Finite Mathematik Beispiele

$x^{3} + 10 x^{2} - 13 x - 22$

Schritt 1

Faktorisiere $x^{3} + 10 x^{2} - 13 x - 22$ mithilfe des Satzes über rationale Wurzeln.

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Schritt 1.1

Wenn eine Polynomfunktion ganzzahlige Koeffizienten hat, dann hat jede rationale Nullstelle die Form $\frac{p}{q}$ , wobei $p$ ein Teiler der Konstanten und $q$ ein Teiler des Leitkoeffizienten ist.

$p = \pm 1, \pm 22, \pm 2, \pm 11$

$q = \pm 1$

Schritt 1.2

Ermittle jede Kombination von $\pm \frac{p}{q}$ . Dies sind die möglichen Wurzeln der Polynomfunktion.

$\pm 1, \pm 22, \pm 2, \pm 11$

Schritt 1.3

Setze $- 1$ ein und vereinfache den Ausdruck. In diesem Fall ist der Ausdruck gleich $0$ , folglich ist $- 1$ eine Wurzel des Polynoms.

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Schritt 1.3.1

Setze $- 1$ in das Polynom ein.

${(- 1)}^{3} + 10 {(- 1)}^{2} - 13 \cdot - 1 - 22$

Schritt 1.3.2

Potenziere $- 1$ mit $3$ .

$- 1 + 10 {(- 1)}^{2} - 13 \cdot - 1 - 22$

Schritt 1.3.3

Potenziere $- 1$ mit $2$ .

$- 1 + 10 \cdot 1 - 13 \cdot - 1 - 22$

Schritt 1.3.4

Mutltipliziere $10$ mit $1$ .

$- 1 + 10 - 13 \cdot - 1 - 22$

Schritt 1.3.5

Addiere $- 1$ und $10$ .

$9 - 13 \cdot - 1 - 22$

Schritt 1.3.6

Mutltipliziere $- 13$ mit $- 1$ .

$9 + 13 - 22$

Schritt 1.3.7

Addiere $9$ und $13$ .

$22 - 22$

Schritt 1.3.8

Subtrahiere $22$ von $22$ .

$0$

Schritt 1.4

Da $- 1$ eine bekannte Wurzel ist, dividiere das Polynom durch $x + 1$ , um das Quotientenpolynom zu bestimmen. Dieses Polynom kann dann verwendet werden, um die restlichen Wurzeln zu finden.

$\frac{x^{3} + 10 x^{2} - 13 x - 22}{x + 1}$

Schritt 1.5

Dividiere $x^{3} + 10 x^{2} - 13 x - 22$ durch $x + 1$ .

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Schritt 1.5.1

Stelle die zu dividierenden Polynome auf. Wenn es nicht für jeden Exponenten einen Term gibt, setze einen ein mit dem Wert $0$ .

$x$

$1$

$x^{3}$

$10 x^{2}$

$13 x$

$22$

Schritt 1.5.2

Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend $x^{3}$ durch den Term höchster Ordnung im Divisor $x$ .

					$x^{2}$
	$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$

Schritt 1.5.3

Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.

				$x^{2}$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			+	$x^{3}$	+	$x^{2}$

Schritt 1.5.4

Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in $x^{3} + x^{2}$

				$x^{2}$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$

Schritt 1.5.5

Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.

				$x^{2}$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$

Schritt 1.5.6

Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.

				$x^{2}$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$

Schritt 1.5.7

Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend $9 x^{2}$ durch den Term höchster Ordnung im Divisor $x$ .

				$x^{2}$	+	$9 x$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$

Schritt 1.5.8

Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.

				$x^{2}$	+	$9 x$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$
					+	$9 x^{2}$	+	$9 x$

Schritt 1.5.9

Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in $9 x^{2} + 9 x$

				$x^{2}$	+	$9 x$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$
					-	$9 x^{2}$	-	$9 x$

Schritt 1.5.10

Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.

				$x^{2}$	+	$9 x$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$
					-	$9 x^{2}$	-	$9 x$
							-	$22 x$

Schritt 1.5.11

Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.

				$x^{2}$	+	$9 x$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$
					-	$9 x^{2}$	-	$9 x$
							-	$22 x$	-	$22$

Schritt 1.5.12

Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend $- 22 x$ durch den Term höchster Ordnung im Divisor $x$ .

				$x^{2}$	+	$9 x$	-	$22$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$
					-	$9 x^{2}$	-	$9 x$
							-	$22 x$	-	$22$

Schritt 1.5.13

Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.

				$x^{2}$	+	$9 x$	-	$22$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$
					-	$9 x^{2}$	-	$9 x$
							-	$22 x$	-	$22$
							-	$22 x$	-	$22$

Schritt 1.5.14

Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in $- 22 x - 22$

				$x^{2}$	+	$9 x$	-	$22$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$
					-	$9 x^{2}$	-	$9 x$
							-	$22 x$	-	$22$
							+	$22 x$	+	$22$

Schritt 1.5.15

Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.

				$x^{2}$	+	$9 x$	-	$22$
$x$	+	$1$		$x^{3}$	+	$10 x^{2}$	-	$13 x$	-	$22$
			-	$x^{3}$	-	$x^{2}$
					+	$9 x^{2}$	-	$13 x$
					-	$9 x^{2}$	-	$9 x$
							-	$22 x$	-	$22$
							+	$22 x$	+	$22$
										$0$

Schritt 1.5.16

Da der Rest gleich $0$ ist, ist der Quotient das endgültige Ergebnis.

$x^{2} + 9 x - 22$

Schritt 1.6

Schreibe $x^{3} + 10 x^{2} - 13 x - 22$ als eine Menge von Faktoren.

$(x + 1) (x^{2} + 9 x - 22)$

Schritt 2

Faktorisiere $x^{2} + 9 x - 22$ unter der Verwendung der AC-Methode.

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Schritt 2.1

Faktorisiere $x^{2} + 9 x - 22$ unter der Verwendung der AC-Methode.

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Schritt 2.1.1

Betrachte die Form $x^{2} + b x + c$ . Finde ein Paar ganzer Zahlen, deren Produkt $c$ und deren Summe $b$ ist. In diesem Fall, deren Produkt $- 22$ und deren Summe $9$ ist.

$- 2, 11$

Schritt 2.1.2

Schreibe die faktorisierte Form mithilfe dieser Ganzzahlen.

$(x + 1) ((x - 2) (x + 11))$

Schritt 2.2

Entferne unnötige Klammern.

$(x + 1) (x - 2) (x + 11)$