Lecție pentru bacalaureat · Matematică

Rădăcini ale polinoamelor: Bézout, Viète, ecuații algebrice

Clasa a XII-a

Ideile de bază pe scurt și, unde există, exercițiile din subiectele de BAC care le verifică. Lecția completă, animată, cu grile și exerciții corectate, e în aplicația Tomomi.

Pe scurt

Formulă

Rădăcină, factor și teorema lui Bézout

Un număr aa este rădăcină a lui PP dacă P(a)=0P(a) = 0. Teorema lui Bézout leagă rădăcina de factor:

(X−a)∣P  ⟺  P(a)=0(X - a) \mid P \iff P(a) = 0
Sfat

Restul împărțirii la X - a

Restul împărțirii lui PP la X−aX - a este chiar P(a)P(a). Așa testezi rapid divizibilitatea: dacă P(a)=0P(a) = 0, atunci X−aX - a este factor.

Formulă

Teorema rădăcinilor raționale

Dacă PP are coeficienți întregi, orice rădăcină rațională pq\frac{p}{q} (ireductibilă) satisface:

p∣a0,q∣anp \mid a_0, \qquad q \mid a_n

Dacă PP este unitar, rădăcinile raționale sunt întregi și divid termenul liber.

Idee

Descompunere, c.m.m.d.c. și c.m.m.m.c.

Peste R\mathbb{R}, factorii ireductibili sunt de gradul I sau de gradul II cu discriminant negativ. Din descompuneri citim c.m.m.d.c. (factorii comuni) și c.m.m.m.c. (toți factorii) ai unor polinoame.

Formulă

Relațiile lui Viète (gradul III)

Pentru aX3+bX2+cX+daX^3 + bX^2 + cX + d cu rădăcinile x1,x2,x3x_1, x_2, x_3:

x1+x2+x3=−ba,∑xixj=ca,x1x2x3=−dax_1 + x_2 + x_3 = -\frac{b}{a}, \quad \sum x_i x_j = \frac{c}{a}, \quad x_1 x_2 x_3 = -\frac{d}{a}
Sfat

Construiește un polinom din rădăcini

Un polinom unitar de gradul II cu rădăcinile date se scrie direct din sumă și produs:

X2−SX+P,S=x1+x2, P=x1x2X^2 - SX + P, \quad S = x_1 + x_2, \ P = x_1 x_2
Idee

Trei tipuri de ecuații algebrice

  • Binomă xn=ax^n = a: factorizezi xn−ax^n - a.
  • Bipătrată ax4+bx2+c=0ax^4 + bx^2 + c = 0: substituția t=x2t = x^2.
  • Reciprocă (coeficienți simetrici): împarți la x2x^2 și pui y=x+1xy = x + \frac{1}{x}.

Din subiectele de BAC

Exerciții reale din subiectele anilor trecuți. Încearcă-le singur înainte să deschizi rezolvarea.

Se consideră polinomul f=X3−aX+2+af = X^{3} - aX + 2 + a, unde aa este număr real.

Determinați numărul real aa pentru care polinomul ff este divizibil cu polinomul g=X+2g = X + 2.

Vezi rezolvarea

Conform teoremei lui Bézout, g=X+2g = X + 2 divide ff dacă și numai dacă f(−2)=0f(-2) = 0. Cum f(−2)=−8+2a+2+a=3a−6f(-2) = -8 + 2a + 2 + a = 3a - 6, condiția devine 3a−6=03a - 6 = 0, deci a=2a = 2.

Se consideră polinomul f=aX3+3X2−aX−6f = aX^{3} + 3X^{2} - aX - 6, unde aa este număr real nenul.

Determinați numărul real nenul aa pentru care (1+x1)(1+x2)(1+x3)=1(1 + x_{1})(1 + x_{2})(1 + x_{3}) = 1, unde x1x_{1}, x2x_{2} și x3x_{3} sunt rădăcinile polinomului ff.

Vezi rezolvarea

Scriind f=a(X−x1)(X−x2)(X−x3)f = a(X - x_{1})(X - x_{2})(X - x_{3}) și evaluând în −1-1, f(−1)=a(−1−x1)(−1−x2)(−1−x3)=−a(1+x1)(1+x2)(1+x3)f(-1) = a(-1 - x_{1})(-1 - x_{2})(-1 - x_{3}) = -a(1 + x_{1})(1 + x_{2})(1 + x_{3}), deci produsul cerut este −f(−1)a-\dfrac{f(-1)}{a}. Cum f(−1)=−a+3+a−6=−3f(-1) = -a + 3 + a - 6 = -3, condiția devine 3a=1\dfrac{3}{a} = 1, deci a=3a = 3.

Se consideră polinomul f=X3−3X2+X+mf = X^{3} - 3X^{2} + X + m, unde mm este număr real.

Determinați numărul real mm pentru care 2x1+2x2+2x3=1+x1x2x32x_{1} + 2x_{2} + 2x_{3} = 1 + x_{1}x_{2}x_{3}, unde x1x_{1}, x2x_{2} și x3x_{3} sunt rădăcinile polinomului ff.

Vezi rezolvarea

Din relațiile lui Viète, x1+x2+x3=3x_{1} + x_{2} + x_{3} = 3 și x1x2x3=−mx_{1}x_{2}x_{3} = -m. Condiția devine 2⋅3=1−m2\cdot 3 = 1 - m, adică 6=1−m6 = 1 - m, deci m=−5m = -5.

Se consideră polinomul f=X3−2X2−aX+2af = X^3 - 2X^2 - aX + 2a, unde aa este număr real.

Arătați că f(2)=0f(2) = 0, pentru orice număr real aa.

Vezi rezolvarea

f(2)=23−2⋅22−a⋅2+2a=8−8−2a+2a=0f(2) = 2^3 - 2\cdot 2^2 - a\cdot 2 + 2a = 8 - 8 - 2a + 2a = 0, pentru orice număr real aa.

Toate lecțiile de Matematică

Descarcă

Începe azi. Bacul nu așteaptă.

Descarcă Tomomi pe telefonul copilului tău și pornește perioada de probă gratuită.