Основы мат. анализа Примеры

$f (x) = x^{4} + x^{3} + 2 x^{2} + 4 x - 8$

Этап 1

Перегруппируем члены.

$f (x) = x^{3} + 2 x^{2} + x^{4} + 4 x - 8$

Этап 2

Вынесем множитель $x^{2}$ из $x^{3} + 2 x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Вынесем множитель $x^{2}$ из $x^{3}$ .

$f (x) = x^{2} x + 2 x^{2} + x^{4} + 4 x - 8$

Этап 2.2

Вынесем множитель $x^{2}$ из $2 x^{2}$ .

$f (x) = x^{2} x + x^{2} \cdot 2 + x^{4} + 4 x - 8$

Этап 2.3

Вынесем множитель $x^{2}$ из $x^{2} x + x^{2} \cdot 2$ .

$f (x) = x^{2} (x + 2) + x^{4} + 4 x - 8$

Этап 3

Разложим $x^{4} + 4 x - 8$ на множители, используя теорему о рациональных корнях.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид $\frac{p}{q}$ , где $p$ — делитель константы, а $q$ — делитель старшего коэффициента.

$f (x) = p = \pm 1, \pm 8, \pm 2, \pm 4$

$q = \pm 1$

Этап 3.2

Найдем все комбинации $\pm \frac{p}{q}$ . Это ― возможные корни многочлена.

$f (x) = \pm 1, \pm 8, \pm 2, \pm 4$

Этап 3.3

Подставим $- 2$ и упростим выражение. В этом случае выражение равно $0$ , поэтому $- 2$ является корнем многочлена.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.1

Подставим $- 2$ в многочлен.

$f (x) = {(- 2)}^{4} + 4 \cdot - 2 - 8$

Этап 3.3.2

Возведем $- 2$ в степень $4$ .

$f (x) = 16 + 4 \cdot - 2 - 8$

Этап 3.3.3

Умножим $4$ на $- 2$ .

$f (x) = 16 - 8 - 8$

Этап 3.3.4

Вычтем $8$ из $16$ .

$f (x) = 8 - 8$

Этап 3.3.5

Вычтем $8$ из $8$ .

$f (x) = 0$

Этап 3.4

Поскольку $- 2$ — известный корень, разделим многочлен на $x + 2$ , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.

$f (x) = \frac{x^{4} + 4 x - 8}{x + 2}$

Этап 3.5

Разделим $x^{4} + 4 x - 8$ на $x + 2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.5.1

Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением $0$ .

$f (x) =$

Этап 3.5.2

Разделим член с максимальной степенью в делимом $x^{4}$ на член с максимальной степенью в делителе $x$ .

$f (x) =$

Этап 3.5.3

Умножим новое частное на делитель.

$f (x) =$

Этап 3.5.4

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $x^{4} + 2 x^{3}$ .

$f (x) =$

Этап 3.5.5

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

$f (x) =$

Этап 3.5.6

Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.

$f (x) =$

Этап 3.5.7

Разделим член с максимальной степенью в делимом $- 2 x^{3}$ на член с максимальной степенью в делителе $x$ .

$f (x) =$

Этап 3.5.8

Умножим новое частное на делитель.

$f (x) =$

Этап 3.5.9

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $- 2 x^{3} - 4 x^{2}$ .

$f (x) =$

Этап 3.5.10

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

$f (x) =$

Этап 3.5.11

Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.

$f (x) =$

Этап 3.5.12

Разделим член с максимальной степенью в делимом $4 x^{2}$ на член с максимальной степенью в делителе $x$ .

$f (x) =$

Этап 3.5.13

Умножим новое частное на делитель.

$f (x) =$

Этап 3.5.14

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $4 x^{2} + 8 x$ .

$f (x) =$

Этап 3.5.15

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

$f (x) =$

Этап 3.5.16

Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.

$f (x) =$

Этап 3.5.17

Разделим член с максимальной степенью в делимом $- 4 x$ на член с максимальной степенью в делителе $x$ .

$f (x) =$

Этап 3.5.18

Умножим новое частное на делитель.

$f (x) =$

Этап 3.5.19

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $- 4 x - 8$ .

$f (x) =$

Этап 3.5.20

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

$f (x) =$

Этап 3.5.21

Поскольку остаток равен $0$ , окончательным ответом является частное.

$f (x) = x^{3} - 2 x^{2} + 4 x - 4$

Этап 3.6

Запишем $x^{4} + 4 x - 8$ в виде набора множителей.

$f (x) = x^{2} (x + 2) + (x + 2) (x^{3} - 2 x^{2} + 4 x - 4)$

Этап 4

Вынесем множитель $x + 2$ из $x^{2} (x + 2) + (x + 2) (x^{3} - 2 x^{2} + 4 x - 4)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Вынесем множитель $x + 2$ из $x^{2} (x + 2)$ .

$f (x) = (x + 2) x^{2} + (x + 2) (x^{3} - 2 x^{2} + 4 x - 4)$

Этап 4.2

Вынесем множитель $x + 2$ из $(x + 2) x^{2} + (x + 2) (x^{3} - 2 x^{2} + 4 x - 4)$ .

$f (x) = (x + 2) (x^{2} + x^{3} - 2 x^{2} + 4 x - 4)$

Этап 5

Вычтем $2 x^{2}$ из $x^{2}$ .

$f (x) = (x + 2) (x^{3} - x^{2} + 4 x - 4)$

Этап 6

Разложим на множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Перепишем $x^{3} - x^{2} + 4 x - 4$ в разложенном на множители виде.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1.1

Вынесем наибольший общий делитель из каждой группы.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1.1.1

Сгруппируем первые два члена и последние два члена.

$f (x) = (x + 2) ((x^{3} - x^{2}) + 4 x - 4)$

Этап 6.1.1.2

Вынесем наибольший общий делитель (НОД) из каждой группы.

$f (x) = (x + 2) (x^{2} (x - 1) + 4 (x - 1))$

Этап 6.1.2

Разложим многочлен, вынеся наибольший общий делитель $x - 1$ .

$f (x) = (x + 2) ((x - 1) (x^{2} + 4))$

Этап 6.2

Избавимся от ненужных скобок.

$f (x) = (x + 2) (x - 1) (x^{2} + 4)$