16.10 Pierwiastki wymierne wielomianu
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (3 pkt)
Wyznacz wszystkie pierwiastki wielomianu $W(x)$, gdzie $W(x) = 6x^3 + x^2 - 19x + 6$, wiedząc, że wielomian $W(x)$ ma pierwiastek całkowity.
Pierwiastkami wielomianu $W(x) = 6x^3 + x^2 - 19x + 6$ są $x = -2$, $x = \frac{1}{3}$ oraz $x = \frac{3}{2}$.
Krok 1: Znalezienie pierwiastka całkowitego
Testujemy dzielniki wyrazu wolnego $6$: $\pm 1, \pm 2, \pm 3, \pm 6$.
Testowanie $x=-2$:\[W(-2) = 6 \cdot (-2)^3 + (-2)^2 - 19 \cdot (-2) + 6\]\[W(-2) = 6 \cdot (-8) + 4 + 38 + 6\]\[W(-2) = -48 + 4 + 38 + 6 = -44 + 44 = 0\]Zatem $x=-2$ jest pierwiastkiem wielomianu.
Krok 2: Podzielenie wielomianu przez $(x+2)$
Używamy schematu Hornera:\[ \begin{array}{c|cccc} -2 & 6 & 1 & -19 & 6 \\ & & -12 & 22 & -6 \\ \hline & 6 & -11 & 3 & 0 \end{array} \]Wynik dzielenia to $6x^2 - 11x + 3$.
Krok 3: Znalezienie pozostałych pierwiastków
Rozwiązujemy równanie kwadratowe $6x^2 - 11x + 3 = 0$.
Obliczamy wyróżnik $\Delta$:\[\Delta = b^2 - 4ac\]\[\Delta = (-11)^2 - 4 \cdot 6 \cdot 3\]\[\Delta = 121 - 72\]\[\Delta = 49\]Obliczamy pierwiastki $x_1, x_2$:\[x = \frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}\]\[x_1 = \frac{-(-11) - \sqrt{49}}{2 \cdot 6}\]\[x_1 = \frac{11 - 7}{12}\]\[x_1 = \frac{4}{12}\]\[x_1 = \frac{1}{3}\]\[x_2 = \frac{-(-11) + \sqrt{49}}{2 \cdot 6}\]\[x_2 = \frac{11 + 7}{12}\]\[x_2 = \frac{18}{12}\]\[x_2 = \frac{3}{2}\]
Krok 4: Zebranie wszystkich pierwiastków
Wszystkie pierwiastki wielomianu $W(x)$ to $x = -2$, $x = \frac{1}{3}$ i $x = \frac{3}{2}$.
Zadanie 2 (3 pkt)
Sprawdź, czy wielomian $W(x)$, gdzie $W(x)=3x^4+5x+2$, ma całkowite pierwiastki.
Wielomian $W(x) = 3x^4+5x+2$ ma całkowity pierwiastek $x = -1$.
Zgodnie z twierdzeniem o pierwiastkach całkowitych, jeśli wielomian $W(x) = a_n x^n + \dots + a_1 x + a_0$ o współczynnikach całkowitych posiada pierwiastek całkowity $p$, to $p$ musi być dzielnikiem wyrazu wolnego $a_0$.
Dla danego wielomianu $W(x) = 3x^4+5x+2$, wyraz wolny wynosi $a_0 = 2$.
Możliwe całkowite pierwiastki są dzielnikami wyrazu wolnego, czyli $p \in \{-2, -1, 1, 2\}$.
Sprawdzamy wartość wielomianu dla $x=1$:\[ W(1) = 3 \cdot (1)^4 + 5 \cdot (1) + 2 \]\[ W(1) = 3 \cdot 1 + 5 \cdot 1 + 2 \]\[ W(1) = 3 + 5 + 2 \]\[ W(1) = 10 \]Sprawdzamy wartość wielomianu dla $x=-1$:\[ W(-1) = 3 \cdot (-1)^4 + 5 \cdot (-1) + 2 \]\[ W(-1) = 3 \cdot 1 - 5 + 2 \]\[ W(-1) = 3 - 5 + 2 \]\[ W(-1) = 0 \]Ponieważ $W(-1) = 0$, wielomian $W(x)$ ma całkowity pierwiastek $x = -1$.
Zadanie 3 (3 pkt)
Wykaż, że wielomian $3x^4 - 2x^3 - 10x^2 + 6x + 3$ ma dwa pierwiastki wymierne i dwa pierwiastki niewymierne. Wyznacz te pierwiastki.
Pierwiastki wymierne wielomianu to $x_1 = 1$ i $x_2 = -\frac{1}{3}$, natomiast pierwiastki niewymierne to $x_3 = \sqrt{3}$ i $x_4 = -\sqrt{3}$.
Zadanie 4 (3 pkt)
Dwa różne pierwiastki wielomianu $W(x) = x^4 - 5x^3 + ax^2 + bx + 12$ są liczbami pierwszymi.
a) Oblicz $a$ i $b$.
b) Wykaż, że wielomian $W(x)$ nie ma innych pierwiastków.
a) Wartości współczynników wynoszą $a=8$ i $b=-10$.
b) Wielomian $W(x)$ ma postać $W(x) = (x^2 - 5x + 6)(x^2 + 2)$, a ponieważ $x^2+2=0$ nie ma rozwiązań rzeczywistych, wielomian $W(x)$ nie ma innych pierwiastków rzeczywistych.
Zadanie 5 (3 pkt)
Liczba $-1,5$ jest pierwiastkiem wielomianu $W(x) = px^3 + 7x^2 + 8x + q$. Wykaż, że jeśli liczby $p$ i $q$ są liczbami pierwszymi, to wielomian $W(x)$ ma tylko jeden pierwiastek będący liczbą całkowitą.
Wykazano, że jeśli liczby $p$ i $q$ są liczbami pierwszymi, to wielomian $W(x)$ ma tylko jeden pierwiastek będący liczbą całkowitą, którym jest $x = -1$.
Grupa B
Zadanie 1 (3 pkt)
Wyznacz wszystkie pierwiastki wielomianu $W(x)$, gdzie $W(x) = 6x^3 - 7x^2 + 1$, wiedząc, że wielomian $W(x)$ ma pierwiastek całkowity.
Pierwiastkami wielomianu $W(x) = 6x^3 - 7x^2 + 1$ są $x = 1$, $x = -\frac{1}{3}$ oraz $x = \frac{1}{2}$.
Zadanie 2 (3 pkt)
Sprawdź, czy wielomian $W(x)$, gdzie $W(x)=x^3-2x^2+x-1$, ma całkowite pierwiastki.
Wielomian $W(x) = x^3-2x^2+x-1$ nie ma całkowitych pierwiastków.
Zadanie 3 (3 pkt)
Wykaż, że wielomian $4x^4 - 7x^3 - 22x^2 + 35x + 10$ ma dwa pierwiastki wymierne i dwa pierwiastki niewymierne. Wyznacz te pierwiastki.
Pierwiastki wymierne wielomianu to $x_1 = 2$ i $x_2 = -\frac{1}{4}$, natomiast pierwiastki niewymierne to $x_3 = \sqrt{5}$ i $x_4 = -\sqrt{5}$.
Zadanie 4 (3 pkt)
Dwa różne pierwiastki wielomianu $W(x) = x^4 - 7x^3 + ax^2 + bx + 20$ są liczbami pierwszymi.
a) Oblicz $a$ i $b$.
b) Wykaż, że wielomian $W(x)$ nie ma innych pierwiastków.
a) Wartości współczynników wynoszą $a=12$ i $b=-14$.
b) Wielomian $W(x)$ ma postać $W(x) = (x^2 - 7x + 10)(x^2 + 2)$, a ponieważ $x^2+2=0$ nie ma rozwiązań rzeczywistych, wielomian $W(x)$ nie ma innych pierwiastków rzeczywistych.
Zadanie 5 (3 pkt)
Liczba $-2/3$ jest pierwiastkiem wielomianu $W(x) = px^3 + 8x^2 + 7x + q$. Wykaż, że jeśli liczby $p$ i $q$ są liczbami pierwszymi, to wielomian $W(x)$ ma tylko jeden pierwiastek będący liczbą całkowitą.
Wykazano, że jeśli liczby $p$ i $q$ są liczbami pierwszymi, to wielomian $W(x)$ ma tylko jeden pierwiastek będący liczbą całkowitą, którym jest $x = -1$.
