Reszta z dzielenia przez dwumian $x-a$ to wartość wielomianu w punkcie $a$.
Przykład: Reszta z dzielenia $x^3+2x-1$ przez $x-1$ to $W(1)=2$.
📘Teoria 4
Wielomiany
Pojęcia podstawowe
Wielomian stopnia $n$: $W(x)=a_nx^n+\ldots+a_1x+a_0$, gdzie $a_n\ne0$. Liczbę $a_n$ nazywamy współczynnikiem wiodącym, a $a_0$ — wyrazem wolnym.
Twierdzenie Bézouta
$$W(x)=(x-a)Q(x)+W(a)$$
Reszta z dzielenia przez dwumian $(x-a)$ równa się wartości wielomianu w punkcie $a$. Stąd kluczowy wniosek:
$$(x-a)\mid W(x) \iff W(a)=0$$
Uwaga na znak: dla dzielnika $(x+2)$ podstawiamy $a=-2$.
Pierwiastki wymierne
Jeśli współczynniki są całkowite, każdy pierwiastek wymierny $\frac{p}{q}$ (ułamek nieskracalny) spełnia: $p$ dzieli wyraz wolny, $q$ dzieli współczynnik wiodący. Gdy $a_n=1$, pierwiastki wymierne są całkowite i dzielą wyraz wolny.
Rozkład na czynniki
Metody: wyłączanie przed nawias, grupowanie, wzory skróconego mnożenia, dzielenie przez znaleziony dwumian (schemat Hornera).
Rozkładamy na czynniki, zaznaczamy pierwiastki na osi i rysujemy krzywą od prawej góry (gdy współczynnik wiodący jest dodatni). Przy pierwiastku o krotności nieparzystej krzywa przechodzi przez oś, przy parzystej — odbija się.
Na co uważać
Twierdzenie o pierwiastkach wymiernych wskazuje tylko kandydatów — każdego trzeba sprawdzić podstawieniem. Nie gwarantuje też, że pierwiastki wymierne w ogóle istnieją (wielomian $x^3-2$ nie ma żadnego).
Rozkład wielomianów — techniki i kolejność kroków
Po co rozkładać
Rozkład na czynniki zamienia równanie wielomianowe na iloczyn, który jest zerem tylko wtedy, gdy zeruje się któryś czynnik. To najskuteczniejsza metoda rozwiązywania równań wyższych stopni.
Kolejność działań
Wspólny czynnik — zawsze najpierw wyłączamy największy wspólny czynnik.
Pierwiastki całkowite wielomianu o współczynnikach całkowitych są dzielnikami wyrazu wolnego. To zawęża listę kandydatów do sprawdzenia.
Równość wielomianów
Dwa wielomiany są równe, gdy mają identyczne współczynniki przy tych samych potęgach. Stąd metoda współczynników nieoznaczonych.
Na co uważać
Przy dzieleniu pisemnym nie gub brakujących potęg. Sprawdzaj znak przy przechodzeniu od pierwiastka do czynnika.
Pierwiastki wymierne i wykres wielomianu
Twierdzenie o pierwiastkach wymiernych
Jeśli ułamek nieskracalny $\frac{p}{q}$ jest pierwiastkiem wielomianu o współczynnikach całkowitych, to $p$ dzieli wyraz wolny, a $q$ — współczynnik wiodący.
Dla wielomianu unormowanego (wiodący $=1$) pierwiastki wymierne są całkowite i dzielą wyraz wolny — to zawęża listę kandydatów.
Znajdowanie pierwiastków
Wypisujemy dzielniki wyrazu wolnego i sprawdzamy je kolejno. Znaleziony pierwiastek $a$ daje czynnik $(x-a)$ (twierdzenie Bézouta) — dzielimy i szukamy dalej wśród reszty.
Krotność pierwiastka
Czynnik $(x-a)^k$ oznacza pierwiastek $a$ o krotności $k$. Wielomian stopnia $n$ ma co najwyżej $n$ pierwiastków (licząc z krotnościami).
Zachowanie wykresu w miejscu zerowym
W pierwiastku o krotności nieparzystej wykres przecina oś $OX$, zmieniając znak. W pierwiastku o krotności parzystej — dotyka osi i odbija się.
Ramiona wykresu
Dla stopnia nieparzystego ramiona idą w przeciwnych kierunkach, dla parzystego — w tę samą stronę. Kierunek zależy od znaku współczynnika wiodącego.
Na co uważać
Pierwiastek $a$ daje czynnik $(x-a)$ — uważaj na znak. Suma kwadratów (np. $x^2+1$) nie ma pierwiastków rzeczywistych.
Wniosek. Oba są pierwiastkami. Twierdzenie o pierwiastkach wymiernych: kandydaci to $\frac{p}{q}$, gdzie $p\mid1$ (wyraz wolny), $q\mid2$ (współczynnik wiodący) — stąd $\frac12$ w grze.
Odpowiedź: oba są pierwiastkami.
Zadanie nr 13
Ile ramion wykresu wielomianu $W(x)=x^3$ zmierza w górę, a ile w dół, dla $x\to+\infty$ i $x\to-\infty$?
Dla stopnia nieparzystego ze współczynnikiem wiodącym dodatnim ramiona idą w przeciwnych kierunkach:
$$x\to+\infty:\ W(x)\to+\infty$$
$$x\to-\infty:\ W(x)\to-\infty$$
Reguła. Nieparzysty stopień — ramiona przeciwne (jedno w górę, jedno w dół); parzysty stopień — ramiona w tę samą stronę.
Odpowiedź: prawe ramię w górę, lewe w dół.
Zadanie nr 14
Kandydatami na pierwiastki wymierne $W(x)=2x^2-3x+1$ są liczby postaci $\frac{p}{q}$, gdzie:
A$p\mid2$, $q\mid1$
B$p,q$ dowolne
C$p\mid1$, $q\mid2$
D$p\mid3$, $q\mid1$
W twierdzeniu o pierwiastkach wymiernych licznik $p$ dzieli wyraz wolny ($1$), a mianownik $q$ — współczynnik wiodący ($2$):
$$p\mid1,\qquad q\mid2$$
Kandydaci: $\pm1,\ \pm\frac12$.
Odpowiedź: C. $p\mid1$, $q\mid2$.
Zadanie nr 15
Rozłóż na czynniki $W(x)=x^3-7x+6$, wiedząc, że $x=1$ jest pierwiastkiem.
Krok 1 — potwierdzamy: $W(1)=1-7+6=0$ ✔
Krok 2 — dzielimy przez $(x-1)$:
$$x^3-7x+6=(x-1)\left(x^2+x-6\right)$$
Krok 3 — rozkładamy trójmian. Liczby o iloczynie $-6$ i sumie $1$ to $3$ i $-2$:
$$x^2+x-6=(x+3)(x-2)$$
Krok 4 — pełny rozkład:
$$W(x)=(x-1)(x-2)(x+3)$$
Odpowiedź: $(x-1)(x-2)(x+3)$.
Zadanie nr 16
Wielomian $W(x)=x^2+1$ ma pierwiastków rzeczywistych:
A$0$
B$1$
C$2$
Dnieskończenie wiele
Równanie $x^2+1=0$ daje $x^2=-1$, co nie ma rozwiązań rzeczywistych.
Wykres leży w całości nad osią $OX$ — nie ma miejsc zerowych.
Odpowiedź: A. $0$.
Zadanie nr 17
Znajdź pierwiastek wymierny wielomianu $W(x)=2x^3-x^2-8x+4$ i rozłóż go na czynniki.
Krok 1 — kandydaci wymierni $\frac{p}{q}$: $p\mid4$, $q\mid2$, więc $\pm1,\pm2,\pm4,\pm\frac12$.
Krok 4 — przebieg. Od dołu z lewej, przecina oś w $-1$, rośnie, schodzi i dotyka osi w $2$, potem rośnie do $+\infty$.
Odpowiedź: przecięcie w $-1$, odbicie w $2$, lewe ramię w dół, prawe w górę.
Zadanie nr 20
Wykaż, że wielomian $W(x)=x^3+x+1$ nie ma pierwiastków wymiernych.
Krok 1 — twierdzenie o pierwiastkach wymiernych. Ewentualny pierwiastek wymierny $\frac{p}{q}$ ma $p\mid1$ (wyraz wolny) i $q\mid1$ (współczynnik wiodący), więc kandydaci to tylko $\pm1$.
Krok 2 — sprawdzamy $x=1$:
$$W(1)=1+1+1=3\neq0$$
Krok 3 — sprawdzamy $x=-1$:
$$W(-1)=-1-1+1=-1\neq0$$
Krok 4 — wniosek. Żaden z jedynych możliwych kandydatów wymiernych nie jest pierwiastkiem, więc wielomian nie ma pierwiastków wymiernych. $\qquad ∎$
Uwaga. Wielomian ma pierwiastek rzeczywisty (stopień nieparzysty gwarantuje co najmniej jeden), ale jest on niewymierny — około $-0{,}68$.
Zadanie nr 1
Rozwiązaniem równania $x(x-3)=0$ są liczby:
Atylko $3$
B$0$ i $3$
Ctylko $0$
D$-3$
Iloczyn jest zerem, gdy któryś czynnik jest zerem:
$$x=0 \quad\text{lub}\quad x-3=0$$
$$x=0 \quad\text{lub}\quad x=3$$
Odpowiedź: B. $0$ i $3$.
Zadanie nr 2
Rozwiąż równanie $(x-2)(x+1)(x-5)=0$.
Przyrównujemy każdy czynnik do zera:
$$x=2,\quad x=-1,\quad x=5$$
Odpowiedź: $x\in\{-1,\ 2,\ 5\}$.
Zadanie nr 3
Rozwiąż równanie $x^3=4x$.
Krok 1 — przenosimy wszystko na jedną stronę:
$$x^3-4x=0 \quad\Rightarrow\quad x(x^2-4)=0$$
Krok 2 — rozkładamy:
$$x(x-2)(x+2)=0$$
Krok 3 — pierwiastki:
$$x=0,\quad x=2,\quad x=-2$$
Uwaga: nie wolno dzielić przez $x$ — straciłoby się pierwiastek $x=0$.
Odpowiedź: $x\in\{-2,\ 0,\ 2\}$.
Zadanie nr 4
Wielomian $W(x)=x^3$ dla $x\to+\infty$ dąży do:
A$0$
B$-\infty$
C$+\infty$
D$1$
Dla dużych dodatnich $x$ sześcian rośnie nieograniczenie:
$$x\to+\infty \Rightarrow x^3\to+\infty$$
Odpowiedź: C. $+\infty$.
Zadanie nr 5
Podaj miejsca zerowe wielomianu $W(x)=(x+3)(x-1)^2$.
Uwaga na znaki: z czynnika $(x+5)$ pierwiastkiem jest $-5$, a nie $5$.
Odpowiedź: A. $0$, $2$, $-5$.
Zadanie nr 7
Rozłóż na czynniki: $2x^3-8x$.
Krok 1 — wyłączamy wspólny czynnik $2x$:
$$2x^3-8x=2x\left(x^2-4\right)$$
Krok 2 — różnica kwadratów w nawiasie:
$$2x(x-2)(x+2)$$
Kolejność ma znaczenie: najpierw wspólny czynnik, potem wzory. Pominięcie pierwszego kroku dałoby rozkład niepełny.
Odpowiedź: $2x(x-2)(x+2)$.
Zadanie nr 8
Rozłóż na czynniki przez grupowanie: $x^3-3x^2+2x-6$.
Krok 1 — grupujemy:
$$\left(x^3-3x^2\right)+(2x-6)$$
Krok 2 — wyłączamy z grup:
$$x^2(x-3)+2(x-3)$$
Krok 3 — wspólny nawias:
$$(x-3)\left(x^2+2\right)$$
Sprawdzenie dla $x=3$: pierwotny wielomian daje $27-27+6-6=0$, a w rozkładzie czynnik $(x-3)$ się zeruje ✔
Odpowiedź: $(x-3)(x^2+2)$.
Zadanie nr 9
Ile pierwiastków rzeczywistych ma wielomian $(x-1)^2(x+3)$?
A$3$
B$0$
C$1$
D$2$
Pierwiastki to $x=1$ (podwójny) oraz $x=-3$ (pojedynczy). Różnych wartości pierwiastków są dwie.
Uwaga na sformułowanie. Pierwiastek $x=1$ liczymy jako jedną wartość, choć jego krotność wynosi $2$. Pytanie o liczbę pierwiastków zwykle dotyczy różnych wartości.
To suma kwadratów, a nie różnica — nie ma wzoru skróconego mnożenia, który by ją rozkładał w liczbach rzeczywistych.
Dlaczego: $x^2+4=0$ dawałoby $x^2=-4$, co nie ma rozwiązań rzeczywistych. Brak pierwiastków oznacza brak czynników liniowych.
Uwaga: tylko różnica kwadratów $x^2-4$ się rozkłada. Suma — nie.
Odpowiedź: C. nie rozkłada się.
Zadanie nr 17
Rozłóż całkowicie na czynniki: $3x^4-3x^2-36$.
Krok 1 — wyłączamy wspólny czynnik $3$:
$$3\left(x^4-x^2-12\right)$$
Krok 2 — podstawienie. Niech $t=x^2$:
$$3\left(t^2-t-12\right)$$
Krok 3 — rozkładamy trójmian. Szukamy liczb o iloczynie $-12$ i sumie $-1$: to $-4$ i $3$:
$$3(t-4)(t+3)$$
Krok 4 — wracamy do $x$:
$$3\left(x^2-4\right)\left(x^2+3\right)$$
Krok 5 — dokończamy rozkład. Czynnik $x^2-4$ to różnica kwadratów, a $x^2+3$ jest nierozkładalny:
$$3(x-2)(x+2)\left(x^2+3\right)$$
Odpowiedź: $3(x-2)(x+2)(x^2+3)$.
Zadanie nr 18
Sprawdź, czy $x=2$ jest pierwiastkiem wielomianu $W(x)=x^3-3x^2+4$, a następnie rozłóż go na czynniki.
Krok 1 — sprawdzamy pierwiastek:
$$W(2)=8-12+4=0 \ ✔$$
Skoro $W(2)=0$, to z twierdzenia Bézouta $(x-2)$ jest dzielnikiem wielomianu.
Krok 2 — dzielimy $W(x)$ przez $(x-2)$. Wynik dzielenia:
$$x^3-3x^2+4=(x-2)\left(x^2-x-2\right)$$
Krok 3 — rozkładamy trójmian. Liczby o iloczynie $-2$ i sumie $-1$ to $-2$ i $1$:
$$x^2-x-2=(x-2)(x+1)$$
Krok 4 — pełny rozkład:
$$W(x)=(x-2)^2(x+1)$$
Wniosek. Pierwiastek $x=2$ jest podwójny, a $x=-1$ pojedynczy.
Sprawdzenie dla $x=-1$: $-1-3+4=0$ ✔
Zadanie nr 19
Rozwiąż nierówność $(x-1)(x+2)(x-4)>0$, korzystając z rozkładu na czynniki.
Krok 1 — miejsca zerowe. Wielomian zeruje się w punktach:
$$x=-2,\quad x=1,\quad x=4$$
Krok 2 — oś i znaki. Miejsca zerowe dzielą oś na cztery przedziały. Sprawdzamy znak w każdym, biorąc liczbę próbną:
$x=-3$: $(-)(-)(-)=-$ — ujemny
$x=0$: $(-)(+)(-)=+$ — dodatni
$x=2$: $(+)(+)(-)=-$ — ujemny
$x=5$: $(+)(+)(+)=+$ — dodatni
Krok 3 — wybieramy przedziały dodatnie. Szukamy, gdzie wielomian jest większy od zera:
$$x\in(-2,\ 1)\cup(4,\ +\infty)$$
Reguła wstęgowa. Dla wielomianu z pojedynczymi pierwiastkami znak zmienia się przy każdym z nich — wystarczy ustalić znak w skrajnym przedziale i naprzemiennie.
Odpowiedź: $x\in(-2,\ 1)\cup(4,\ +\infty)$.
Zadanie nr 20
Wykaż, że wielomian $W(x)=x^3-x$ jest podzielny przez $6$ dla każdej liczby całkowitej $x$.
Odpowiedź: $a=-6$, $b=11$, trzeci pierwiastek to $3$.
Zadanie nr 20
Wykaż, że wielomian $W(x)=x^4+x^2+1$ nie ma pierwiastków rzeczywistych.
Metoda — szacowanie od dołu. Dla każdego rzeczywistego $x$ zachodzi:
$$x^4\ge 0 \qquad\text{oraz}\qquad x^2\ge 0$$
Zatem:
$$W(x)=x^4+x^2+1\ge 0+0+1=1>0$$
Wielomian przyjmuje wyłącznie wartości dodatnie, więc nigdy nie osiąga zera. Nie ma zatem pierwiastków rzeczywistych. ∎
Uwaga: w zadaniach „wykaż, że” sprawdzenie kilku liczb nie jest dowodem — potrzebne jest oszacowanie prawdziwe dla każdego $x$.
📄Zadania z arkuszy 37
Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.
Zadanie nr 8 · Matura 2024
Dany jest wielomian \(W(x)=3x^3+6x^2+9x\)
Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
Wielomian \(W\) jest iloczynem wielomianów \(F(x)=3x\) i \(G(x)=x^2+2x+3\)
P
F
Liczba \((-1)\) jest rozwiązaniem równania \(W(x)=0\)
P
F
Krok 1. Ocena prawdziwości pierwszego zdania.
Mnożąc przez siebie wielomiany \(F(x)\) oraz \(G(x)\), otrzymamy:
$$3x\cdot(x^2+2x+3)=3x^3+6x^2+9x$$
Otrzymaliśmy więc w ten sposób wielomian \(W(x)\), zatem zdanie jest prawdą.
Krok 2. Ocena prawdziwości drugiego zdania.
Aby się dowiedzieć, czy \(-1\) jest rozwiązaniem tego równania, trzeba sprawdzić, czy po podstawieniu \(x=-1\) do wyrażenia \(3x^3+6x^2+9x\), otrzymamy wartość równą \(0\). W związku z tym:
$$3\cdot(-1)^3+6\cdot(-1)^2+9\cdot(-1)=$$
$$=3\cdot(-1)+6\cdot1+(-9)=$$
$$=-3+6-9=-6$$
To oznacza, że zdanie jest fałszem.
Zadanie nr 9 · Matura 2024
Rozwiąż równanie \(x^3-2x^2-3x+6=0\).
Aby rozwiązać to równanie, najprościej będzie skorzystać z metody grupowania. Całość obliczeń będzie wyglądać następująco:
$$x^3-2x^2-3x+6=0$$
$$x^2(x-2)-3(x-2)=0$$
$$(x^2-3)(x-2)=0$$
Aby powyższe równanie było równe \(0\), to wartość któregoś z tych nawiasów musi być równa \(0\), zatem:
$$x^2-3=0 \quad\lor\quad x-2=0$$
$$x^2=3 \quad\lor\quad x=2$$
$$x=\sqrt{3} \quad\lor\quad x=-\sqrt{3} \quad\lor\quad x=2$$
Zadanie nr 9 · Matura 2023
Rozwiąż równanie \(3x^3-2x^2-12x+8=0\).
Aby rozwiązać to równanie, najprościej będzie skorzystać z metody grupowania. Całość obliczeń będzie wyglądać następująco:
$$3x^3-2x^2-12x+8=0$$
$$x^2\cdot(3x-2)-4\cdot(3x-2)=0$$
$$(x^2-4)\cdot(3x-2)=0$$
Aby powyższe równanie było równe \(0\), to wartość któregoś z tych nawiasów musi być równa \(0\), zatem:
$$x^2-4=0 \quad\lor\quad 3x-2=0$$
$$x^2=4 \quad\lor\quad 3x=2$$
$$x=2 \quad\lor\quad x=-2 \quad\lor\quad x=\frac{2}{3}$$
Zadanie nr 6 · Próbny 2023
Dany jest wielomian \(W(x)=2(x-1)(x+3)(x^2+4)\). Iloczyn wszystkich rzeczywistych pierwiastków tego wielomianu jest równy:
A\(-6\)
B\(-3\)
C\(12\)
D\(24\)
Pierwiastkami wielomianu nazywamy wszystkie te zmienne \(x\), dla których wielomian przyjmuje wartość równą \(0\). Mówiąc wprost, musimy rozwiązać następujące równanie:
$$2(x-1)(x+3)(x^2+4)=0$$
Jest to równanie w postaci iloczynowej, więc wystarczy przyrównać wszystkie wartości do zera, zatem:
$$x-1=0 \quad\lor\quad x+3=0 \quad\lor\quad x^2+4=0$$
$$x=1 \quad\lor\quad x=-3 \quad\lor\quad x^2=-4$$
Z ostatniego równania \(x^2=-4\) nie otrzymamy rozwiązań, ponieważ nie istnieje jakakolwiek liczba rzeczywista, która podniesiona do kwadratu dałaby ujemny wynik. Stąd też jedynymi pierwiastkami tego wielomianu będą \(x=1\) oraz \(x=-3\).
Celem zadania jest podanie iloczynu wszystkich rzeczywistych pierwiastków, zatem:
$$1\cdot(-3)=-3$$
Zadanie nr 9 · Matura 2023
Rozwiąż równanie \(3x^3-2x^2-12x+8=0\).
Aby rozwiązać to równanie, najprościej będzie skorzystać z metody grupowania. Całość obliczeń będzie wyglądać następująco:
$$3x^3-2x^2-12x+8=0$$
$$x^2\cdot(3x-2)-4\cdot(3x-2)=0$$
$$(x^2-4)\cdot(3x-2)=0$$
Aby powyższe równanie było równe \(0\), to wartość któregoś z tych nawiasów musi być równa \(0\), zatem:
$$x^2-4=0 \quad\lor\quad 3x-2=0$$
$$x^2=4 \quad\lor\quad 3x=2$$
$$x=2 \quad\lor\quad x=-2 \quad\lor\quad x=\frac{2}{3}$$
Zadanie nr 6 · Matura 2022
Jedną z liczb spełniających nierówność \(x^4-3x^3+3\lt0\) jest:
A\(1\)
B\((-1)\)
C\(2\)
D\((-2)\)
Podana w treści zadania nierówność jest nierównością czwartego stopnia i to taką, której raczej nie umiemy samodzielnie rozwiązać. Zadanie polega tak naprawdę na podstawieniu po kolei każdej odpowiedzi do wyrażenia \(x^4-3x^3+3\) i sprawdzeniu, kiedy otrzymamy wynik większy od zera. Sprawdźmy zatem po kolei każdą z możliwości:
Dla \(x=1\):
\(x^4-3x^3+3=1^4-3\cdot1^3+3=1-3+3=1\)
Dla \(x=-1\):
\(x^4-3x^3+3=(-1)^4-3\cdot(-1)^3+3=1-(-3)+3=1+3+3=7\)
Dla \(x=2\):
\(x^4-3x^3+3=2^4-3\cdot2^3+3=16-24+3=-5\)
Dla \(x=-2\):
\(x^4-3x^3+3=(-2)^4-3\cdot(-2)^3+3=16-(-8)+3=16+24+3=43\)
Wynik mniejszy od zera otrzymaliśmy jedynie dla \(x=2\), stąd też to właśnie będzie jedna z liczb, która spełnia naszą nierówność.
Krok 1. Rozwiązanie równania.
Pierwiastki równania to po prostu rozwiązania równania. Aby rozwiązać podane równanie musimy postąpić tak jak przy postaci iloczynowej, czyli przyrównać wszystkie wartości w nawiasach oraz przed nawiasem do zera. W związku z tym:
$$x=0 \quad\lor\quad x^2+16=0 \quad\lor\quad x-11=0 \quad\lor\quad x+12=0$$
$$x=0 \quad\lor\quad x^2=-16 \quad\lor\quad x=11 \quad\lor\quad x=-12$$
Z drugiego równania nie otrzymamy rozwiązać, bo nie istnieje jakakolwiek liczba rzeczywista \(x\), która podniesiona do kwadratu dałaby \(-16\). W związku z tym zostaje nam \(x=0\), \(x=11\) oraz \(x=-12\).
Krok 2. Obliczenie sumy pierwiastków równania.
Suma wszystkich pierwiastków równania będzie więc równa:
$$0+11+(-12)=11-12=-1$$
Zadanie nr 3 · Matura 2019
Jedną z liczb spełniających nierówność \((x-6)\cdot(x-2)^2\cdot(x+4)\cdot(x+10)\gt0\) jest:
A\(-5\)
B\(0\)
C\(3\)
D\(5\)
Najprościej będzie odpowiedzieć na to pytanie podstawiając po kolei każdą z proponowanych odpowiedzi:
Gdy \(x=-5\):
\((-5-6)\cdot (-5-2)^2\cdot (-5+4)\cdot (-5+10)=\)
\(=-11\cdot(-7)^2\cdot(-1)\cdot5=\)
\(=-11\cdot49\cdot(-1)\cdot5=2695\)
Gdy \(x=0\):
\((0-6)\cdot (0-2)^2\cdot (0+4)\cdot (0+10)=\)
\(=-6\cdot(-2)^2\cdot4\cdot10=\)
\(=-6\cdot4\cdot4\cdot10=-960\)
Gdy \(x=3\):
\((3-6)\cdot (3-2)^2\cdot (3+4)\cdot (3+10)=\)
\(=-3\cdot1^2\cdot7\cdot13=\)
\(=-3\cdot1\cdot7\cdot13=-273\)
Gdy \(x=5\):
\((5-6)\cdot (5-2)^2\cdot (5+4)\cdot (5+10)=\)
\(=-1\cdot3^2\cdot9\cdot15=\)
\(=-1\cdot9\cdot9\cdot15=-1215\)
Wartość większą od \(0\) osiągnęliśmy jedynie w pierwszym przypadku, stąd też \(x=-5\) jest liczbą spełniającą tę nierówność.
Tutaj też taka mała podpowiedź: W tym zadaniu akurat liczby były dość proste do wymnożenia (zwłaszcza z kalkulatorem). Można tutaj jednak było poradzić sobie bez szczegółowych obliczeń, wystarczyło pamiętać o tym, że jeżeli mamy nieparzystą ilość liczb ujemnych, to liczba na pewno będzie ujemna.
Zadanie nr 3 · Matura 2018
Wskaż liczbę spełniającą nierówność \((4-x)(x+3)(x+4)\gt0\).
A\(5\)
B\(16\)
C\(-4\)
D\(-2\)
Dana liczba będzie spełniać nierówność wtedy, kiedy po podstawieniu tej liczby otrzymamy prawidłową zależność. Musimy więc podstawić do nierówności po kolei każdą z odpowiedzi:
Odp. A. \(x=5\)
\((4-5)(5+3)(5+4)\gt0\)
\(-1\cdot8\cdot9\gt0\)
\(-72\gt0\)
Nierówność jest fałszywa.
Odp. B. \(x=16\)
\((4-16)(16+3)(16+4)\gt0\)
\(-12\cdot19\cdot20\gt0\)
\(-4560\gt0\)
Nierówność jest fałszywa.
Odp. C. \(x=-4\)
\((4-(-4)(-4+3)(-4+4)\gt0\)
\(8\cdot(-1)\cdot0\gt0\)
\(0\gt0\)
Nierówność jest fałszywa.
Odp. D. \(x=-2\)
\((4-(-2))(-2+3)(-2+4)\gt0\)
\(6\cdot1\cdot2\gt0\)
\(12\gt0\)
Nierówność jest prawdziwa.
To oznacza, że z proponowanych odpowiedzi tylko \(x=-2\) spełniała naszą nierówność.
Zadanie nr 5 · Matura 2017
Dla każdej liczby rzeczywistej \(x\) wyrażenie \(x^6-2x^3-3\) jest równe:
A\((x^3+1)(x^2-3)\)
B\((x^3-3)(x^3+1)\)
C\((x^2+3)(x^4-1)\)
D\((x^4+1)(x^2-3)\)
Możemy wymnożyć każdą z odpowiedzi i sprawdzić kiedy otrzymamy wyrażenie z treści zadania:
Odp. A. \((x^3+1)(x^2-3)=x^5-3x^3+x^2-3\)
Odp. B. \((x^3-3)(x^3+1)=x^6+x^3-3x^3-3=x^6-2x^3-3\)
Odp. C. \((x^2+3)(x^4-1)=x^6-x^2+3x^4-3=x^6+3x^4-x^2-3\)
Odp. D. \((x^4+1)(x^2-3)=x^6-3x^4+x^2-3\)
Pożądany wynik otrzymaliśmy tylko w odpowiedzi B.
Zadanie nr 25 · Próbny 2016
Dla jakich wartości \(m\) równanie \(x(3x-6)(x^3+27)(x+m)=0\) z niewiadomą \(x\) ma trzy różne rozwiązania?
Krok 1. Wyznaczenie rozwiązań równania.
Korzystając z własności postaci iloczynowej możemy przyrównać poszczególne wyrażenia do zera, otrzymując:
$$x=0 \quad\lor\quad 3x-6=0 \quad\lor\quad x^3+27=0 \quad\lor\quad x+m=0$$
$$x=0 \quad\lor\quad 3x=6 \quad\lor\quad x^3=-27 \quad\lor\quad x=-m$$
$$x=0 \quad\lor\quad x=2 \quad\lor\quad x=-3 \quad\lor\quad x=-m$$
Krok 2. Interpretacja otrzymanego wyniku.
Chcemy, by nasze równanie miało trzy różne rozwiązania. Widzimy, że otrzymaliśmy już trzy konkretne wartości \(x=0, x=2, x=-3\), a to oznacza, że całe równanie będzie miało trzy rozwiązania tylko wtedy, gdy równanie \(x=-m\) "zdubluje się" z otrzymanym już wynikiem. Możemy więc zapisać, że równanie ma trzy rozwiązania, gdy (uwaga na znaki!):
$$m=0 \quad\lor\quad m=-2 \quad\lor\quad m=3$$
Możemy nawet zapisać, że \(m\in\{-2,0,3\}\).
Zadanie nr 7 · Matura 2016
Spośród liczb, które są rozwiązaniami równania \((x-8)(x^2-4)(x^2+16)=0\), wybrano największą i najmniejszą. Suma tych dwóch liczb jest równa:
A\(12\)
B\(10\)
C\(6\)
D\(4\)
Krok 1. Wskazanie rozwiązań równania.
Równanie mamy podane w postaci iloczynowej, więc aby jego wartość była równa zero, to któraś z wartości w nawiasach musi być równa zero, zatem:
$$(x-8)(x^2-4)(x^2+16)=0$$
$$x-8=0 \quad\lor\quad x^2-4=0 \quad\lor\quad x^2+16=0$$
$$x=8 \quad\lor\quad x=2 \quad\lor\quad x=-2 \quad\lor\quad x^2=-16$$
Równanie \(x^2=-16\) nie ma rozwiązań, bo nie istnieje żadna taka liczba rzeczywista, która mogłaby je spełniać.
Krok 2. Obliczenie pożądanej sumy dwóch liczb.
Najmniejszą liczbą będącą rozwiązaniem tego równania jest \(-2\), największą jest \(8\), zatem suma tych dwóch liczb jest równa: \(-2+8=6\).
Zadanie nr 18 · Próbny 2014
Wielomian \(W=x^3-2x^2+4x-8\) po rozłożeniu na czynniki ma postać:
A\(W=(x-2)^2(x+2)\)
B\(W=(x-2)(x^2+4)\)
C\(W=(x-2)(x+2)^2\)
D\(W=(x+2)(x^2+4)\)
Powyższy wielomian możemy rozpisać w następujący sposób:
$$W=x^3-2x^2+4x-8$$
$$W=x^2(x-2)+4(x-2)$$
$$W=(x-2)(x^2+4)$$
Zadanie nr 9 · Matura 2014
Dane są wielomiany: \(W(x)=2x^2-1\), \(P(x)=x^3+x\) i \(Q(x)=(1-x)(x+1)\). Stopień wielomianu \(W(x)\cdot P(x)\cdot Q(x)\) jest równy:
A\(3\)
B\(6\)
C\(7\)
D\(12\)
Krok 1. Obliczenie stopnia wielomianu \(Q(x)\).
Stopień wielomianu to tak naprawdę jego najwyższa potęga jaka pojawia się w danym zapisie. W przypadku \(W(x)\) mamy drugi stopień wielomianu (bo pojawia się \(x^2\)), a \(P(x)\) jest wielomianem trzeciego stopnia (bo mamy \(x^3\)). Musimy poznać jeszcze stopień wielomianu \(Q(x)\):
$$Q(x)=(1-x)(x+1)$$
$$Q(x)=x+1-x^2-x$$
$$Q(x)=-x^2+1$$
Czyli \(Q(x)\) jest wielomianem drugiego stopnia.
Krok 2. Obliczenie stopnia iloczynu \(W(x)\cdot P(x)\cdot Q(x)\).
Nie musimy wymnażać przez siebie wszystkich wyrazów, aby poznać rozwiązanie tego zadania. Wystarczy wymnożyć przez siebie tylko te wyrazy z najwyższymi potęgami w każdym z wielomianów. Cała reszta nas nie interesuje. Zatem:
$$2x^2\cdot x^3\cdot(-x^2)=-2x^{2+3+2}=-2x^7$$
To oznacza, że powstanie nam wielomian siódmego stopnia.
Zadanie nr 11 · Matura 2013
Wielomian \(W(x)=(3x^2-2)^2\) jest równy wielomianowi:
A\(9x^4-12x^2+4\)
B\(9x^4+12x^2+4\)
C\(9x^4-4\)
D\(9x^4+4\)
Zgodnie ze wzorem skróconego mnożenia \((a-b)^2=a^2-2ab+b^2\) otrzymamy:
$$(3x^2-2)^2=(3x^2)^2-2\cdot3x^2\cdot2+2^2=$$
$$=9x^4-12x^2+4$$
Jeśli masz problem z określeniem ile to jest \((3x^2)^2\) to można to sobie rozpisać jako:
$$(3x^2)^2=3^2\cdot(x^2)^2=9\cdot x^{2\cdot2}=9x^4$$
Zadanie nr 10 · Próbny 2013
Wielomian \(W(x)\) jest stopnia czwartego. Pierwiastkiem dwukrotnym tego wielomianu jest liczba \(-1\). Po rozłożeniu na czynniki wielomian ten może być postaci:
A\(-2(x-1)^2(x^2+1)\)
B\((x+1)^2(x-4)\)
C\(-(x+1)^2(x^2+3)\)
D\((x-1)(x+1)(x+2)(x-3)\)
Jeżeli dwukrotnym pierwiastkiem (czyli po prostu rozwiązaniem) tego wielomianu jest liczba \(-1\), to na pewno częścią składową tego wielomianu zapisanego w postaci iloczynowej będzie wyrażenie \((x+1)^2\). Zostają nam więc już tak naprawdę tylko dwie odpowiedzi do wyboru - B oraz C.
Wiemy też, że wielomian jest stopnia czwartego (czyli najwyższa potęga przy iksie musi być równa \(4\)). To wyklucza nam odpowiedź B, bo tutaj po wymnożeniu wszystkich wyrazów będziemy mieć maksymalnie \(x^3\). Prawidłową odpowiedzią jest więc odpowiedź C.
Zadanie nr 26 · Próbny 2013
Dany jest wielomian \(W(x)=-2x^3+3x^2-(k+2)x-6\). Wyznacz wartość \(k\), wiedząc, że liczba \(-2\) jest pierwiastkiem wielomianu \(W(x)\).
Skoro liczba \(-2\) jest pierwiastkiem (czyli rozwiązaniem) wielomianu, to znaczy że podstawiając do tego wielomianu \(x=-2\) otrzymamy wartość równą \(0\). W związku z tym:
$$-2\cdot(-2)^3+3\cdot(-2)^2-(k+2)\cdot(-2)-6=0$$
$$-2\cdot(-8)+3\cdot4-(-2k-4)-6=0$$
$$16+12+2k+4-6=0$$
$$26+2k=0$$
$$26=-2k$$
$$k=-13$$
Zadanie nr 12 · Matura 2013
Iloczyn wielomianów \(2x-3\) oraz \(-4x^2-6x-9\) jest równy:
A\(-8x^3+27\)
B\(-8x^3-27\)
C\(8x^3+27\)
D\(8x^3-27\)
Aby obliczyć iloczyn tych wielomianów musimy tak naprawdę poprawnie wymnożyć przez siebie poszczególne wyrazy:
$$(2x-3)\cdot(-4x^2-6x-9)=$$
$$=-8x^3-12x^2-18x+12x^2+18x+27=$$
$$=-8x^3+27$$
Zadanie nr 17 · Matura 2013
Funkcja \(f(x)=3x(x^2+5)(2-x)(x+1)\) ma dokładnie:
Adwa miejsca zerowe
Btrzy miejsca zerowe
Ccztery miejsca zerowe
Dpięć miejsc zerowych
Aby wyznaczyć miejsca zerowe tej funkcji wystarczy przyrównać wielomian \(3x(x^2+5)(2-x)(x+1)\) do zera. Jest to postać iloczynowa, więc aby wartość takiego wyrażenia była równa zero, to któryś z czynników musi być równy zero, zatem:
$$3x(x^2+5)(2-x)(x+1)=0$$
$$3x=0 \quad\lor\quad x^2+5=0 \quad\lor\quad 2-x=0 \quad\lor\quad x+1=0$$
$$x=0 \quad\lor\quad x^2=-5 \quad\lor\quad x=2 \quad\lor\quad x=-1$$
Z racji tego, że nie istnieje żadna liczba, która podniesiona do kwadratu dałaby wartość ujemną, to z równania \(x^2=-5\) nie otrzymamy żadnych rozwiązań. To oznacza, że funkcja ta ma trzy miejsca zerowe: \(x=0\), \(x=2\) oraz \(x=-1\).
Zadanie nr 10 · Matura 2012
Wielomian \(W(x)=x^6+x^3-2\) jest równy iloczynowi:
A\((x^3+1)(x^2-2)\)
B\((x^3-1)(x^3+2)\)
C\((x^2+2)(x^4-1)\)
D\((x^4-2)(x+1)\)
Możemy wymnożyć poszczególne nawiasy w każdej z odpowiedzi i sprawdzić, która odpowiedź da nam wartość równą wielomianowi \(W(x)\). Można jednak do zadania podejść nieco sprytniej.
Na samym wstępie powinniśmy odrzucić odpowiedzi \(A\) i \(D\). Dlaczego? W wyniku mnożenia wyrazów o najwyższej potędze otrzymamy w obydwu tych odpowiedziach \(x^5\), a my potrzebujemy mieć \(x^6\). Zostają nam więc tylko odpowiedzi \(B\) i \(C\), bo tu faktycznie wystąpi \(x^6\).
Odpowiedź \(C\) możemy odrzucić z tego względu, że jakichkolwiek wyrazów nie wymnożymy, to nie otrzymamy \(x^3\). Otrzymamy za to np. \(2x^4\), której nie ma w naszym wielomianie. Z tego też wynika, że poszukiwaną odpowiedzią jest \(B\), a oto dowód:
Odp. A. \((x^3+1)(x^2-2)=x^5-2x^3+x^2-2\)
Odp. B. \((x^3-1)(x^3+2)=x^6+x^3-2\)
Odp. C. \((x^2+2)(x^4-1)=x^6-x^2+2x^4-2\)
Odp. D. \((x^4-2)(x+1)=x^5+x^4-2x-2\)
Zadanie nr 6 · Próbny 2012
Wielomian \(4x^2-100\) jest równy:
A\((2x-10)^2\)
B\((2x-10)(2x+10)\)
C\(4(x-10)^2\)
D\(4(x-10)(x+10)\)
W tym zadaniu wykorzystamy następujący wzór skróconego mnożenia: \(a^2-b^2=(a+b)(a-b)\).
Krok 1. Zapisanie wielomianu w formie \(a^2-b^2\).
Spróbujmy doprowadzić nasz wielomian do postaci \(a^2-b^2\), co pozwoli nam później zastosować wzór skróconego mnożenia, a więc:
$$4x^2-100=(2x)^2-10^2$$
Krok 2. Wykorzystanie wzoru skróconego mnożenia.
Zgodnie ze wzorem skróconego mnożenia:
$$(2x)^2-10^2=(2x-10)(2x+10)$$
A to oznacza, że prawidłowa jest druga odpowiedź.
Jeśli nie jesteśmy w stanie dostrzec tych wszystkich zależności to mogliśmy też po prostu wymnożyć każdy z wariantów znajdujących się w odpowiedziach \(ABCD\) i sprawdzić, która wartość byłaby równa \(4x^2-100\).
Zadanie nr 15 · Próbny 2012
Wielomian \(W(x)=x^3-2x^2-4x+8\) po rozłożeniu na czynniki ma postać wyrażenia:
A\(x^2(x-2)\)
B\(x^2(x-4)\)
C\((x+2)(x-2)^2\)
D\((x-2)(x+2)^2\)
Powyższy wielomian możemy rozpisać w następujący sposób:
$$W(x)=x^3-2x^2-4x+8$$
$$W(x)=x^2(x-2)-4(x-2)$$
$$W(x)=(x^2-4)(x-2)$$
$$W(x)=(x+2)(x-2)(x-2)$$
$$W(x)=(x+2)(x-2)^2$$
Zadanie nr 28 · Matura 2012
Liczby \(x_{1}=-4\) i \(x_{2}=3\) są pierwiastkami wielomianu \(W(x)=x^3+4x^2-9x-36\). Oblicz trzeci pierwiastek tego wielomianu.
Krok 1. Wyłączenie wspólnych części przed nawias.
Z pierwszych dwóch wyrazów tego wielomianu możemy wyłączyć przed nawias wartość \(x^2\). Z trzeciego i czwartego wyrazu możemy wyłączyć liczbę \(-9\). Zatem:
$$x^3+4x^2-9x-36=0$$
$$x^2(x+4)-9(x+4)=0$$
$$(x^2-9)(x+4)=0$$
Krok 2. Rozwiązanie równania.
Równanie mamy w postaci iloczynowej, tak więc aby całość była równa \(0\), to któraś z wartości w nawiasach musi być równa \(0\). Zatem:
$$x^2-9=0 \quad\lor\quad x+4=0$$
$$x=3 \quad\lor\quad x=-3 \quad\lor\quad x=-4$$
Porównując otrzymane wyniki okazuje się, że trzecim pierwiastkiem tego wielomianu (który nie znalazł się w treści zadania) jest \(x_{3}=-3\).
Zadanie nr 11 · Matura 2011
Dane są wielomiany \(W(x)=x^3+3x^2+x-11\) i \(V(x)=x^3+3x^2+1\). Stopień wielomianu \(W(x)-V(x)\) jest równy:
A\(0\)
B\(1\)
C\(2\)
D\(3\)
Aby poznać stopień wielomianu (czyli tak naprawdę najwyższą wartość potęgi przy niewiadomej \(x\)) musimy zgodnie z treścią zadania odjąć od siebie te dwa wielomiany. Aby uniknąć błędu dobrze jest sobie to rozpisać przy użyciu nawiasów, wtedy nie pomylimy się ze znakami, zatem:
$$W(x)-V(x)=x^3+3x^2+x-11-(x^3+3x^2+1)=$$
$$=x^3+3x^2+x-11-x^3-3x^2-1=x-12$$
Otrzymaliśmy wynik równy \(x-12\), zatem jest to wielomian pierwszego stopnia. Jeśli nie jesteś co do tego przekonany, to zawsze można to zapisać jako \(x^1-12\).
Zadanie nr 17 · Próbny 2011
Dane są wielomiany \(W(x)=x^4-1\) oraz \(V(x)=x^4+1\). Stopień wielomianu \(W(x)+V(x)\) jest równy:
A\(4\)
B\(8\)
C\(16\)
D\(0\)
Stopień wielomianu to tak naprawdę największa liczba która znajduje się przy potędze iksa w danym wielomianie. Aby poznać poszukiwany stopień musimy najpierw wykonać dodawanie tych wielomianów, zatem:
$$W(x)+V(x)=x^4-1+x^4+1=2x^4$$
Nasz \(x\) jest podnoszony do potęgi czwartej, zatem stopień wielomianu jest równy \(4\).
Zadanie nr 6 · Matura 2011
Wielomian \(x^2-100\) jest równy:
A\((x-10)^2\)
B\((x-10)(x+10)\)
C\((x-50)^2\)
D\((x-50)(x+50)\)
Korzystając ze wzoru skróconego mnożenia \(a^2-b^2=(a-b)(a+b)\) możemy zapisać, że:
$$x^2-100=x^2-10^2=(x-10)(x+10)$$
Zadanie nr 26 · Matura 2011
Dane są wielomiany \(P(x)=-2x^3+3x^2-1\), \(Q(x)=2x^2-x-1\) oraz \(W(x)=ax+b\). Wyznacz współczynniki \(a\) i \(b\), tak aby wielomian \(P(x)\) był równy iloczynowi \(W(x)\cdot Q(x)\).
Krok 1. Wymnożenie wielomianów \(W(x)\) oraz \(Q(x)\).
Skoro iloczyn \(W(x)\cdot Q(x)\) ma być równy \(P(X)\) to poznajmy na początku wartość tego iloczynu:
$$W(x)\cdot Q(x)=(ax+b)\cdot(2x^2-x-1)=$$
$$=2ax^3-ax^2-ax+2bx^2-bx-b=$$
$$=2ax^3-ax^2+2bx^2-ax-bx-b=$$
$$=2ax^3+(-a+2b)x^2+(-a-b)x-b$$
Krok 2. Przyrównanie wielomianu \(P(x)\) do otrzymanego wyniku iloczynu.
Zgodnie z treścią zadania nasz wielomian \(P(x)\) jest równy dokładnie temu, co obliczyliśmy w pierwszym kroku. To pozwoli nam poznać wartości współczynników \(a\) oraz \(b\) bo możemy przyrównać do siebie poszczególne fragmenty tych wielomianów, a konkretniej wartości stojące przed \(x^3\), przed \(x^2\), przed \(x\) oraz wyrazy wolne:
W wielomianie \(P(x)\) przed \(x^3\) mamy liczbę \(-2\). W iloczynie przed \(x^3\) otrzymaliśmy \(2a\). Zatem:
$$-2=2a$$
$$a=-1$$
W wielomianie \(P(x)\) przed \(x^2\) mamy liczbę \(3\). W iloczynie przed \(x^2\) otrzymaliśmy \(-a+2b\). Wartość \(a\) już znamy, zatem:
$$3=-a+2b$$
$$3=-(-1)+2b$$
$$3=1+2b$$
$$2=2b$$
$$b=1$$
Dalej już porównywać nie musimy, bo z dwóch pierwszych porównań wyszło nam, że \(a=-1\) oraz \(b=1\).
Zadanie nr 11 · Próbny 2010
Liczba \(2\) jest pierwiastkiem wielomianu \(W(x)=x^3+ax^2+6x-4\). Współczynnik \(a\) jest równy:
A\(2\)
B\(-2\)
C\(4\)
D\(-4\)
Jeśli dana liczba jest pierwiastkiem wielomianu to znaczy, że po jej podstawieniu do wzoru powinniśmy otrzymać wartość równą \(0\). W naszym przypadku prawdziwa powinna być więc równość \(W(2)=0\).
Krok 1. Obliczenie wartości wielomianu dla \(x=2\).
$$W(x)=x^3+ax^2+6x-4$$
$$W(x)=2^3+a\cdot2^2+6\cdot2-4$$
$$W(x)=8+4a+12-4$$
$$W(x)=16+4a$$
Krok 2. Obliczenie wartości parametru \(a\).
Skoro wartość wielomianu dla \(x=2\) powinna nam wyjść równa \(0\), a wyszło nam \(16+4a\), to znaczy że \(16+4a=0\). Za pomocą tej równości obliczamy wartość parametru \(a\).
$$16+4a=0$$
$$4a=-16$$
$$a=-4$$
Zadanie nr 5 · Próbny 2010
Dane są wielomiany \(W(x)=3x^3-2x^2+4\) oraz \(M(x)=x^3-2x^2+5\). Wielomian \(W(x)-M(x)\) jest równy:
A\(4x^3+9\)
B\(2x^3+1\)
C\(2x^3-1\)
D\(4x^3-4x^2+9\)
Zgodnie z poleceniem musimy odjąć od siebie te wielomiany i uprościć cały zapis:
$$W(x)-M(x)=3x^3-2x^2+4-(x^3-2x^2+5)=$$
$$=3x^3-2x^2+4-x^3+2x^2-5=2x^3-1$$
Zadanie nr 11 · Matura 2010
Liczba \(2\) jest pierwiastkiem wielomianu \(W(x)=x^3+ax^2+6x-4\). Współczynnik \(a\) jest równy:
A\(2\)
B\(-2\)
C\(4\)
D\(-4\)
Jeśli dana liczba jest pierwiastkiem wielomianu to znaczy, że po jej podstawieniu do wzoru powinniśmy otrzymać wartość równą \(0\). W naszym przypadku prawdziwa powinna być więc równość \(W(2)=0\).
Krok 1. Obliczenie wartości wielomianu dla \(x=2\).
$$W(x)=x^3+ax^2+6x-4$$
$$W(x)=2^3+a\cdot2^2+6\cdot2-4$$
$$W(x)=8+4a+12-4$$
$$W(x)=16+4a$$
Krok 2. Obliczenie wartości parametru \(a\).
Skoro wartość wielomianu dla \(x=2\) powinna nam wyjść równa \(0\), a wyszło nam \(16+4a\), to znaczy że \(16+4a=0\). Za pomocą tej równości obliczamy wartość parametru \(a\).
$$16+4a=0$$
$$4a=-16$$
$$a=-4$$
Zadanie nr 5 · Matura 2010
Dane są wielomiany \(W(x)=-2x^3+5x^2-3\) oraz \(P(x)=2x^3+12x\). Wielomian \(W(x)+P(x)\) jest równy:
A\(5x^2+12x-3\)
B\(4x^3+5x^2+12x-3\)
C\(4x^6+5x^2+12x-3\)
D\(4x^3+12x^2-3\)
Naszym zadaniem jest tak naprawdę tylko dodanie tych wielomianów i ewentualnie uproszczenie otrzymanego wyniku. Uważajmy tylko na znaki.
$$W(x)+P(x)=(-2x^3+5x^2-3)+(2x^3+12x)=$$
$$=-2x^3+5x^2-3+2x^3+12x=5x^2+12x-3$$
Zadanie nr 7 · Próbny 2009
Dane są wielomiany \(W(x)=x^3-3x+1\) oraz \(V(x)=2x^3\). Wielomian \(W(x)\cdot V(x)\) jest równy:
A\(2x^5-6x^4+2x^3\)
B\(2x^6-6x^4+2x^3\)
C\(2x^5+3x+1\)
D\(2x^5+6x^4+2x^3\)
Przy tego typu zadaniach musimy wymnożyć przez siebie poszczególne wyrazy wielomianów. W tym konkretnym przypadku od razu widać, że prawidłowa musi być odpowiedź druga, bo powstały wielomian na pewno będzie wielomianem szóstego stopnia, a tylko w drugiej odpowiedzi znalazła się taka opcja. Jeśli jednak tego nie dostrzeżemy, to możemy zawsze wymnożyć wszystkie wyrazy, zatem:
$$W(x)\cdot V(x)=(x^3-3x+1)\cdot2x^3=$$
$$=x^3\cdot2x^3-3x\cdot2x^3+1\cdot2x^3=2x^6-6x^4+2x^3$$
Zadanie nr 13 · Próbny 2009
Dane są wielomiany \(W(x)=x-4\) i \(M(x)=x^2-2x\). Wielomian \(W(x)\cdot M(x)\) jest równy:
A\(x^3-2x^2-8x\)
B\(x^3-6x^2+8x\)
C\(x^3-4x^2-10x\)
D\(x^3-4x^2+6x\)
Naszym zadaniem jest po prostu wymnożenie przez siebie tych dwóch wielomianów:
$$W(x)\cdot M(x)=(x-4)\cdot(x^2-2x)=$$
$$=x^3-2x^2-4x^2+8x=$$
$$=x^3-6x^2+8x$$
Zadanie nr 10 · Matura
Dany jest wielomian \(W(x)=x^3-9x^2+26x-24\), który ma trzy pierwiastki całkowite. Jednym z pierwiastków tego wielomianu jest liczba:
A\(13\)
B\(12\)
C\(7\)
D\(2\)
Ustalmy najpierw najważniejszą rzecz, czyli czym są pierwiastki wielomianu, ponieważ nie mają one nic wspólnego z pierwiastkami arytmetycznymi. Pierwiastkiem wielomianu nazywamy taką liczbę rzeczywistą, dla której ten wielomian przyjmuje wartość równą \(0\). Mówiąc więc wprost, celem zadania jest rozwiązanie równania \(x^3-9x^2+26x-24=0\).
Równanie jako takie jest bardzo trudne do samodzielnego rozwiązania na poziomie podstawowym. Takim najszybszym sposobem byłoby chyba rozbicie tego równania na postać \(x^3-3x^2-6x^2+18x+8x-24=0\), co pozwoliłoby nam to rozpisać w taki sposób:
$$x^3-3x^2-6x^2+18x+8x-24=0$$
$$x^2(x-3)-6x(x-3)+8(x-3)=0$$
$$(x-3)(x^2-6x+8)=0$$
Teraz przyrównując wartości w nawiasach do zera, otrzymalibyśmy do rozwiązania dwa równania:
$$x-3=0 \quad\lor\quad x^2-6x+8=0$$
Rozwiązaniem pierwszego równania jest oczywiście \(x=3\), a rozwiązaniem równania kwadratowego \(x^2-6x+8=0\) są liczby \(2\) oraz \(4\), co sprawia, że to równanie ma trzy rozwiązania: \(x=2\), \(x=3\) oraz \(x=4\). Jedno z tych rozwiązań, czyli \(x=2\), znajduje się w proponowanych odpowiedziach i to właśnie ta odpowiedź byłaby prawidłowa.
Jeśli jednak nie potrafimy rozwiązywać takich równań, to można byłoby podejść do tematu jeszcze inaczej - wystarczyłoby podstawiać w miejsce \(x\) poszczególne odpowiedzi i sprawdzić, kiedy otrzymamy wynik równy \(0\). Tak stałoby się dla odpowiedzi \(x=2\), ponieważ:
$$W(2)=2^3-9\cdot2^2+26\cdot2-24$$
$$W(2)=8-9\cdot4+52-24$$
$$W(2)=8-36+52-24$$
$$W(2)=0$$
Zadanie nr 13 · Matura
Dany jest wielomian \(W(x)=x^3-4x^2+x+6\), gdzie \(x\in R\).
Dokończ zdanie tak, aby było prawdziwe. Wybierz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie spośród 1., 2. albo 3.
Wielomian \(W(x)\) jest podzielny przez:
Wielomian jest podzielny przez dwumian typu \((x-a)\) wtedy, gdy \(W(a)=0\). Mówiąc bardzo obrazowo, musimy podstawić do wielomianu \(x=3\) oraz \(x=6\) i sprawdzić, kiedy otrzymamy wartość równą \(0\). W związku z tym:
$$W(3)=3^3-4\cdot3^2+3+6$$
$$W(3)=27-4\cdot9+9$$
$$W(3)=27-36+9$$
$$W(3)=0$$
To oznacza, że wielomian jest podzielny przez dwumian \((x-3)\), ponieważ liczba \(x=3\) jest pierwiastkiem wielomianu.
Zadanie nr 15 · Matura
Rozwiąż równanie
$$-2x^3+x^2+18x-9=0$$
Tego typu równania najprościej jest rozwiązywać metodą grupowania, wyłączając odpowiednie czynniki przed nawias:
$$-2x^3+x^2+18x-9=0$$
$$x^2(-2x+1)-9(-2x+1)=0$$
$$(x^2-9)(-2x+1)=0$$
Otrzymaliśmy postać iloczynową, zatem możemy teraz przyrównać wartości w nawiasach do zera:
$$x^2-9=0 \quad\lor\quad -2x+1=0$$
$$x^2=9 \quad\lor\quad -2x=-1$$
$$x=3 \quad\lor\quad x=-3 \quad\lor\quad x=\frac{1}{2}$$
Zadanie nr 16 · Matura
Rozwiąż równanie
$$-x^3+13x-12=0$$
Krok 1. Zapisanie równania w postaci iloczynowej.
Najprościej byłoby zauważyć, że liczba \(1\) jest pierwiastkiem wielomianu, ponieważ \(W(1)=0\).
$$W(1)=-1^3+13\cdot1-12$$
$$W(1)=-1+13-12$$
$$W(1)=0$$
Skoro tak, to możemy podzielić wielomian \(W(x)=-x^3+13x-12\) przez \(x-1\). Jak wykonać takie dzielenie? Możemy to zrobić za pomocą dzielenia pisemnego, albo też korzystając z tak zwanego schematu Hornera. Ta druga metoda wydaje się nieco szybsza, więc to właśnie ją zastosujemy. W tym celu musimy zbudować następującą tabelkę:
$$\begin{array}{|c|c|c|c|c|} \hline \; & -1 & 0 & 13 & -12 \\ \hline 1 & -1 & \; & \; & \; \\ \hline \end{array}$$
Liczby w górnym wierszu to współczynniki wielomianu \(-x^3+13x-12\) (zwróć uwagę, że nie mamy tutaj \(x^2\), stąd też w tym miejscu w tabelce pojawiło się \(0\)). W lewym dolnym rogu mamy \(1\), bo właśnie jedynka jest jednym z pierwiastków tego wielomianu, a liczbę \(-1\) przepisaliśmy z górnego wiersza. Teraz musimy uzupełnić dolny wiersz tabeli, wykonując następujące działania:
\(1\cdot(-1)+0=-1+0=-3 \Rightarrow\) Pod liczbą \(0\) wpisujemy \(-1\)
\(1\cdot(-1)+13=-1+13=12 \Rightarrow\) Pod liczbą \(13\) wpisujemy \(12\)
\(1\cdot12+(-12)=12-12=0 \Rightarrow\) Pod liczbą \(-12\) wpisujemy \(0\)
To oznacza, że wynikiem dzielenia wielomianu \(-x^3+13x-12\) przez dwumian \(x-1\) jest \(-x^2-x+12\). W takim razie możemy stwierdzić, że równanie z treści zadania da się zapisać w postaci:
$$(x-1)(-x^2-x+12)=0$$
Krok 2. Rozwiązanie powstałego równania.
Najtrudniejsze już za nami, teraz musimy rozwiązać powstałe równanie w postaci iloczynowej. W tym celu wystarczy przyrównać wartości w nawiasach do zera, zatem:
$$x-1=0 \quad\lor\quad -x^2-x+12=0$$
Z pierwszego równania otrzymamy rozwiązanie \(x=1\). Musimy jeszcze rozwiązać to drugie równanie, które jest równaniem kwadratowym zapisanym w postaci ogólnej. W takiej sytuacji skorzystamy oczywiście z niezawodnej delty:
To oznacza, że będziemy mieć trzy rozwiązania tego równania:
$$x=1 \quad\lor\quad x=3 \quad\lor\quad x=-4$$
Zacznij dziś
Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje
Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.