Уроки алгебры в 10-м классе на тему "Разложение многочлена на множители. Теорема Безу. Обобщенная теорема Виета"

Разделы: Математика


Урок 1

Тема: Многочлен и его корни.

Цель:

  • повторить понятие одночлена и многочлена;
  • квадратного трехчлена и его корней;
  • дать определение корней многочлена.

I. Актуализация опорных знаний

Устно:

- выбрать многочлены, одночлены:

3x2b; -ax3; 2x+4y2; 5a (bx+cy); ;

-какие из выражений являются квадратным трехчленом? Назвать коэффициенты:

2x2; -x2+3x-4; x3-x2+x; x2-5;

-найти корни квадратного трехчлена:

x2-2x-63

3x2-12x+3

17x2-245

II. Изучение нового материала – лекция

1. Определение многочлена n-степени с одной переменной

  • члены многочлена
  • коэффициенты многочлена

Выражение   a0xn + a1xn-1 + a2xn-2 + . . . an-1x + an, (1)

 где a0, a1, a2, …, an-1, an - числа, причем  a0≠0, х - переменная, называется многочленом n- степени с одной переменной.

Одночлены a0xn; a1xn-1; a2xn-2; . . . an-1x; an называются членами многочлена, числа a0, a1, a2, …, an-1, an - его коэффициентами.

Обозначают многочлен (1) Pn(x) или P(x).

2. Равные многочлены

Два многочлена Pn (x) и Qn(x) называются равными, если соответственно равны их коэффициенты при одинаковых степенях переменной. Записывают Pn(x) ≡ Qn(x)

3. Многочлен нулевой степени

Многочлен P0 (x) ≡ а, где а R, а ≠ 0 считают многочленом нулевой степени.

4. Линейный двучлен

Многочлен P1 (x) = x + b, где а ≠ 0 называют линейным двучленом.

   5. Квадратный трехчлен

Многочлен P2 (x) = ax2 + bx + c, где а ≠ 0 называют квадратным трехчленом.

III. Операции с многочленами

Сумма многочленов

Суммой двух многочленов Pn (x) и Qm(x) (n > m) называют многочлен Еn(х), коэффициенты которого равны сумме соответствующих коэффициентов  многочленов Pn (x) и Qm(x).

Произведение многочленов

Произведением многочленов Pn (x) = a0xn + a1xn-1 + a2xn-2 + . . . an-1x + an и Qm(x) = b0xm + b1xm-1 + b2xm-2 + . . . bm-1x + bm называют многочлен

где

Коммутативный, ассоциативный и дистрибутивный законы

Операции сложения и умножения многочленов подчиняются коммутативному, ассоциативному и дистрибутивному законам:

а) коммутативный:

P(x) + Q(x) = Q(x) + P(x); P(x) ∙ Q(x) = Q(x) ∙ P(x);

б) ассоциативный:

P(x) + ( Q(x) + Z(x) ) = ( P(x) + Q(x) ) + Z(x);

P(x) ∙ ( Q(x) ∙ Z(x) ) = ( P(x) ∙ Q(x) ) ∙ Z(x);

дистрибутивный:

P(x) ∙ ( Q(x) + Z(x) ) = P(x)Q(x) + P(x)Z(x).

IV. Закрепление материала

Сократить дробь

; ;

2. Упростить выражение

3. Выполнить сложение (найти сумму многочленов P(x) и Q(x))

а)P(x) = 3x2+2x-4

    Q(x) = -3x2+5x+2

б) P(x) = 4x2+ x-8

    Q(x) = 2x3 -x+4

в)P(x) = x5-2x3+ x-1

    Q(x) = 3x4+x2

- Что можно сказать о степени суммы многочленов в зависимости от степени P(x) и Q(x)?

г) P(x) = 3x2+x

    Q(x) = 4x5+3x3+2x2-3

д) P(x) = -1/2x3+3x2-x+12

  Q(x) = 2x4-3x2+x-12

4. Выполнить умножение

а) P(x) = x3-3x2+3

    Q(x) = 5x-2

б) P(x) = -x2+2x-4

    Q(x) = 2x3-x2+x

5. Решить уравнение

a) x6-19x3-216=0

б) 2x4-3x2+5=0

V. Итоги урока

VI. Домашнее задание

1. Найти сумму, разность и произведение многочленов

a) P(x) = 3x3-5x2-1

Q(x) = x4-x3-7x2+13x-6

б) P(x) = 2x4+7x3-2x2-13x+6

Q(x) = 2x3+5x2-x-1

2. Упростить

а) (x+1)(x+2)(x+5)(x+4)

б) 2(x-1)(x+2)(x-1/2)(x+3)

3. Решить уравнение

а) x4+2x2-8=0

б) x6-3x3+2=0

Урок 2

Тема: Разложение многочлена на множители.

Цель:

  • повторить разложение на множители квадратного трехчлена;
  • сформировать навык деления многочлена на многочлен  «уголком» и использования схемы Горнера для деления многочлена на линейный двучлен.

I. Повторение изученного материала – в виде самостоятельной работы

1. Решить уравнения

x2-10x+21=0
5y2+9y-2=0

2. Сократить дробь

;

3. Разложить на множители

x2-8x+15=0
 x2-10x+21=0

x2-9=0
 x2-16=0

II. Изучение нового материала – лекция

1. Деление многочлена на многочлен

P(x): Q(x) =Z(x) и R1(x) – остаток

P(x) = Q(x)Z(x)+R1(x) при R1(x)=0;  P(x)Q(x) – без остатка.

Схема Горнера для деления многочлена

 a0xn + a1xn-1 + a2xn-2 + . . . an-1x + an  на линейный двучлен x-a


. . .
. . .

В частном получаем многочлен (n-1) степени

a0xn-1 + b1xn-2 + b2xn-3 + . . . + bn-2x + bn-1 и остаток bn = abn-1 + an

Например:

(2x4-2x2+3x-1) : (x-2) = (2x3+4x2+6x+15)   остаток 45

 

2

0

-2

3

-1

2

2

2*2+0=4

2*4+(-2)=6

2*6+3=15

2*15+(-1)=29

 

2x3

4x2

6x

15

R=29

3. Деление «углом».

Метод неопределенных коэффициентов

(3x2 + 5x-2) : (x-3)

Пусть (ax + b) – некоторое частное, число с – остаток,
тогда
3x2 + 5x - 2 = (x-3)(ax + b) + c

3x2 + 5x - 2 = ax2 + (b-3a) x-3b + c


остаток 40.

III. Закрепление.

1. Выполнить деление «углом».

     P(x) = x4 + x3 + 2x2 + x + 1   на  Q(x) = x2 – x + 1

2. Методом неопределенных коэффициентов найти неполное частное и остаток от деления Р(х) на Q(x), выполнить проверку, используя деление «углом».

P(x) = х3-19х-3

Q(x) = х2 + 1

3. С помощью схемы Горнера поделить многочлен P(x) на линейный двучлен Q(x)

P(x) = 2х43-9х2 + 13х-5

Q(x) = х-2

Найти остаток от деления многочлена P(x) на двучлен Q(x)

P(x) = х6-4х4 + х3-2х2 + 5

Q(x) = х + 3

IV. Итоги урока.

V. Домашнее задание.

1. Выполнить деление «углом».

     P(x) = х4 + 2х3-3х2 + 5х-2

     Q(x) = х2-2х-2

2. Методом неопределенных коэффициентов найти неполное частное и остаток от деления Р(х) на Q(x), выполнить проверку, используя деление «углом».

P(x) = х3-16х2 + 11х + 6; Q(x) = х2-1

С помощью схемы Горнера поделить многочлен P(x) на линейный двучлен Q(x)

     P(x) = 2х5-6х4-3х2 + 4х

     Q(x) = х + 2

3. Найти остаток от деления многочлена P(x) на двучлен Q(x)

P(x) = х654 + 3х3-2х2 + 5х-4

Q(x) = х + 2

Урок 3

Тема: Решение задач. Самостоятельная работа.

Цель: способствовать развитию навыков основных приемов деления многочлена на многочлен; контроль знаний учащихся.

I. Решение упражнений.

1. Найти остаток от деления многочлена на двучлен

а) 2х3-5х2 + 3х + 7   на  х-2

б) х4 + х3 + х2-2х + 4   на  х + 3

в) х2 + 5х + 6   на  х-2

2. Доказать, что  данный многочлен делится на данный двучлен без остатка

4-3х3-7х2 + 6х + 8   на   х-2

3-х-5х2 + 1   на   х + 1/2

3. Доказать тождество

4 + 7х3-2х2-13х + 6 = (х-1)(х + 2)(х + 3)(2х-1)

(рассмотреть разность правой и левой части и показать, что эта      разность равна 0, подставляя х = 0; х = ± 1; х = ± 2.

Сделать вывод о разложении многочлена n – степени на множители:

a0xn + a1xn-1 + . . . + an = a0 (x - α1)(x - α2) . . . (x - αn), где α1; α; αn - корни этого множителя.

II. Самостоятельная работа (см. Приложение1)

III. Итоги урока

IV. Домашнее задание

Задание другого варианта самостоятельной работы.

Урок 4

Тема: Теорема Безу и обобщенная теорема Виета.

Цель: рассмотреть теорему Безу и обобщенную теорему Виета; учить раскладывать многочлен на множители, пользуясь теоремой Безу.

I. Анализ самостоятельной работы

Разобрать задания, в которых были допущены ошибки.

II. Изучение нового материала – лекция

- корень многочлена (х = а; Р(а) = 0)

- теорема Безу: остаток от деления многочлена Р(х) на линейный двучлен (х-

-а) равен значению этого многочлена при х = а, т.е. Р(а)

- рассмотреть 1 задание 2 варианта из самостоятельной работы и проверить его с помощью теоремы Безу

- следствия из теоремы:

1) если х = а  корень многочлена Р(х), то Р(х) (х-а)

2) если Р(х) (х-а), то а – корень многочлена Р(х)

3) если многочлен Р(х) делится на (х-а)к, но не делится на (х-а)к+1, то число а называют корнем кратности к многочлена Р(х)

4) при к=1 корень называется простым.

5) Многочлен n-степени имеет не более чем n корней.

Обобщенная теорема Виета:

Пусть х1; х2… хn – корни многочлена

Р(х) = a0xn + a1xn-1 + an-1x + an

тогда

- рациональные корни многочлена

Р(х) = a0xn + a1xn-1 + an-1x + an с целыми коэффициентами имеют вид x = , где m – делитель свободного члена an, p – делитель старшего коэффициента a0

- приведенный многочлен с целыми коэффициентами (a0 = 1) не может иметь дробных  корней. Целые корни такого многочлена являются делителями его свободного члена.

III. Закрепление.

1) Доказать, что Р(х) делится на Q(x) без остатка

a) Р(х) = х8-5х6-3х2 + 7

Q(x) = х-1

б) Р(х) = х50-2х49 + х3-х-6

Q(x) = х-2

2) Решить у доски и в тетрадях: при каком значении  а  остаток от деления  Р(х) на Q(x) равен R, если Р(х) = х3-3х2 + 5х + а;

Q(x) = х-1;

R = 4

3) Разложить на множители

а) х3-7х2 + 16х-12

б) х4-2х3 + 5х2-8х + 4

IV. Итоги урока

V. Домашнее задание

1. Разложить на множители

а) х4-3х3 + х2-3х-2

б) х5 + х4-6х3-14х2-11х-3

2. При каком значении  а многочлен 2х5-3х3 + 11х2-х + а  при делении на  х + 2 дает в остатке 3?

3. Найти остаток от деления Р(х) на Q(x)

     Р(х) = 3х4-2х3 + 5х2-х + 2

     Q(x) = х-1

Урок 5

Тема: Решение упражнений. Подготовка к контрольной работе.

Цель: развивать навыки деления многочленов, разложения    многочленов на множители, применения теоремы Безу и решению задач.

I. Актуализация опорных знаний

2 человека у доски выполняют задания на карточках:

К-1

К-2

1) Найти остаток от деления Р(х) на Q(х)

Р(х) = х5 + х4-3х3 + 4х2-5х-6

Q(x) = х + 1

Р(х) = 2х4 + х3-3х2 + 7х-5

Q(x) = х-2

2) Разложить на множители

х5 + х4-6х3-14х2-13х-3

х4-3х3 + х2 + 3х-2

В это время проводится устный опрос:

- что называется корнем многочлена?

- если многочлен Р(х) делится без остатка на: (х + 1); (х-4); (х-5);

  (х + 2), то его корень равен…

- что значит разложить многочлен на множители?

- сколько корней может иметь многочлен  n-степени?

- каким образом можно найти корни приведенного многочлена?

   Р(х) = х3-8х2 + 13х-6

   класс решает уравнение х3-8х2 + 13х-6 = 0

Затем делается проверка работ по карточкам.

II. Решение упражнений

- найти корни многочлена Р(х) и разложить на множители:

а) Р(х) = х4-3х3-14х2-20х-24

б) Р(х) = х3-19х-30

в) Р(х) = 2х3-3х2-11х + 15

г) Р(х) = 2х43-9х2 + 13х-5

- решить уравнение:

а) х3-4х2 + х + 6 = 0

б) х4-2х3 + 5х2-8х + 4 = 0

- найти сумму и произведение корней многочлена Р(х)

а) Р(х) = х5-2х4-4х3 + 4х2-5х + 6

б) Р(х) = 3х3-17х2 + 13х-2

- представить многочлен Р(х) в виде многочлена Р(х - а), если

Р(х) = х4-4х3 + 7х2-12х + 12;  а = -2

III. Итоги урока

VI. Домашнее задание

1. х32-21 +45

2. х32-8х + 12 = 0

3. Р(х) = х4-3х3-8х2 + 12х + 16

Урок 6

Тема: Контрольная работа по теме «Многочлены» (см. Приложение 2).