Jednomian
jednej zmiennej to wyrażenie w postaci
ax
, gdzie a jest ustaloną liczbą rzeczywistą, zwaną
współczynnikiem jednomianu, n jest liczbą naturalną, a x jest
zmienną.
Podobnie można określić
jednomian kilku zmiennych. Jednomianami są na przykład wyrażenia: 2xz, -7a,
xy
z, 15. Nie są jednomianami wyrażenia w postaci:
, 2
.
Dwa jednomiany nazywamy
podobnymi, jeśli w każdym z
nich występują te same czynniki literowe w odpowiednio równych potęgach. Na
przykład Jednomianami podobnymi są: 5x i - 2x
, 3x
y
i - 4x
y
, gdzie m, n
N.
Wielomianem nazywamy wyrażenie będące sumą jednomianów lub jednomianem.
Wielomianami są na przykład:
5a - 4b + 2c, 2x + xy - 3y
, 5x
- 4x
+ 5. Szczególne znaczenie mają wielomiany jednej zmiennej.
Wielomianem stopnia n zmiennej rzeczywistej x nazywamy wyrażenie, które ma postać
a+a
x+a
x
+…+a
x
gdzie a, a
, a
, …, a
R, a
0 i n
N.
Liczby a, a
, a
, …, a
nazywamy współczynnikami wielomianu.
Jeżeli a 0 i a
= a
= …= a
=0, to taki wielomian jest wielomianem stałym, a jego
stopień równa się zeru. Natomiast jeżeli a
= a
= a
= …= a
=0, to mamy wielomian zerowy. Przyjmuje się, że wielomian
zerowy nie ma określonego stopnia.
Dwa wielomiany są równe wtedy i tylko wtedy, gdy są wielomianami tego samego stopnia i mają równe współczynniki przy odpowiednich potęgach zmiennej.
Jeśli w wielomianie jednej zmiennej w miejsce zmiennej podstawimy ustaloną liczbę, to po wykonaniu wskazanych działań otrzymamy wartość wielomianu dla tej liczby. W wielomianie k zmiennych należy podstawić ciąg k liczb, aby otrzymać wartość liczbową wielomianu dla tego ciągu.
Miejscem zerowym wielomianu nazywamy liczbę, dla której wartość wielomianu jest równa 0. W zbiorze wielomianów tych samych zmiennych wykonalne są działania dodawania, odejmowania i mnożenia.
Dodawanie wielomianów wykonujemy w ten sposób, że opuszczamy nawiasy i do jednego wielomianu dopisujemy składniki pozostałych wielomianów z ich znakami.
Odejmowanie dwóch wielomianów wykonujemy w ten sposób, że opuszczamy nawiasy i do pierwszego wielomianu dopisujemy składniki drugiego wielomianu z przeciwnymi znakami.
Jeżeli składnikami wielomianów są jednomiany podobne, to można przeprowadzić ich redukcję. Mnożąc wielomian przez jednomian, stosujemy prawo rozdzielności mnożenia względem dodawania:
(a + b)c = ac + bc
Aby pomnożyć jednomian przez wielomian, mnożymy ten jednomian przez każdy składnik wielomianu i tworzymy sumę tak otrzymanych jednomianów.
Aby pomnożyć wielomian przez wielomian, stosujemy kilkakrotnie prawo rozdzielności
mnożenia względem dodawania:
(a + b)(c + d) = (a + b)c + (a + b)d = ac + bc + ad + bd
Aby pomnożyć wielomian przez wielomian, mnożymy każdy składnik jednego
wielomianu przez każdy składnik drugiego wielomianu i tworzymy sumę tak otrzymanych składników.
Jeśli pomnożymy odpowiednio dobrane wielomiany, to możemy otrzymać tzw. wzory skróconego mnożenia. Przypominamy niektóre z nich:
(a + b) = a
+ 2ab + b
(a - b) = a- 2ab + b
(a + b)(a – b) =
a-
b
(a + b) = a
+ 3a
b
+ 3ab
+
b
(a - b) = a
- 3a
b
+ 3ab
+
b
(a + b) (a-ab
+ b
)
= a
+ b
(a - b) (a+
ab + b
)
= a
- b
Twierdzenie o rozkładzie wielomianu: Dla każdego wielomianu W i każdego niezerowego wielomianu H istnieją wielomiany Q, R takie, że W = Q • H + R i stopień R jest mniejszy od stopnia H lub R jest wielomianem zerowym (nie ma on określonego stopnia).
Wielomian R nazywamy resztą z dzielenia W przez H .
Jeśli R jest wielomianem zerowym , to mówimy, że wielomian H jest dzielnikiem wielomianu W. W takim przypadku otrzymujemy równość W = Q • H. Z równości tej wynika, że Q też jest dzielnikiem W.
Miejsca zerowe wielomianu
Przypominamy, że miejscem zerowym (pierwiastkiem) wielomianu
W = ax
+ a
x
+ … + a
x+ a
jest
każda taka liczba r, że W(r) = 0.
Poznamy pewne twierdzenia,
które ułatwią znajdowanie miejsc zerowych
wielomianu.
Twierdzenie Bézout Liczba a jest miejscem zerowym wielomianu W wtedy i tylko wtedy, gdy wielomian W jest podzielny przez dwumian x — a.
Z drugiej części twierdzenia Bézout wynika, że reszta z dzielenia wielomianu W przez dwumian (x — a) jest równa wartości wielomianu W dla x — a, czyli równa się W (a).
Twierdzenie o pierwiastkach całkowitych
wielomianu: Jeżeli współczynniki wielomianu ax
+ a
x
+ … + a
x+ a
, gdzie a
0, są liczbami całkowitymi i wielomian ma miejsce
zerowe r będące liczbą całkowitą, to r jest dzielnikiem wyrazu
wolnego a
.
Twierdzenie o postaci iloczynowej Jeżeli wielomian W = ax
+ a
x
+ … + a
x+ a
, gdzie a
0, ma n różnych miejsc zerowych x
, x
, x
, …, x
, to
W = a(x – x
)(x - x
)…(x - x
)(x - x
)
Twierdzenie o rozkładzie wielomianu na czynniki Każdy wielomian można przedstawić w postaci iloczynu czynników co najwyżej drugiego stopnia.
Dla W = (x + 2)(x
– 3) liczba r jest k-krotnym miejscem zerowym
wielomianu W, jeśli ten wielomian jest podzielny przez (x — r)
i nie jest podzielny przez (x - r)
, k
N
.