Задача
Разложите на множители с действительными коэффициентами многочлены:
| а) x4 + 4; | ж) (a + b + c)3 – a3 – b3 – c3; |
| б) 2x3 + x2 + x – 1; | з) (x – y)5 + (y - z)5 + (z – x)5; |
| в) x10 + x5 + 1; | и) a8 + a6b2 + a4b4 + a2b6 + b8; |
| г) a3 + b3 + c3 – 3abc; | к) (x2 + x + 1)2 + 3x(x2 + x + 1) + 2x2; |
| д) x3 + 3xy + y3 – 1; | л) a4 + b4 + c4 - 2a2b2 – 2a2c2 – 2b2c2; |
| е) x2y2 – x2 + 4xy – y2 + 1; | м) (x + 1)(x + 3)(x + 5)(x + 7) + 15. |
Решение
б) 2x3 + x2 + x – 1 = x3 – 1 + x(x2 + x + 1) = (x2 + x + 1)(x + 1 + x). в) x10 + x5 + 1 = x10 – x7 + x7 – x4 + x5 – x2 + x4 – x + x2 + x + 1 = (x7 + x4 + x4 + x)(x3 – 1) + x2 + x + 1 =
= (x2 + x + 1)((x7 + x4 + x2 + x)(x – 1) + 1) = (x2 + x + 1)(x8 – x7 + x5 – x4 + x3 – x + 1). г) a3 + b3 + c3 – 3abc = (a + b)3 + c3 – 3ab(a + b) – 3abc = (a + b + с)((a + b)2 – (a + b)c + c2) – 3ab(a + b + с) =
= (a + b + с)(a2 + b2 + c2 – ab – aс – bс). д) Положив в равенстве из г) a = x, b = y, c = –1, получим x3 + y3 – 1 + 3xy = (x + y – 1)(x2 + y2 + 1 – xy + x + y).е) x2y2 – x2 + 4xy – y2 + 1 = x2y2 + 2xy + 1 – (x2 – 2xy + y2) = (xy + 1)2 – (x – y)2 = (xy + 1 – x + y)(xy + 1 + x – y). ж) Первый способ. (a + b + c)3 – a3 – b3 – c3 = (a + b + c)3 – a3 – (b3 + c3) = (b + c)((a + b + c)2 + a(a + b + c) + a2) – (b + c)(b2 – bc + c2) =
и)Первый способ. $$a^8 + a^6 b^2 + a^4 b^4 + a^2 b^6 + b^8 = \frac{a^{10} - b^{10}}{a^2-b^2} = \frac{a^5 - b^5}{a-b} \cdot \frac{a^5 + b^5}{a+b}=$$ $$=(a^4+a^3b+a^2b^2+ab^3+b^4) (a^4-a^3b+a^2b^2-ab^3+b^4).$$Второй способ(Яшнов М.А.). При замене $a^2 = x$, $b^2 = y$ получим симметрический многочлен четвёртой степени $x^4 + x^3 y + x^2 y^2 + x y^3 + y^4$. Будем искать разложение вида $(x^2+y^2+m x y) (x^2+y^2+n x y)$. Раскрыв скобки и приравняв коэффициенты при соответственных одночленах, получим условия $mn=-1$ и $m+n=1$, то есть $m$ и $n$ — корни квадратного уравнения $t^2-t-1=0$. Следовательно, исходный многочлен представим в виде произведения $$\bigg(x^2+y^2+\frac{1+\sqrt{5}}{2} x y \bigg) \cdot \bigg(x^2+y^2+\frac{1-\sqrt{5}}{2} x y \bigg) = $$ $$\bigg(a^4+b^4+\frac{1+\sqrt{5}}{2} a^2 b^2 \bigg) \cdot \bigg(a^4+b^4+\frac{1-\sqrt{5}}{2} a^2 b^2 \bigg).$$
к) a2+ 3ab+ 2a2= (a + b)(a+ 2b), поэтому (x2+x+ 1)2+ 3x(x2+x+ 1) + 2x2= (x2+ 2x+ 1)(x2+ 3x+ 1).л) a4 + b4 + c4 – 2a2b2 – 2a2c2 – 2b2c2 = (a2 + b2 – c2)2 – 4a2b2 = (a2 – 2ab + b2 – c2)(a2 + 2ab + b2 – c2) =
= ((a – b)2 – c2)((a + b)2 – c2) = (a – b – c)(a – b + c)(a + b – c)(a + b + c). м) (x + 1)(x + 3)(x + 5)(x + 7) + 15 = (x + 1)(x + 7)(x + 3)(x + 5) + 15 = (x2 + 8x + 11 – 4)(x2 + 8x + 11 + 4) + 15 = (x2 + 8x + 11)2 – 16 + 15 =
= (x2 + 8x + 11)2 – 1 = (x2 + 8x + 10)(x2 + 8x + 12) = (x2 + 8x + 10)(x + 2)(x + 6).
Ответ
а) (x2 – 2x + 2)(x2 + 2x + 2); б) (2x + 1)(x2 + x + 1); в) (x2 + x + 1)(x8 – x7 + x5 – x4 + x3 – x + 1);
г) (a + b + c)(a2 + b2 + c2 – ab – ac – bc); д) (x + y – 1)(x2 – xy + y2 + x + y + 1);
е) (xy – x + y + 1)(xy + x – y + 1); ж) 3(a + b)(a + c)(b + c);
з) 5(x – y)(y – z)(z – x)(x2 + y2 + z2 – xy – yz – xz); и) (a4 + a3b + a2b2 + ab3 + b4)(a4 – a3b + a2b2 – ab3 + b4);
к) (x + 1)2(x2 + 3x + 1); л) (a – b – c)(a – b + c)(a + b – c)(a + b + c); м) (x + 2)(x + 6)(x2 + 8x + 10).
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь