Рассмотрите многочлен x^4 - 5x^3 + 8x^2 - 5x + 1; предложите все возможные способы разложения этого многочлена над R и C (симметрии, подстановка y = x + 1/x, теорема Виета, рациональные корни и т.д.), обоснуйте выбор метода и получите разложение

20 Окт в 16:41
6 +1
0
Ответы
1
Коротко и по делу — несколько способов и полученный разлож:
1) Симметрия (палиндром): коэффициенты симметричны, значит удобно положить t=x+1x\displaystyle t=x+\frac{1}{x}t=x+x1 . Делим на x2x^2x2:
x4−5x3+8x2−5x+1x2=x2−5x+8−5x−1+x−2=(x2+x−2)−5(x+x−1)+8. \frac{x^4-5x^3+8x^2-5x+1}{x^2}=x^2-5x+8-5x^{-1}+x^{-2}=(x^2+x^{-2})-5(x+x^{-1})+8.
x2x45x3+8x25x+1 =x25x+85x1+x2=(x2+x2)5(x+x1)+8.
Так как x2+x−2=t2−2x^2+x^{-2}=t^2-2x2+x2=t22, получаем
t2−5t+6=0⇒(t−2)(t−3)=0. t^2-5t+6=0\Rightarrow (t-2)(t-3)=0.
t25t+6=0(t2)(t3)=0.
Для t=2t=2t=2: x+1x=2⇒x2−2x+1=(x−1)2x+\frac{1}{x}=2\Rightarrow x^2-2x+1=(x-1)^2x+x1 =2x22x+1=(x1)2.
Для t=3t=3t=3: x+1x=3⇒x2−3x+1=0x+\frac{1}{x}=3\Rightarrow x^2-3x+1=0x+x1 =3x23x+1=0.
Отсюда факторизация:
x4−5x3+8x2−5x+1=(x−1)2(x2−3x+1). x^4-5x^3+8x^2-5x+1=(x-1)^2(x^2-3x+1).
x45x3+8x25x+1=(x1)2(x23x+1).

2) Факторизация в виде двух квадратиков с постоянной 111: подставим
(x2+ux+1)(x2+vx+1)=x4+(u+v)x3+(uv+2)x2+(u+v)x+1. (x^2+ux+1)(x^2+vx+1)=x^4+(u+v)x^3+(uv+2)x^2+(u+v)x+1.
(x2+ux+1)(x2+vx+1)=x4+(u+v)x3+(uv+2)x2+(u+v)x+1.
Сравнивая с исходным, получаем u+v=−5, uv=6u+v=-5,\ uv=6u+v=5, uv=6, откуда u=−2, v=−3u=-2,\ v=-3u=2, v=3 (или наоборот), т.е.
(x2−2x+1)(x2−3x+1)=(x−1)2(x2−3x+1). (x^2-2x+1)(x^2-3x+1)=(x-1)^2(x^2-3x+1).
(x22x+1)(x23x+1)=(x1)2(x23x+1).

3) Рациональные корни и кратность: по тесту рациональных корней возможны ±1\pm1±1. Подстановка даёт P(1)=0P(1)=0P(1)=0, проверка производной
P′(x)=4x3−15x2+16x−5,P′(1)=0, P'(x)=4x^3-15x^2+16x-5,\quad P'(1)=0,
P(x)=4x315x2+16x5,P(1)=0,
а P′′(1)=−2≠0P''(1)=-2\neq0P′′(1)=2=0, значит корень x=1x=1x=1 кратности 222.
Корни квадрата x2−3x+1x^2-3x+1x23x+1: x=3±52\displaystyle x=\frac{3\pm\sqrt{5}}{2}x=23±5 (вещественные).
Итог — разложение над R\mathbb{R}R и C\mathbb{C}C:
x4−5x3+8x2−5x+1=(x−1)2(x2−3x+1) x^4-5x^3+8x^2-5x+1=(x-1)^2\Bigl(x^2-3x+1\Bigr)
x45x3+8x25x+1=(x1)2(x23x+1)
и в линейных множителях:
(x−1)2(x−3+52)(x−3−52). (x-1)^2\left(x-\frac{3+\sqrt5}{2}\right)\left(x-\frac{3-\sqrt5}{2}\right).
(x1)2(x23+5 )(x235 ).
20 Окт в 17:44
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир