16.2 Dodawanie, odejmowanie i mnożenie wielomianów
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (1 pkt)
Wyznacz sumę wielomianów W(x) i P(x), jeśli:
a) $W(x) = -7x^4 + 2x^3 + 5, \quad P(x) = 7x^4 + 3x^3 - 8$
b) $W(x) = 4x^5 - 10, \quad P(x) = -4x^5 + 10.$
Jaki stopień ma wielomian $W(x) + P(x)$?
a) Suma wielomianów $W(x) + P(x)$ wynosi $5x^3 - 3$, a jego stopień to $3$.
b) Suma wielomianów $W(x) + P(x)$ wynosi $0$, a jego stopień jest nieokreślony.
a) Obliczenie sumy wielomianów $W(x)$ i $P(x)$: \[ W(x) + P(x) = (-7x^4 + 2x^3 + 5) + (7x^4 + 3x^3 - 8) \]\[ W(x) + P(x) = -7x^4 + 7x^4 + 2x^3 + 3x^3 + 5 - 8 \]\[ W(x) + P(x) = 5x^3 - 3 \]Stopień wielomianu $W(x) + P(x)$ to $3$.
b) Obliczenie sumy wielomianów $W(x)$ i $P(x)$: \[ W(x) + P(x) = (4x^5 - 10) + (-4x^5 + 10) \]\[ W(x) + P(x) = 4x^5 - 4x^5 - 10 + 10 \]\[ W(x) + P(x) = 0 \]Stopień wielomianu $W(x) + P(x)$ jest nieokreślony, ponieważ jest to wielomian zerowy.
Zadanie 2 (2 pkt)
Mając dane wielomiany:
$W(x)=3x^{5}-2x^{3}+5x^{2}-4x, \quad P(x)=3x^{5}+x^{3}-4x+2,$
oblicz wielomian $Q(x)$, który jest różnicą $W(x)-P(x)$.
Wielomian $Q(x)$ jest równy $Q(x) = -3x^3 + 5x^2 - 2$.
Aby obliczyć wielomian $Q(x)$, należy odjąć wielomian $P(x)$ od $W(x)$.\[Q(x) = W(x) - P(x)\]Podstawiamy dane wielomiany:\[Q(x) = (3x^{5}-2x^{3}+5x^{2}-4x) - (3x^{5}+x^{3}-4x+2)\]Usuwamy nawiasy, zmieniając znaki w drugim wielomianie:\[Q(x) = 3x^{5}-2x^{3}+5x^{2}-4x - 3x^{5}-x^{3}+4x-2\]Łączymy wyrazy podobne:\[Q(x) = (3x^{5}-3x^{5}) + (-2x^{3}-x^{3}) + 5x^{2} + (-4x+4x) - 2\]Ostateczny wynik to:\[Q(x) = -3x^{3}+5x^{2}-2\]
Zadanie 3 (2 pkt)
Wyznacz wielomian Q(x), który jest iloczynem wielomianów W(x) oraz P(x), jeśli:
a) $W(x) = x^3 - 2x + 3$, $P(x) = 3x^2 - x$
b) $W(x) = 2x^4 + 7x^3 - 1$, $P(x) \equiv 0$.
a) Wielomian $Q(x)$ jest równy $3x^5 - x^4 - 6x^3 + 11x^2 - 3x$.
b) Wielomian $Q(x)$ jest równy $0$.
a) Obliczenie iloczynu wielomianów:\[ Q(x) = W(x) \cdot P(x) \]\[ Q(x) = (x^3 - 2x + 3) \cdot (3x^2 - x) \]\[ Q(x) = x^3 \cdot (3x^2 - x) - 2x \cdot (3x^2 - x) + 3 \cdot (3x^2 - x) \]\[ Q(x) = (3x^5 - x^4) - (6x^3 - 2x^2) + (9x^2 - 3x) \]\[ Q(x) = 3x^5 - x^4 - 6x^3 + 2x^2 + 9x^2 - 3x \]\[ Q(x) = 3x^5 - x^4 - 6x^3 + 11x^2 - 3x \]b) Obliczenie iloczynu wielomianów:\[ Q(x) = W(x) \cdot P(x) \]\[ Q(x) = (2x^4 + 7x^3 - 1) \cdot 0 \]\[ Q(x) = 0 \]
Zadanie 4 (4 pkt)
Wiedząc, że $W(x) = 2x^3 - 3x + 5$ i $P(x) = 4x^4 + 2x - 6$, wyznacz wielomian $W(x) \cdot P(x)$.
Wynikiem iloczynu wielomianów $W(x)$ i $P(x)$ jest wielomian $8x^7 - 12x^5 + 24x^4 - 12x^3 - 6x^2 + 28x - 30$.
Aby wyznaczyć wielomian $W(x) \cdot P(x)$, należy pomnożyć każdy składnik wielomianu $W(x)$ przez każdy składnik wielomianu $P(x)$, a następnie pogrupować i zsumować wyrazy podobne.
Zapisujemy iloczyn:\[ W(x) \cdot P(x) = (2x^3 - 3x + 5) \cdot (4x^4 + 2x - 6) \]Rozwijamy iloczyn, mnożąc każdy wyraz pierwszego wielomianu przez każdy wyraz drugiego wielomianu:\[ = 2x^3 \cdot (4x^4 + 2x - 6) - 3x \cdot (4x^4 + 2x - 6) + 5 \cdot (4x^4 + 2x - 6) \]Wykonujemy mnożenia:\[ = (2x^3 \cdot 4x^4) + (2x^3 \cdot 2x) - (2x^3 \cdot 6) - (3x \cdot 4x^4) - (3x \cdot 2x) + (3x \cdot 6) + (5 \cdot 4x^4) + (5 \cdot 2x) - (5 \cdot 6) \]\[ = 8x^{3+4} + 4x^{3+1} - 12x^3 - 12x^{1+4} - 6x^{1+1} + 18x + 20x^4 + 10x - 30 \]\[ = 8x^7 + 4x^4 - 12x^3 - 12x^5 - 6x^2 + 18x + 20x^4 + 10x - 30 \]Porządkujemy wyrazy według malejących potęg $x$ i grupujemy wyrazy podobne:\[ = 8x^7 - 12x^5 + (4x^4 + 20x^4) - 12x^3 - 6x^2 + (18x + 10x) - 30 \]Sumujemy wyrazy podobne:\[ = 8x^7 - 12x^5 + 24x^4 - 12x^3 - 6x^2 + 28x - 30 \]Ostateczny wynik to wielomian:\[ 8x^7 - 12x^5 + 24x^4 - 12x^3 - 6x^2 + 28x - 30 \]
Zadanie 5 (5 pkt)
Uporządkuj malejąco wielomiany: $W(x)$, $F(x)$, $G(x)$ i $H(x)$.
a) $W(x) = 3x - x(x-2)^2 + 4x^3$
b) $F(x) = (2+3x)(2-3x)(9x^2 + 4)$
c) $G(x) = x - \sqrt{3}(x^4 - x) + \sqrt{2}x^4$
d) $H(x) = -\sqrt{3}(x-2)(\sqrt{3}-x)(x+1)$
a) Uporządkowany wielomian $W(x)$ to $3x^3 + 4x^2 - x$.
b) Uporządkowany wielomian $F(x)$ to $-81x^4 + 16$.
c) Uporządkowany wielomian $G(x)$ to $(\sqrt{2} - \sqrt{3})x^4 + (\sqrt{3} + 1)x$.
d) Uporządkowany wielomian $H(x)$ to $\sqrt{3}x^3 + (-3-\sqrt{3})x^2 + (3-2\sqrt{3})x + 6$.
a) Upraszczanie wielomianu $W(x)$: \[ W(x) = 3x - x(x-2)^2 + 4x^3 \]\[ W(x) = 3x - x(x^2 - 2 \cdot x \cdot 2 + 2^2) + 4x^3 \]\[ W(x) = 3x - x(x^2 - 4x + 4) + 4x^3 \]\[ W(x) = 3x - x^3 + 4x^2 - 4x + 4x^3 \]\[ W(x) = (-x^3 + 4x^3) + 4x^2 + (3x - 4x) \]\[ W(x) = 3x^3 + 4x^2 - x \]b) Upraszczanie wielomianu $F(x)$: \[ F(x) = (2+3x)(2-3x)(9x^2 + 4) \]Zastosowanie wzoru skróconego mnożenia $(a+b)(a-b) = a^2 - b^2$: \[ F(x) = (2^2 - (3x)^2)(9x^2 + 4) \]\[ F(x) = (4 - 9x^2)(9x^2 + 4) \]Przepisanie, aby zastosować wzór skróconego mnożenia ponownie: \[ F(x) = -(9x^2 - 4)(9x^2 + 4) \]\[ F(x) = -((9x^2)^2 - 4^2) \]\[ F(x) = -(81x^4 - 16) \]\[ F(x) = -81x^4 + 16 \]c) Upraszczanie wielomianu $G(x)$: \[ G(x) = x - \sqrt{3}(x^4 - x) + \sqrt{2}x^4 \]\[ G(x) = x - \sqrt{3}x^4 + \sqrt{3}x + \sqrt{2}x^4 \]Pogrupowanie wyrazów z tą samą potęgą $x$: \[ G(x) = \sqrt{2}x^4 - \sqrt{3}x^4 + \sqrt{3}x + x \]\[ G(x) = (\sqrt{2} - \sqrt{3})x^4 + (\sqrt{3} + 1)x \]d) Upraszczanie wielomianu $H(x)$: \[ H(x) = -\sqrt{3}(x-2)(\sqrt{3}-x)(x+1) \]Zmiana kolejności czynnika $(\sqrt{3}-x)$: \[ H(x) = -\sqrt{3}(x-2) \cdot (-1)(x-\sqrt{3})(x+1) \]\[ H(x) = \sqrt{3}(x-2)(x-\sqrt{3})(x+1) \]Mnożenie $(x-2)(x+1)$: \[ (x-2)(x+1) = x^2 + x - 2x - 2 = x^2 - x - 2 \]Podstawienie: \[ H(x) = \sqrt{3}(x^2 - x - 2)(x-\sqrt{3}) \]Rozwinięcie iloczynu $(x^2 - x - 2)(x-\sqrt{3})$: \[ (x^2 - x - 2)(x-\sqrt{3}) = x^2 \cdot (x-\sqrt{3}) - x \cdot (x-\sqrt{3}) - 2 \cdot (x-\sqrt{3}) \]\[ = x^3 - \sqrt{3}x^2 - x^2 + \sqrt{3}x - 2x + 2\sqrt{3} \]\[ = x^3 + (-1-\sqrt{3})x^2 + (\sqrt{3}-2)x + 2\sqrt{3} \]Podstawienie z powrotem do $H(x)$: \[ H(x) = \sqrt{3}(x^3 + (-1-\sqrt{3})x^2 + (\sqrt{3}-2)x + 2\sqrt{3}) \]Mnożenie przez $\sqrt{3}$: \[ H(x) = \sqrt{3}x^3 + \sqrt{3} \cdot (-1-\sqrt{3})x^2 + \sqrt{3} \cdot (\sqrt{3}-2)x + \sqrt{3} \cdot 2\sqrt{3} \]\[ H(x) = \sqrt{3}x^3 + (-\sqrt{3}-3)x^2 + (3-2\sqrt{3})x + 6 \]\[ H(x) = \sqrt{3}x^3 + (-3-\sqrt{3})x^2 + (3-2\sqrt{3})x + 6 \]
Grupa B
Zadanie 1 (1 pkt)
Wyznacz sumę wielomianów W(x) i P(x), jeśli:
a) $W(x) = -3x^5 + 4x^2 + 1, \quad P(x) = 3x^5 + 5x^2 - 6$
b) $W(x) = 6x^7 - 9, \quad P(x) = -6x^7 + 9.$
Jaki stopień ma wielomian $W(x) + P(x)$?
a) Suma wielomianów $W(x) + P(x)$ wynosi $9x^2 - 5$, a jego stopień to $2$.
b) Suma wielomianów $W(x) + P(x)$ wynosi $0$, a jego stopień jest nieokreślony.
Zadanie 2 (2 pkt)
Mając dane wielomiany:
$W(x)=x^{5}+4x^{3}-2x^{2}+3x, \quad P(x)=x^{5}-2x^{3}+3x-5,$
oblicz wielomian $Q(x)$, który jest różnicą $W(x)-P(x)$.
Wielomian $Q(x)$ jest równy $Q(x) = 6x^3 - 2x^2 + 5$.
Zadanie 3 (2 pkt)
Wyznacz wielomian Q(x), który jest iloczynem wielomianów W(x) oraz P(x), jeśli:
a) $W(x) = x^3 + 4x - 2$, $P(x) = x^2 + 5x$
b) $W(x) = 9x^6 - x^2 + 10$, $P(x) \equiv 0$.
a) Wielomian $Q(x)$ jest równy $x^5 + 5x^4 + 4x^3 + 18x^2 - 10x$.
b) Wielomian $Q(x)$ jest równy $0$.
Zadanie 4 (4 pkt)
Wiedząc, że $W(x) = 4x^3 - 2x + 3$ i $P(x) = 3x^4 + 5x - 7$, wyznacz wielomian $W(x) \cdot P(x)$.
Wynikiem iloczynu wielomianów $W(x)$ i $P(x)$ jest wielomian $12x^7 - 6x^5 + 29x^4 - 28x^3 - 10x^2 + 29x - 21$.
Zadanie 5 (5 pkt)
Uporządkuj malejąco wielomiany: $W(x)$, $F(x)$, $G(x)$ i $H(x)$.
a) $W(x) = 7x - x(x-4)^2 + 3x^3$
b) $F(x) = (4+5x)(4-5x)(25x^2 + 16)$
c) $G(x) = x - \sqrt{7}(x^4 - x) + \sqrt{6}x^4$
d) $H(x) = -\sqrt{5}(x-3)(\sqrt{5}-x)(x+2)$
a) Uporządkowany wielomian $W(x)$ to $2x^3 + 8x^2 - 9x$.
b) Uporządkowany wielomian $F(x)$ to $-625x^4 + 256$.
c) Uporządkowany wielomian $G(x)$ to $(\sqrt{6} - \sqrt{7})x^4 + (\sqrt{7} + 1)x$.
d) Uporządkowany wielomian $H(x)$ to $\sqrt{5}x^3 + (-5-\sqrt{5})x^2 + (5-6\sqrt{5})x + 30$.
