pomocou skrátených vzorcov násobenia. jeden) a 52;
2) 3 a 72;
3) a nb n2 .
4) 1 x 3;
3 y 3; | |||||
7) 8a28a2;
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. Vypočítajte pomocou skrátených multiplikačných identít:
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. Dokážte totožnosť:
jeden). 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 x2 bx ay2 .
4. Zoberte do úvahy nasledujúce polynómy:
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 x 3 y2 3 yz2 2 x 2 yz3 z3 ;
6) 24ax38bx12a19b;
7) 25 a 21 b 2q 2;
8) 9 5 a 4b 2 64a 2 ;
9) 121 n2 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 4,5 a 2 n 1;
16) 5 p 2 n q n 15 p 5 n q 2 n;
17) 4 a 7b 232 a 4b 5;
18) 7 x 24 r. 2 2 3 x 28 r. 2 2;
19) 1000 t 3 27 t 6 .
5. Vypočítajte najjednoduchším spôsobom:
1) 59 3 413 ;
2) 67 3 523 67 52. 119
6. Nájdite podiel a zvyšok delenia polynómu P x polynómom Q x : 1)P x 2x 4 x 3 5;Q x x 3 9x ;
2) P x 2 x 2; Q x x 3 2 x 2 x; 3) P x x 6 1; Qxx4 4x2 .
7. Dokážte, že polynóm x 2 2x 2 nemá skutočné korene.
8. Nájdite korene polynómu:
1) x 3 4 x;
2) x 3 3 x 2 5 x 15.
9. Faktorizujte:
1) 6 a 2 a 5 5a 3;
2) x 2 x 3 2 x 32 4 x 3 3 x 2;
3) x 3 6 x 2 11 x 6.
10. Riešte rovnice výberom celého štvorca:
1) x 2 2 x 3 0;
2) x 2 13 x 30 0 .
11. Nájdite hodnoty výrazu:
4 3 85 | ||||
16 6 | ||||
2 520 9 519 | ||||
1254
3) 5 3 25 7 ;
4) 0,01 2 ;
5) 06 .
12. Vypočítajte:
16 0,25 | 16 0,25 | |||||||||||||||||||||||
Definícia Výrazy ako 2 x 2 + 3 x + 5 sa nazývajú štvorcová trojčlenka. Vo všeobecnom prípade je štvorcová trojčlenka vyjadrením tvaru a x 2 + b x + c, kde a, b, c a, b, c sú ľubovoľné čísla a a ≠ 0. Uvažujme štvorcovú trojčlenku x 2 - 4 x + 5 . Zapíšme si to v tomto tvare: x 2 - 2 2 x + 5. Pripočítajme k tomuto výrazu 2 2 a odčítame 2 2, dostaneme: x 2 - 2 2 x + 2 2 - 2 2 + 5. Všimnite si, že x 2 - 2 2 x + 2 2 = (x - 2) 2, takže x 2 - 4 x + 5 = (x - 2) 2 - 4 + 5 = (x - 2) 2 + 1 . Premena, ktorú sme urobili, sa nazýva "výber celého štvorca zo štvorcového trojčlenu". Vyberte dokonalý štvorec zo štvorcového trojčlenu 9 x 2 + 3 x + 1 . Všimnite si, že 9 x 2 = (3 x) 2, `3x=2*1/2*3x`. Potom `9x^2+3x+1=(3x)^2+2*1/2*3x+1`. Sčítaním a odčítaním k výslednému výrazu `(1/2)^2` dostaneme `((3x)^2+2*1/2*3x+(1/2)^2)+1-(1/2)^2=(3x+1/2)^2+3/4`. Ukážme si, ako sa metóda extrakcie celého štvorca zo štvorcového trojčlenu používa na rozklad štvorcového trojčlenu. Vynásobte štvorcovú trojčlenku 4 x 2 - 12 x + 5 . Zo štvorcového trojčlenu vyberieme úplný štvorec: 2 x 2 - 2 2 x 3 + 3 2 - 3 2 + 5 = 2 x - 3 2 - 4 = (2 x - 3) 2 - 2 2 . Teraz použite vzorec a 2 - b 2 = (a - b) (a + b), dostaneme: (2 x - 3 - 2) (2 x - 3 + 2) = (2 x - 5) (2 x -1). Rozdeľte štvorcovú trojčlenku - 9 x 2 + 12 x + 5 . 9 x 2 + 12 x + 5 = - 9 x 2 - 12 x + 5 . Teraz si všimnite, že 9 x 2 = 3 x 2, - 12 x = - 2 3 x 2. K výrazu 9 x 2 - 12 x pridáme člen 2 2, dostaneme: 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 . Aplikujeme vzorec pre rozdiel štvorcov, máme: 9 x 2 + 12 x + 5 = 3 - 3 x - 2 3 + (3 x - 2) = (5 - 3 x) (3 x + 1) . Vynásobte štvorcovú trojčlenku 3 x 2 - 14 x - 5 . Výraz 3 x 2 nemôžeme znázorniť ako druhú mocninu nejakého výrazu, pretože sme sa to ešte v škole neučili. Toto si prejdete neskôr a už v úlohe č.4 budeme študovať odmocniny. Ukážme si, ako môžeme rozložiť daný štvorcový 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) `. Ukážeme, ako sa metóda úplného štvorca používa na nájdenie najväčších alebo najmenších hodnôt štvorcového trinomu. `(x)^2-2*x*1/2+(1/2)^2-(1/2)^2+3=(x-1/2)^2+11/4`. Všimnite si, že keď `x=1/2`, hodnota štvorcového trojčlenu je `11/4`, a keď `x!=1/2` sa k hodnote `11/4` pripočíta kladné číslo, takže získajte číslo väčšie ako 11/4. Najmenšia hodnota štvorcového trinomu je teda `11/4` a získa sa s `x=1/2`. Nájdite najväčšiu hodnotu štvorcového trojčlenu - 16 2 + 8 x + 6 . Zo štvorcového trojčlenu vyberieme úplný štvorec: - 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 . Pri `x=1/4` je hodnota štvorcového trojčlenu 7 a pri `x!=1/4` sa kladné číslo odpočíta od čísla 7, čiže dostaneme číslo menšie ako 7 . Číslo 7 je teda najväčšia hodnota štvorcového trinomu a získa sa s `x=1/4`. Rozdeľte čitateľa a menovateľa na faktor `(x^2+2x-15)/(x^2-6x+9)` a zlomok zrušte. Všimnite si, že menovateľ zlomku x 2 - 6 x + 9 = x - 3 2 . Čitateľa zlomku rozložíme na faktory pomocou metódy extrakcie celého štvorca zo štvorcového trojčlenu. 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). Tento zlomok bol zredukovaný do tvaru `((x+5)(x-3))/(x-3)^2` po zmenšení o (x - 3) dostaneme `(x+5)/(x-3 )“. Vynásobte polynóm x 4 - 13 x 2 + 36. Aplikujme na tento polynóm metódu úplného štvorca. `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=` Ako som už poznamenal, v integrálnom počte neexistuje vhodný vzorec na integráciu zlomku. A preto je tu smutný trend: čím je zlomok „vymyslenejší“, tým ťažšie je nájsť z neho integrál. V tomto smere sa treba uchýliť k rôznym trikom, o ktorých teraz budem diskutovať. Pripravení čitatelia môžu okamžite použiť obsah:
Čitateľ Metóda umelej transformáciePríklad 1 Mimochodom, uvažovaný integrál sa dá vyriešiť aj zmenou premennej metódy, označovaním , ale riešenie bude oveľa dlhšie. Príklad 2 Nájdite neurčitý integrál. Spustite kontrolu. Toto je príklad „urob si sám“. Treba poznamenať, že tu už nebude fungovať metóda variabilnej náhrady. Pozor dôležitá! Príklady č. 1, 2 sú typické a bežné. Najmä takéto integrály často vznikajú pri riešení iných integrálov, najmä pri integrácii iracionálnych funkcií (odmocnín). Vyššie uvedená metóda funguje aj v prípade ak je najvyššia mocnina čitateľa väčšia ako najvyššia mocnina menovateľa. Príklad 3 Nájdite neurčitý integrál. Spustite kontrolu. Začnime s čitateľom. Algoritmus výberu čitateľa je asi takýto: 1) V čitateli potrebujem usporiadať , ale tam . Čo robiť? Vložím do zátvoriek a vynásobím: . 2) Teraz sa pokúsim otvoriť tieto zátvorky, čo sa stane? . Hmm ... už lepšie, ale v čitateli nie je na začiatku žiadna dvojka. Čo robiť? Musíte vynásobiť: 3) Opätovné otvorenie držiakov: . A je tu prvý úspech! Potrebné sa ukázalo! Problém je však v tom, že sa objavil termín navyše. Čo robiť? Aby sa výraz nezmenil, musím do svojej konštrukcie pridať to isté: 4) Môžete. Skúsime: . Rozbaľte zátvorky druhého termínu: 5) Pre overenie opäť otváram zátvorky v druhom termíne: Ak je všetko vykonané správne, potom pri otvorení všetkých zátvoriek by sme mali dostať pôvodný čitateľ integrandu. Kontrolujeme: takto: Pripravený. V minulom semestri som aplikoval metódu privedenia funkcie pod diferenciál. Ak nájdeme deriváciu odpovede a privedieme výraz k spoločnému menovateľovi, dostaneme presne pôvodný integrand. Uvažovaná metóda expanzie do súčtu nie je nič iné ako reverzná akcia, aby sa výraz dostal do spoločného menovateľa. Algoritmus výberu čitateľa v takýchto príkladoch sa najlepšie vykoná na koncepte. S niektorými schopnosťami to pôjde aj psychicky. Pamätám si rekordnú dobu, keď som robil výber pre 11. mocninu a rozšírenie čitateľa trvalo takmer dva riadky Werdu. Príklad 4 Nájdite neurčitý integrál. Spustite kontrolu. Toto je príklad „urob si sám“. Metóda subsumovania pod znamienko diferenciálu pre jednoduché zlomkyPrejdime k ďalšiemu typu zlomkov. V skutočnosti už niekoľko prípadov s arcsínusom a arkustangentom v lekcii skĺzlo Metóda zmeny premennej v neurčitom integráli. Takéto príklady sú vyriešené uvedením funkcie pod znamienko diferenciálu a následnou integráciou pomocou tabuľky. Tu je niekoľko typických príkladov s dlhým a vysokým logaritmom: Príklad 5 Príklad 6 Tu je vhodné vyzdvihnúť tabuľku integrálov a riadiť sa akými vzorcami a ako prebieha transformácia. Poznámka, ako a prečoštvorce sú v týchto príkladoch zvýraznené. Najmä v príklade 6 musíme najskôr reprezentovať menovateľa ako , potom uveďte pod znamienko diferenciálu. A toto všetko musíte urobiť, aby ste mohli použiť štandardný tabuľkový vzorec . Ale na čo sa pozerať, skúste príklady č. 7,8 vyriešiť sami, hlavne, že sú dosť krátke: Príklad 7 Príklad 8 Nájdite neurčitý integrál: Ak si môžete overiť aj tieto príklady, potom sú vaše najlepšie rozlišovacie schopnosti veľmi rešpektované. Metóda výberu plného štvorcaIntegrály formulára, (koeficienty a nie sú rovné nule) sú vyriešené metóda výberu plného štvorca, ktorý sa už objavil v lekcii Geometrické transformácie grafov. V skutočnosti sa takéto integrály redukujú na jeden zo štyroch tabuľkových integrálov, ktoré sme práve uvažovali. A to sa dosiahne pomocou známych skrátených vzorcov násobenia: Vzorce sa používajú v tomto smere, to znamená, že myšlienkou metódy je umelo usporiadať výrazy v menovateli alebo a potom ich previesť na alebo. Príklad 9 Nájdite neurčitý integrál Toto je najjednoduchší príklad, kde s pojmom - jednotkový koeficient(a nie nejaké číslo alebo mínus). Pozeráme sa na menovateľa, tu je celá vec jasne zredukovaná na prípad. Začnime s prevodom menovateľa: Je zrejmé, že musíte pridať 4. A tak, aby sa výraz nezmenil - rovnaké štyri a odpočítať: Teraz môžete použiť vzorec: Po dokončení konverzie VŽDY je žiaduce vykonať spätný pohyb: všetko je v poriadku, nie sú žiadne chyby. Čistý dizajn predmetného príkladu by mal vyzerať asi takto: Pripravený. Prinesenie „voľnej“ komplexnej funkcie pod diferenciálne znamienko: by sa v zásade dalo zanedbať Príklad 10 Nájdite neurčitý integrál: Toto je príklad na samoriešenie, odpoveď je na konci hodiny. Príklad 11 Nájdite neurčitý integrál: Čo robiť, keď je vpredu mínus? V tomto prípade musíte zo zátvoriek vyňať mínus a usporiadať termíny v poradí, ktoré potrebujeme:. Neustále(v tomto prípade "dvojitý") nedotýkaj sa! Teraz pridáme jeden do zátvoriek. Pri analýze výrazu dospejeme k záveru, že ho potrebujeme za zátvorkou - pridajte: Tu je vzorec, použite: VŽDY vykonávame kontrolu návrhu: Čistý dizajn príkladu vyzerá asi takto: Komplikujeme úlohu Príklad 12 Nájdite neurčitý integrál: Tu s pojmom už nejde o jeden koeficient, ale o „päťku“. (1) Ak sa konštanta nachádza v, potom ju okamžite vyjmeme zo zátvoriek. (2) Vo všeobecnosti je vždy lepšie túto konštantu z integrálu vyňať, aby neprekážala. (3) Je zrejmé, že všetko sa zredukuje na vzorec . Je potrebné pochopiť pojem, a to získať „dvojku“ (4) Áno, . Takže pridáme k výrazu a odčítame rovnaký zlomok. (5) Teraz vyberte celý štvorec. Vo všeobecnom prípade je tiež potrebné vypočítať , ale tu máme dlhý logaritmický vzorec , a akcia nemá zmysel vykonávať, prečo - bude jasné o niečo nižšie. (6) V skutočnosti môžeme použiť vzorec , len namiesto "x" máme, čo nepopiera platnosť tabuľkového integrálu. Presne povedané, chýba jeden krok - pred integráciou mala byť funkcia uvedená pod diferenciálne znamienko: , ale ako som už viackrát poznamenal, často sa to zanedbáva. (7) V odpovedi pod koreňom je žiaduce otvoriť všetky zátvorky späť: Zložité? V integrálnom počte to nie je najťažšie. Uvažované príklady však nie sú také zložité, pretože vyžadujú dobrú výpočtovú techniku. Príklad 13 Nájdite neurčitý integrál: Toto je príklad „urob si sám“. Odpovedzte na konci lekcie. V menovateli sú integrály s koreňmi, ktoré sa pomocou náhrady redukujú na integrály uvažovaného typu, o nich si môžete prečítať v článku Komplexné integrály, ale je určený pre vysoko pripravených študentov. Uvedenie čitateľa pod znamienko diferenciáluToto je posledná časť lekcie, ale integrály tohto typu sú celkom bežné! Ak sa nahromadila únava, možno je lepšie čítať zajtra? ;) Integrály, ktoré budeme uvažovať, sú podobné integrálom z predchádzajúceho odseku, majú tvar: alebo (koeficienty a nie sú rovné nule). To znamená, že v čitateli máme lineárnu funkciu. Ako vyriešiť takéto integrály? Online kalkulačka. Tento matematický program extrahuje druhú mocninu dvojčlenu zo štvorcového trojčlenu, t.j. vykoná transformáciu formulára: |