Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
Pierwiastek wielomianu
Definicja: Pierwiastek wielomianu

Pierwiastkiem wielomianu Wx jednej zmiennej x nazywamy liczbę x0 taką, że Wx0=0.

Wyznaczanie pierwiastków wielomianu może więc sprowadzić się do rozwiązywania równań postaci Wx=0.

Podstawowe wiadomości o równaniach liniowych i kwadratowych pozwalają nam bez problemu wyznaczyć pierwiastki rzeczywiste wielomianów stopnia drugiego i pierwszego.

Przykład 1

Wyznaczmy pierwiastki wielomianu Wx=23x+7.

  • Pierwiastkami tego wielomianu są rozwiązania równania 23x+7=0.

  • Jedynym rozwiązaniem tego równania jest liczba -212.

  • Zatem wielomian Wx=23x+7 ma jeden pierwiastek x1=-212.

Przykład 2

Wyznaczmy pierwiastki wielomianu Wx=3x2+7x-11.

  • Szukamy rozwiązań równania 3x2+7x-11=0.

  • Stosując znane metody rozwiązywania równań kwadratowych możemy łatwo obliczyć, że wielomian ten ma dwa pierwiastki rzeczywiste: x1=-7-1816 oraz x2=-7+1816.

Ciekawostka

Warto wyszukać w Wykładach z historii matematyki Marka Kordosa albo w internecie informacji na temat turnieju matematycznego z 1535 roku, w którym wzięło udział dwóch włoskich matematyków: Antonio Maria del FioreNiccolo Tartaglia. Kluczowe znaczenie miał podczas potyczki algorytm rozwiązywania niektórych typów równań z wielomianami trzeciego stopnia, opublikowany potem przez Girolamo Cardano w dziele Ars Magna.

Przykład 3

Wyznaczmy pierwiastki wielomianupierwiastek wielomianupierwiastki wielomianu Wx=x6+11x4+x2+3.

  • Zauważmy, że dla dowolnego x liczby x6, 11x4 oraz x2 są nieujemne, ponieważ są potęgami o wykładniku parzystym. Suma liczb nieujemnych oraz liczby dodatniej 3 jest zaś zawsze dodatnia. Oznacza to, że wielomian Wx nie ma pierwiastków rzeczywistych.

Przykład 4

Wykażmy, że wielomian Wx=x4-x2-6x+11 nie ma pierwiastków rzeczywistych.

  • Zauważmy, że
    x4-x2-6x+11=x4-2x2+1+x2-6x+9+1=
    =x2-12+x-32+1.

  • Kwadrat liczby rzeczywistej nigdy nie jest ujemny, więc suma dwóch kwadratów i liczby dodatniej jest dodatnia. Wielomian zatem nigdy nie może przyjąć wartości 0, czyli nie ma pierwiastków.

Przykład 5

Czy wielomian Wx=2x4-3x2-6x+11 ma pierwiastki rzeczywiste?

  • Zauważmy, że
    Wx=2x4-4x2+x2-6x+11=2x4-4x2+2+x2-6x+9=
    =2x2-12+x-32.

  • Wielomian można zapisać jako sumę dwóch kwadratów, czyli liczb nieujemnych. Suma taka może być równa 0 tylko, gdy
    x2-1=0x-3=0.

  • Ten warunek jest jednak sprzeczny (z drugiej równości mamy, że x=3, ale jednocześnie z pierwszej równości x2=1, co jest niemożliwe).

  • Wielomian Wx nie ma pierwiastków rzeczywistych.

Słownik

pierwiastek wielomianu
pierwiastek wielomianu

dla wielomianu Wx jednej zmiennej x to liczba x0 taka, że Wx0=0