M_R_W14_M2 Działania na wielomianach
Wielomiany jednej zmiennej są zapisywane za pomocą odpowiednich wyrażeń algebraicznych. W matematyce wyższej tworzą strukturę zwaną pierścieniem - mają wiele własności analogicznych do odpowiednich własności liczb całkowitych (które również tworzą strukturę pierścienia) . Te pojęcia wykraczają poza program nauczania matematyki w szkole. Analizując kolejne lekcje, warto jednak o tym pamiętać i szukać analogii między liczbami całkowitymi i wielomianami.
W zbiorze liczb całkowitych zdefiniowane jest dodawanie, które charakteryzuje się poniższymi własnościami.
Przemienność: .
Łączność: .
Istnienie elementu neutralnego dla dodawania, czyli zera: .
Dodawanie wielomianów ma analogiczne własności. Dla dowolnych wielomianów mamy więc:
Przemienność: .
Łączność: .
Istnienie elementu neutralnego dla dodawania, którym jest wielomian zerowy (oznaczmy go jako ): .
Znajdziesz wielomian, będący sumą/różnicą danych wielomianów.
Odkryjesz i zredagujesz własność opisującą związek między stopniami dwóch wybranych wielomianów i stopniem wielomianu uzyskanego jako ich suma bądź różnica.
Przeanalizujesz i sformułujesz własności iloczynu wielomianu przez jednomian.
Pomnożysz wielomiany.
Odkryjesz i zredagujesz własność opisującą związek między stopniami dwóch wybranych wielomianów i stopniem wielomianu uzyskanego jako ich iloczyn.
Każdy wielomian jest sumą pewnych jednomianów (lub jednomianem).
Zatem suma dwóch wielomianów również będzie wielomianem.
Dane są wielomiany i .
Sumą wielomianów i nazywamy taki wielomian , że dla każdej liczby rzeczywistej spełniony jest warunek
Różnicą wielomianów i nazywamy taki wielomian , że dla każdej liczby rzeczywistej spełniony jest warunek
Sumę wielomianów i możemy zatem obliczyć, dodając współczynniki obu wielomianów stojące przy niewiadomych o tych samych potęgach, czyli sumując współczynniki wyrazów podobnychwyrazów podobnych.
Analogicznie, obliczając różnicę wielomianów i , można odjąć odpowiednie współczynniki przy tych samych potęgach niewiadomej.
Jeśli w którymś z wielomianów występuje zmienna w danej potędze, natomiast nie występuje ona w tej potędze w drugim wielomianie, to przyjmujemy, że zmienna jest w tej potędze w obu wielomianach, jednak tam, gdzie pominięto jej zapis, jej współczynnik wynosi zero, np.:
możemy równoważnie zapisać:
Wprowadzimy teraz oznaczenie dla stopnia wielomianu (od angielskiego degree, czyli stopień) oraz oznaczenie , gdzie to dowolne liczby rzeczywiste.
Zapis ten oznacza, że z podanego zbioru wybieramy liczbę, która jest nie mniejsza od każdej z pozostałych liczb w tym zbiorze. Na przykład , ponieważ liczba jest większa od każdej z pozostałych liczb ze zbioru lub równa którejś z liczb tego zbioru.
Ustalmy, jakiego stopniastopnia mogą być wielomiany oraz .
lub jest wielomianem zerowym.
lub jest wielomianem zerowym.
Suma wielomianu trzeciego stopnia i wielomianu piątego stopnia będzie na pewno wielomianem piątego stopnia.
np.: , . Wtedy .
Suma dwóch wielomianów stopnia piątego może być wielomianem stopnia piątego lub mniejszego, może też być wielomianem zerowymwielomianem zerowym.
np.: , . Wtedy (wielomian piątego stopnia).
np.: , . Wtedy (wielomian czwartego stopnia).
np.: , . Wtedy (wielomian stopnia zerowego).
np.: , . Wtedy (wielomian zerowy).
Dane są wielomiany oraz . Wiadomo, że ich suma to wielomian .
Film pokazuje, jak wyznaczyć wartości parametrów , , , .
Przeanalizuj animację dotyczącą dodawania wielomianów. W trakcie oglądania sporządź własne notatki, które będą przydatne przy kolejnym poleceniu.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RV3YYAt3rfeLp
Film nawiązujący do treści lekcji dotyczącej sumy i różnicy wielomianów.
Na podstawie obejrzanej animacji przeanalizuj w analogiczny sposób odejmowanie wielomianów i .
Uzupełnij następujące własności:
Jeżeli , to ...
Jeżeli , to ...
Jeżeli , to ...
Dany jest wielomian . Obliczymy iloczyn wielomianu przez liczbę .
Rozwiązanie
Iloczyn wielomianu stopniastopnia i jednomianujednomianu stopnia jest wielomianem stopnia .
Iloczyn wielomianu stopnia i wielomianu zerowegowielomianu zerowego jest wielomianem zerowym.
Dany jest wielomian stopnia .
Jaki wielomian uzyskamy obliczając iloczyn wielomianu i jednomianu ?
Rozwiązanie
,
czyli uzyskamy wielomian stopnia .
Dane są wielomiany oraz .
Wyznaczymy wielomianwielomian .
Rozwiązanie

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1BnZMH6JKQKl
Film nawiązujący do treści lekcji dotyczącej mnożenia wielomianów przez liczbę i przez jednomian.
Dane są wielomiany oraz . Niech .
a) Wyznaczymy wzór wielomianu w postaci uporządkowanej.
b) Dobierzemy wartości parametrów i tak, by i .
Rozwiązanie
a)
b)
Zatem .
Więc .
Pozostaje rozwiązać układ równań
.
Warunki zadania są spełnione dla
.
Oblicz iloczyny liczb i wielomianów oraz iloczyny jednomianów i wielomianów. Wskaż właściwe odpowiedzi.
Oblicz i przedstaw w postaci uporządkowanej następujące iloczyny:
Dwumianem nazywamy wyrażenie, które jest sumą dwóch jednomianów.
Dwumian jest wielomianem postaci (zakładamy, że i ).
Aby wykonać mnożenie wielomianu
przez dwumian , należy każdy wyraz wielomianu pomnożyć przez każdy wyraz dwumianu :
Mnożenie to jest przemienne.
Wykonamy mnożenie .
Rozwiązanie:
Mnożymy przez każdy składnik wielomianu :
.
Następnie mnożymy przez każdy składnik wielomianu :
.
Po dodaniu, pogrupowaniu i zredukowaniu wyrazów podobnych uzyskujemy:
.
Mnożąc dwumiandwumian przez jego „sprzężenie”, możemy skorzystać ze wzoru skróconego mnożenia na różnicę kwadratów.
,
,
,
.
Wyznaczymy wartości parametrów , , , dla których wielomianywielomiany
oraz
są równe.
Rozwiązanie:
Wykonujemy mnożenie i przedstawimy wielomian w postaci uporządkowanej:
Wielomiany tych samych zmiennych są równe, jeśli są tego samego stopnia i współczynniki stojące przy zmiennych w tych samych potęgach są równe.
Współczynniki przy zmiennych w potędze szóstej są równe, podobnie w potędze piątej.
Porównamy zatem pozostałe współczynniki:
przy :
przy :
przy :
W każdym przypadku otrzymaliśmy dla m tę samą liczbę, zatem .
W wielomianie nie ma wyrazu w pierwszej potędze, zatem:
Na koniec porównujemy wyrazy wolne: , co daje:
Zatem wielomiany i są równe, jeśli: , , .
W mnożeniu wielomianu przez dwumian mogą pomóc wzory skróconego mnożenia.
Przykłady zastosowania wzorów skróconego mnożenia w mnożeniu wielomianówwielomianów przez dwumian oraz przez dwumian :
,
,
,
,
.
Zapoznaj się z prezentacją multimedialną przedstawiającą mnożenie wielomianu przez dwumian, a następnie wykonaj polecenie 2.
Wykonaj mnożenie i przedstaw w postaci uporządkowanej otrzymane sumy.
,
,
.
Dane są wielomiany i .
Iloczynem wielomianówIloczynem wielomianów i nazywamy taki wielomian , że dla każdej liczby spełniony jest warunek:
Iloczynem dowolnego wielomianu przez wielomian zerowy jest wielomian zerowy.
Pokażemy, jak wyznaczyć iloczyn wielomianu przez wielomian .

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1Yz3cx3K4tWR
Film nawiązujący do treści lekcji dotyczący iloczynu wielomianów.
Jeżeli i nie są wielomianami zerowymi, to .
Jeżeli lub jest wielomianem zerowym, to jest wielomianem zerowym.
Dany jest wielomian ósmego stopnia .
Dla wielomianu siódmego stopnia iloczyn
będzie wielomianem stopnia .
Dla wielomianu drugiego stopnia iloczyn
będzie wielomianem stopnia .
Dla wielomianu zerowego iloczyn będzie wielomianem zerowym.
W niektórych sytuacjach w obliczaniu iloczynu wielomianów można posłużyć się wzorami skróconego mnożenia.
Obliczmy iloczyn .
Zauważmy, że możemy go zapisać jako .
Możemy zatem zastosować wzór skróconego mnożenia na kwadrat sumy trzech składników:
.
Uzyskamy
.
Po uporządkowaniu mamy
.
Obliczmy iloczyn .
Po pogrupowaniu wewnątrz nawiasów możemy go zapisać w postaci
.
Daje to możliwość zastosowania wzoru skróconego mnożenia
.
Uzyskamy .
W kolejnym przykładzie zaprezentujemy metodę obliczenia iloczynu wielomianów z pomocą tabelki. Jest przydatna zwłaszcza w sytuacji, gdy mnożone wielomiany zawierają więcej składników.
Obliczmy iloczyn .

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RK4AMzBYS00e2
Film nawiązujący do treści dotyczący iloczynu wielomianów.
Szukany iloczyn wynosi .
Przeanalizuj przykłady mnożenia wielomianów zaprezentowane w filmie samouczku.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1D6JMHKqfbdc
Film nawiązujący do treści lekcji dotyczącej iloczynu wielomianów.
Oblicz wybraną metodą iloczyn wielomianów
a) ,
b) .
Sprawdź czy iloczyn jednomianu przez wielomian jest obliczony poprawnie. Odpowiedz tak lub nie.
Dobierz w pary jednomian i wielomian, których iloczynem jest wielomian :
równa się, dwa x indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego, minus, pięć x indeks górny, siedem, koniec indeksu górnego, plus, trzy x indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, plus, x indeks górny, pięć, koniec indeksu górnego, minus, osiem x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, plus, dwadzieścia x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, dwanaście x, minus, cztery
- Kolorem zielonym zaznacz iloczyny dające w wyniku dwumian x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, minus, sześćset dwadzieścia pięć.
- Kolorem szarym zaznacz iloczyny dające w wyniu dwumian x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, minus, sześćset dwadzieścia pięć x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego.
- Kolorem fioletowym zaznacz iloczyny dające w wyniku dwumian x indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, minus, jeden.
- Kolorem pomarańczowym zaznacz iloczyny dające w wyniku dwumian x indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, plus, jeden.
Ile wynosi iloczyn P nawias, x, zamknięcie nawiasu, razy, Q nawias, x, zamknięcie nawiasu? Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. P nawias, x, zamknięcie nawiasu, razy, Q nawias, x, zamknięcie nawiasu, równa się, pięćdziesiąt pięć x indeks górny, jedenaście, koniec indeksu górnego, minus, pięćdziesiąt pięć x indeks górny, dziewięć, koniec indeksu górnego, plus, dziewięćdziesiąt x indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego, minus, dwieście trzydzieści jeden x indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, minus, dwadzieścia dziewięć x indeks górny, pięć, koniec indeksu górnego, plus, sto dwadzieścia jeden x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, plus, trzydzieści trzy x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, minus, cztery x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, 2. P nawias, x, zamknięcie nawiasu, razy, Q nawias, x, zamknięcie nawiasu, równa się, pięćdziesiąt pięć x indeks górny, jedenaście, koniec indeksu górnego, minus, pięćdziesiąt pięć x indeks górny, dziewięć, koniec indeksu górnego, plus, dziewięćdziesiąt x indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego, minus, dwieście trzydzieści jeden x indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, minus, dwadzieścia dziewięć x indeks górny, pięć, koniec indeksu górnego, minus, sto dwadzieścia jeden x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, plus, trzydzieści trzy x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, plus, cztery x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, 3. P nawias, x, zamknięcie nawiasu, razy, Q nawias, x, zamknięcie nawiasu, równa się, pięćdziesiąt pięć x indeks górny, jedenaście, koniec indeksu górnego, plus, pięćdziesiąt pięć x indeks górny, dziewięć, koniec indeksu górnego, plus, dziewięćdziesiąt x indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego, minus, dwieście trzydzieści jeden x indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, minus, dwadzieścia dziewięć x indeks górny, pięć, koniec indeksu górnego, plus, sto dwadzieścia jeden x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, plus, trzydzieści trzy x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, plus, cztery x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, 4. P nawias, x, zamknięcie nawiasu, razy, Q nawias, x, zamknięcie nawiasu, równa się, pięćdziesiąt pięć x indeks górny, jedenaście, koniec indeksu górnego, plus, pięćdziesiąt pięć x indeks górny, dziewięć, koniec indeksu górnego, plus, dziewięćdziesiąt x indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego, minus, dwieście trzydzieści jeden x indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, minus, dwadzieścia dziewięć x indeks górny, pięć, koniec indeksu górnego, plus, sto dwadzieścia jeden x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, plus, trzydzieści trzy x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, minus, cztery x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego
- nawias, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, dwa x, minus, trzy, zamknięcie nawiasu, nawias, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, plus, trzy x, plus, jeden, zamknięcie nawiasu, nawias, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, x, minus, dwa, zamknięcie nawiasu, równa się
równa się, x indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, minus, jedenaście x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, minus, pięć x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, plus, dwadzieścia cztery x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, plus, dwadzieścia pięć x, plus, sześć
prawda fałsz - nawias, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, dwa x, plus, trzy, zamknięcie nawiasu, nawias, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, trzy x, plus, jeden, zamknięcie nawiasu, nawias, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, x, plus, dwa, zamknięcie nawiasu, równa się
Tu WKLEJ WYNIK fałszywy bez enterów i spacji
prawda fałsz
- Wskaż wielomiany, których iloczynem jest wielomian x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, minus, dziewiętnaście x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, plus, dwadzieścia pięć.
Zaznacz je kolorem zielonym. - Wskaż wielomiany, których iloczynem jest wielomian x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, minus, dwadzieścia sześć x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, plus, dwadzieścia pięć.
Zaznacz je kolorem niebieskim. - Wskaż wielomiany, których iloczynem jest wielomian x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, minus, cztery x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, plus, czternaście x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, dwadzieścia x, plus, dwadzieścia pięć.
Zaznacz je kolorem żółtym.
Wykonaj mnożenie wypełniając tabelkę. Zapisz wielomian uzyskany jako iloczyn. Sprawdź poprawność swojej odpowiedzi.
Wiadomo zatem, że W nawias, x, zamknięcie nawiasu, równa się, nawias, trzy x, minus, dwa, zamknięcie nawiasu, razy, nawias, trzy x, minus, dwa, zamknięcie nawiasu, razy, nawias, trzy x, minus, dwa, zamknięcie nawiasu, razy, nawias, trzy x, minus, dwa, zamknięcie nawiasu, razy, nawias, trzy x, minus, dwa, zamknięcie nawiasu.
Uzyskany iloczyn będzie wielomianem stopnia piątego.
Nie wykonując pełnego mnożenia wielomianów ustal, ile będzie wynosić wartość współczynnika a indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego przy x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego. Uzupełnij lukę w poniższej równości, wpisując odpowiednią liczbę. a indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, równa się Tu uzupełnij.
Słownik
jednomiany tej samej zmiennej występujące w tej samej potędze, np.: i
wielomian , taki że dla każdej liczby rzeczywistej spełniony jest warunek
dla wielomianu (gdy ) to liczba (najwyższy wykładnik zmiennej); stopień wielomianu, który jest stałą niezerową, wynosi ; wielomian zerowy nie ma określonego stopnia
wielomian , taki że dla każdej liczby rzeczywistej spełniony jest warunek
wielomian określony wzorem ; wielomian ten nie ma określonego stopnia
iloczyn stałej (liczby) i zmiennej podniesionej do potęgi o wykładniku naturalnym
wyrażenie, które jest sumą jednomianów; wielomian można zapisać w postaci
wyrażenie, które jest sumą dwóch jednomianów;
dwumian to wielomian postaci (zakładamy, że i );
dwumian jest zwyczajowo nazywany „sprzężeniem” dwumianu
dla wielomianów i to wielomian taki, że dla każdej liczby spełniony jest warunek:
