Решение уравнений умножение многочлена на многочлен

Умножение многочлена на многочлен

О чем эта статья:

Определение многочлена

Прежде чем мы расскажем, как умножить один многочлен на другой многочлен, разберемся в основных понятиях.

Одночлен — это произведение чисел, переменных и степеней.

Многочлен— алгебраическое выражение, которое представляет из себя сумму или разность нескольких одночленов.

Стандартный вид многочлена — представление многочлена в виде суммы одночленов стандартного вида, среди которых нет подобных одночленов.

Как привести многочлен к стандартному виду:

1. Привести к стандартному виду все одночлены, которые входят в многочлен.
2. Привести подобные члены.

Вспомним, как умножать многочлен на одночлен, двучлен на двучлен, трехчлен на трехчлен:

Правило умножения двучленов:

(a + b) * (c + d) = ac + ad + bc + bd.

Правило умножения двучлена на трехчлен:

(a + b + c) * (x + y) = ax + bx + cx + ay + by + cy.

Правило перемножения трехчленов:

(a + b + c) 2 = a 2 + b 2 + c 2 + 2ab + 2ac + 2bc.

Эти правила можно описать так: чтобы умножить один многочлен на другой, нужно каждый член первого умножить на каждый член второго многочлена. Затем полученные произведения сложить и привести результат к многочлену стандартного вида, если это возможно.

Правило умножения многочлена на многочлен

Рассмотрим пример, а после решения сформулируем правило умножения многочлена на многочлен:

• Возьмем два многочлена (a + b) и (c + d) и выполним их умножение.
• Сначала составим их произведение: (a + b)(c + d).
• Теперь обозначим (c + d) как x. После этой замены произведение примет вид: (a + b)x.
• Выполним умножение многочлена на одночлен: (a + b)x = ax + bx.
• Проведем обратную замену x на (c + d):
  a(c + d) + b(c + d). Преобразуем: ac + ad + bc + bd.
• Как изменилось произведение исходных многочленов:
  (a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd.
  Как раз так и выглядит формула умножения многочлена на многочлен.

Правило умножения многочлена на многочлен

Чтобы умножить многочлен на многочлен, надо каждый член первого многочлена умножить на каждый член второго многочлена и все полученные произведения сложить.

Алгоритм умножения многочлена на многочлен:

1. Первый член первого многочлена умножить на каждый член второго многочлена. Второй член первого многочлена умножить на каждый член второго многочлена. И так далее.
2. Сложить полученные произведения.
3. Преобразовать полученную сумму в многочлен стандартного вида.

Рассмотрим пример умножения многочлена на многочлен:
(6x – 2a) * (4 – 3x).

• Умножим последовательно первый одночлен 6x из первой скобки на оба одночлена второй скобки.
• Уумножим второй одночлен −2a первой скобки на оба одночлена второй скобки.

Ответ: (6x – 2a) * (4 – 3x) = 24x – 18x 2 – 8a + 6ax.

Рассмотрим пример умножения трех многочленов:
(x – 2) * (3x + 1) * (4x – 3).

• Умножим первый многочлен на второй. Результат запишем в скобках.
  
• Перемножим получившийся многочлен и третий многочлен. Приведем подобные одночлены.
  

Ответ: (x – 2) * (3x + 1) * (4x – 3) = 12x 3 – 29x 2 + 7x + 6.

Теперь мы знаем все из темы умножения многочлена на многочлен. Осталось отточить на практике новый навык и ловить хорошие и отличные отметки на контрольных.

Курсы ОГЭ по математике от Skysmart придадут уверенности в себе и помогут освежить знания перед экзаменом.

Примеры умножения многочлена на многочлен

Рассмотрим еще несколько примеров, чтобы закрепить пройденный материал.

Пример 1. Выполнить умножение многочленов:
2 − 3x и x 2 − 7x + 1.

Запишем произведение: (2 − 3x)(x 2 − 7x + 1).

Составим сумму произведений каждого члена многочлена (2 − 3x) на каждый член многочлена (x 2 − 7x + 1). Для этого первый член первого многочлена «2» умножим на каждый член второго многочлена: 2x 2 , 2(−7x) и 2*1.

Теперь второй член первого многочлена «−3x» умножим на каждый член второго многочлена: −3xx 2 , −3x(−7x) и −3x*1.

Из полученных выражений составим сумму: 2x 2 + 2(−7x) + 2*1 − 3xx 2 − 3x(−7x) − 3x*1.

Чтобы убедиться, что мы все сделали правильно, посчитаем количество членов в полученной сумме. Их шесть. Так и должно быть, так как исходные многочлены состоят из 2 и 3 членов: 2 * 3 = 6.

Осталось полученную сумму преобразовать в многочлен стандартного вида:

2x 2 + 2(−7x) + 2*1 − 3xx 2 − 3x(−7x) − 3x*1 = 2x 2 − 14 x + 2 − 3x 3 + 21x 2 − 3x = (2x 2 + 21x 2 ) + (−14x − 3x) + 2 − 3x 3 = 23x 2 − 17x + 2 − 3x 3 .

Получается, что (2 − 3x)(x 2 − 7x + 1) = 23x 2 − 17x + 2 − 3x 3 .

Ответ: (2 − 3x)(x 2 − 7x + 1) = 23x 2 − 17x + 2 − 3x 3 .

Пример 2. Найти произведение трех многочленов:
x 2 + xy − 1, x + y и 2y − 3.

Запишем их произведение: (x 2 + xy − 1)(x + y)(2y − 3).

Умножим первые два многочлена:

(x 2 + xy − 1)(x + y) = x 2 x + x 2 y + xyx + xyy − 1x − 1y = x 3 + 2x 2 y + xy 2 − x − y.

Таким образом: (x 2 + xy − 1)(x + y)(2y − 3) = (x 3 + 2x 2 y + xy 2 − x − y)(2y − 3).

Снова выполним умножение двух многочленов:

(x 3 + 2x 2 y + xy 2 − x − y)(2y − 3) = x 3 2y + x 3 (−3) + 2x 2 y 2 y + 2x 2 y(−3) + xy 2 2y + xy 2 (−3) − x 2 y − x(−3) − y 2 y − y(−3) = 2x 3 y − 3x 3 + 4x 2 y 2 − 6x 2 y + 2xy 3 − 3xy 2 − 2xy + 3x − 2y 2 + 3y.

Ответ: (x 2 + xy − 1)(x + y)(2y − 3) = 2x 3 y − 3x 3 + 4x 2 y 2 − 6x 2 y + 2xy 3 − 3xy 2 − 2xy + 3x − 2y 2 + 3y.

Решение задач по математике онлайн

//mailru,yandex,google,vkontakte,odnoklassniki,instagram,wargaming,facebook,twitter,liveid,steam,soundcloud,lastfm, // echo( ‘

Калькулятор онлайн.
Упрощение многочлена.
Умножение многочленов.

С помощью данной математической программы вы можете упростить многочлен.
В процессе работы программа:
— умножает многочлены
— суммирует одночлены (приводит подобные)
— раскрывает скобки
— возводит многочлен в степень

Программа упрощения многочленов не просто даёт ответ задачи, она приводит подробное решение с пояснениями, т.е. отображает процесс решения для того чтобы вы могли проконтролировать свои знания по математике и/или алгебре.

Данная программа может быть полезна учащимся общеобразовательных школ при подготовке к контрольным работам и экзаменам, при проверке знаний перед ЕГЭ, родителям для контроля решения многих задач по математике и алгебре. А может быть вам слишком накладно нанимать репетитора или покупать новые учебники? Или вы просто хотите как можно быстрее сделать домашнее задание по математике или алгебре? В этом случае вы также можете воспользоваться нашими программами с подробным решением.

Таким образом вы можете проводить своё собственное обучение и/или обучение своих младших братьев или сестёр, при этом уровень образования в области решаемых задач повышается.

Немного теории.

Произведение одночлена и многочлена. Понятие многочлена

Среди различных выражений, которые рассматриваются в алгебре, важное место занимают суммы одночленов. Приведем примеры таких выражений:
\( 5a^4 — 2a^3 + 0,3a^2 — 4,6a + 8 \)
\( xy^3 — 5x^2y + 9x^3 — 7y^2 + 6x + 5y — 2 \)

Сумму одночленов называют многочленом. Слагаемые в многочлене называют членами многочлена. Одночлены также относят к многочленам, считая одночлен многочленом, состоящим из одного члена.

Например, многочлен
\( 8b^5 — 2b \cdot 7b^4 + 3b^2 — 8b + 0,25b \cdot (-12)b + 16 \)
можно упростить.

Представим все слагаемые в виде одночленов стандартного вида:
\( 8b^5 — 2b \cdot 7b^4 + 3b^2 — 8b + 0,25b \cdot (-12)b + 16 = \)
\( = 8b^5 — 14b^5 + 3b^2 -8b -3b^2 + 16 \)

Приведем в полученном многочлене подобные члены:
\( 8b^5 -14b^5 +3b^2 -8b -3b^2 + 16 = -6b^5 -8b + 16 \)
Получился многочлен, все члены которого являются одночленами стандартного вида, причем среди них нет подобных. Такие многочлены называют многочленами стандартного вида.

За степень многочлена стандартного вида принимают наибольшую из степеней его членов. Так, двучлен \( 12a^2b — 7b \) имеет третью степень, а трехчлен \( 2b^2 -7b + 6 \) — вторую.

Обычно члены многочленов стандартного вида, содержащих одну переменную, располагают в порядке убывания показателей ее степени. Например:
\( 5x — 18x^3 + 1 + x^5 = x^5 — 18x^3 + 5x + 1 \)

Сумму нескольких многочленов можно преобразовать (упростить) в многочлен стандартного вида.

Иногда члены многочлена нужно разбить на группы, заключая каждую группу в скобки. Поскольку заключение в скобки — это преобразование, обратное раскрытию скобок, то легко сформулировать правила раскрытия скобок:

Если перед скобками ставится знак «+», то члены, заключаемые в скобки, записываются с теми же знаками.

Если перед скобками ставится знак «-», то члены, заключаемые в скобки, записываются с противоположными знаками.

Преобразование (упрощение) произведения одночлена и многочлена

С помощью распределительного свойства умножения можно преобразовать (упростить) в многочлен произведение одночлена и многочлена. Например:
\( 9a^2b(7a^2 — 5ab — 4b^2) = \)
\( = 9a^2b \cdot 7a^2 + 9a^2b \cdot (-5ab) + 9a^2b \cdot (-4b^2) = \)
\( = 63a^4b — 45a^3b^2 — 36a^2b^3 \)

Произведение одночлена и многочлена тождественно равно сумме произведений этого одночлена и каждого из членов многочлена.

Этот результат обычно формулируют в виде правила.

Чтобы умножить одночлен на многочлен, надо умножить этот одночлен на каждый из членов многочлена.

Мы уже неоднократно использовали это правило для умножения на сумму.

Произведение многочленов. Преобразование (упрощение) произведения двух многочленов

Вообще, произведение двух многочленов тождественно равно сумме произведении каждого члена одного многочлена и каждого члена другого.

Обычно пользуются следующим правилом.

Чтобы умножить многочлен на многочлен, надо каждый член одного многочлена умножить на каждый член другого и сложить полученные произведения.

Формулы сокращенного умножения. Квадраты суммы, разности и разность квадратов

С некоторыми выражениями в алгебраических преобразованиях приходится иметь дело чаще, чем с другими. Пожалуй, наиболее часто встречаются выражения \( (a + b)^2, \; (a — b)^2 \) и \( a^2 — b^2 \), т. е. квадрат суммы, квадрат разности и разность квадратов. Вы заметили, что названия указанных выражений как бы не закончены, так, например, \( (a + b)^2 \) — это, конечно, не просто квадрат суммы, а квадрат суммы а и b. Однако квадрат суммы а и b встречается не так уж часто, как правило, вместо букв а и b в нем оказываются различные, иногда довольно сложные выражения.

Выражения \( (a + b)^2, \; (a — b)^2 \) нетрудно преобразовать (упростить) в многочлены стандартного вида, собственно, вы уже встречались с таким заданием при умножении многочленов:
\( (a + b)^2 = (a + b)(a + b) = a^2 + ab + ba + b^2 = \)
\( = a^2 + 2ab + b^2 \)

Полученные тождества полезно запомнить и применять без промежуточных выкладок. Помогают этому краткие словесные формулировки.

\( (a + b)^2 = a^2 + b^2 + 2ab \) — квадрат суммы равен сумме квадратов и удвоенного произведения.

\( (a — b)^2 = a^2 + b^2 — 2ab \) — квадрат разности равен сумме квадратов без удвоенного произведения.

\( a^2 — b^2 = (a — b)(a + b) \) — разность квадратов равна произведению разности на сумму.

Эти три тождества позволяют в преобразованиях заменять свои левые части правыми и обратно — правые части левыми. Самое трудное при этом — увидеть соответствующие выражения и понять, чем в них заменены переменные а и b. Рассмотрим несколько примеров использования формул сокращенного умножения.

Умножение многочлена на многочлен: правило, примеры

Одним из действий с многочленами является умножение многочлена на многочлен. В данной статье рассмотрим правило такого умножения и применим его при решении задач.

Правило умножения многочлена на многочлен

Зададим два многочлена a + b и c + d и выполним их умножение.

В первую очередь запишем произведение исходных многочленов: поставим между ними знак умножения, предварительно заключив многочлены в скобки. Получим: ( a + b ) · ( c + d ) . Теперь обозначим множитель ( c + d ) как x , тогда выражение получит вид: ( a + b ) · x , что по сути является произведением многочлена и одночлена. Осуществим умножение: ( a + b ) · x = a · x + b · x , а затем обратно заменим х на ( c + d ) : a · ( c + d ) + b · ( c + d ) . И вновь применив правило умножения многочлена на одночлен, преобразуем выражение в: a · c + a · d + b · c + b · d . Резюмируя: произведению заданных многочленов a + b и c + d соответствует равенство ( a + b ) · ( c + d ) = a · c + a · d + b · c + b · d .

Рассуждения, которые мы привели выше, дают возможность сделать важные выводы:

1. Результат умножения многочлена на многочлен — многочлен. Данное утверждение справедливо для любых перемножаемых многочленов.
2. Произведение многочленов есть сумма произведений каждого члена одного многочлена на каждый член другого. Откуда можно сделать заключение, что при умножении многочленов, содержащих m и n членов соответственно, указанная сумма произведений членов состоит из m · n слагаемых.

Теперь можем сформулировать правило умножения многочленов:

Для осуществления умножения многочлена на многочлен, необходимо каждый член одного многочлена умножить на каждый член другого многочлена и найти сумму полученных произведений.

Примеры умножения многочлена на многочлен

В практическом решении задач нахождение произведения многочленов раскладывается на несколько последовательных действий:

• запись произведения умножаемых многочленов (многочлены заключаются в скобки и между ними записывается знак умножения);
• выстраивание суммы произведений каждого члена первого многочлена на каждый член второго. С этой целью первый член первого многочлена умножается на каждый член второго многочлена, затем второй член первого многочлена перемножается с каждым членом второго многочлена и так далее;
• если это возможно, полученная сумма записывается в виде многочлена стандартного вида.

Пример 1

Заданы многочлены: 2 − 3 · x и x 2 − 7 · x + 1 . Необходимо найти их произведение.

Решение

Запишем произведение исходных многочленов. Получим: ( 2 − 3 · x ) · ( x 2 − 7 · x + 1 ) .

Следующим шагом составим сумму произведений каждого члена многочлена 2 − 3 · x на каждый член многочлена x 2 − 7 · x + 1 . Рассмотрим подробно: умножаем первый член первого многочлена (число 2 ) на каждый член второго многочлена, получим: 2 · x 2 , 2 · ( − 7 · x ) и 2 · 1 . Затем умножаем второй член первого многочлена на каждый член второго многочлена и получаем: − 3 · x · x 2 , − 3 · x · ( − 7 · x ) и − 3 · x · 1 . Все полученные выражения собираем в сумму: 2 · x 2 + 2 · ( − 7 · x ) + 2 · 1 − 3 · x · x 2 − 3 · x · ( − 7 · x ) − 3 · x · 1 .

Проверим, не пропустили ли мы произведение каких-либо членов: для этого пересчитаем количество членов в записанной сумме, получим 6 . Это верно, поскольку исходные многочлены состоят из 2 и 3 членов, что в общем дает 6 .

Последним действием преобразуем записанную сумму в многочлен стандартного вида: 2 · x 2 + 2 · ( − 7 · x ) + 2 · 1 − 3 · x · x 2 − 3 · x · ( − 7 · x ) − 3 · x · 1 = = 2 · x 2 − 14 · x + 2 − 3 · x 3 + 21 · x 2 − 3 · x = = ( 2 · x 2 + 21 · x 2 ) + ( − 14 · x − 3 · x ) + 2 − 3 · x 3 = 23 · x 2 − 17 · x + 2 − 3 · x 3

Кратко без пояснений решение будет выглядеть так:

( 2 − 3 · x ) · ( x 2 − 7 · x + 1 ) = 2 · x 2 + 2 · ( − 7 · x ) + 2 · 1 − 3 · x · x 2 − 3 · x · ( − 7 · x ) − 3 · x · 1 = = 2 · x 2 − 14 · x + 2 − 3 · x 3 + 21 · x 2 − 3 · x = = ( 2 · x 2 + 21 · x 2 ) + ( − 14 · x − 3 · x ) + 2 − 3 · x 3 = 23 · x 2 − 17 · x + 2 − 3 · x 3

Ответ: ( 2 − 3 · x ) · ( x 2 − 7 · x + 1 ) = 23 · x 2 − 17 · x + 2 − 3 · x 3 .

Уточним, что, когда исходные многочлены заданы в нестандартном виде, перед тем, как найти их произведение, желательно привести их к стандартному виду. Результат, конечно, будет тот же, но решение станет удобнее и короче.

Заданы многочлены 1 7 · x 2 · ( — 3 ) · y + 3 · x — 2 7 · x · y · x и x · y − 1 . Необходимо найти их произведение.

Решение

Один из заданных многочленов записан в нестандартном виде. Исправим это, приведя его к стандартному виду:

1 7 · x 2 · ( — 3 ) · y + 3 · x — 2 7 · x · y · x = — 3 7 · x 2 + 3 · x — 2 7 · x 2 · y = = — 3 7 · x 2 · y — 2 7 · x 2 · y + 3 · x = — 5 7 · x 2 · y + 3 · x

Теперь найдем искомое произведение:

— 5 7 · x 2 · y + 3 · x · x · y — 1 = = — 5 7 · x 2 · y · x · y — 5 7 · x 2 · y · ( — 1 ) + 3 · x · x · y + 3 · x · ( — 1 ) = = — 5 7 · x 3 · y 2 + 5 7 · x 2 · y + 3 · x 2 · y — 3 · x = — 5 7 · x 3 · y 2 + 3 5 7 · x 2 · y — 3 · x

Ответ: — 5 7 · x 2 · y + 3 · x · x · y — 1 = — 5 7 · x 3 · y 2 + 3 5 7 · x 2 · y — 3 · x

Напоследок проясним ситуацию, в которой есть необходимость перемножить три и более многочленов. В этом случае нахождение произведения сводится к последовательному перемножению многочленов по два: т.е. сначала перемножаются первые два многочлена; полученный результат умножается на третий многочлен; итог этого умножения – на четвертый многочлен и так далее.

Заданы многочлены: x 2 + x · y − 1 , x + y и 2 · y − 3 . Необходимо найти их произведение.

Решение

Сделаем запись произведения: ( x 2 + x · y − 1 ) · ( x + y ) · ( 2 · y − 3 ) .

Перемножим первые два многочлена, получим: ( x 2 + x · y − 1 ) · ( x + y ) = x 2 · x + x 2 · y + x · y · x + x · y · y − 1 · x − 1 · y = = x 3 + 2 · x 2 · y + x · y 2 − x − y .

Первоначальная запись произведения принимает вид: ( x 2 + x · y − 1 ) · ( x + y ) · ( 2 · y − 3 ) = ( x 3 + 2 · x 2 · y + x · y 2 − x − y ) · ( 2 · y − 3 ) .

Найдем результат этого умножения:

( x 3 + 2 · x 2 · y + x · y 2 − x − y ) · ( 2 · y − 3 ) = = x 3 · 2 · y + x 3 · ( − 3 ) + 2 · x 2 · y · 2 · y + 2 · x 2 · y · ( − 3 ) + x · y 2 · 2 · y + + x · y 2 · ( − 3 ) − x · 2 · y − x · ( − 3 ) − y · 2 · y − y · ( − 3 ) = = 2 · x 3 · y − 3 · x 3 + 4 · x 2 · y 2 − 6 · x 2 · y + 2 · x · y 3 — − 3 · x · y 2 − 2 · x · y + 3 · x − 2 · y 2 + 3 · y

Ответ:

( x 2 + x · y − 1 ) · ( x + y ) · ( 2 · y − 3 ) = 2 · x 3 · y − 3 · x 3 + 4 · x 2 · y 2 − 6 · x 2 · y + + 2 · x · y 3 − 3 · x · y 2 − 2 · x · y + 3 · x − 2 · y 2 + 3 · y