📘 CodingMarble Learn

Разложение квадратного трёхчлена на множители

Квадратный трёхчлен вроде x² + 5x + 6 можно записать как произведение двух скобок: (x + 2)(x + 3). Для x² + bx + c найдите два числа, произведение которых равно c, а сумма равна b. Для ax² + bx + c найдите два числа с произведением a × c и суммой b, разбейте средний член и вынесите общие множители. Всегда проверяйте ответ, раскрыв скобки.

🎬 История по шагам

  1. Есть три вида плиток. Большой квадрат — это x². Длинная полоска — это x. Маленький квадрат — это 1. Здесь у нас 1 большой квадрат, 5 полосок и 6 маленьких квадратов.
  2. Теперь сложим все плитки в один прямоугольник. Они ложатся без щелей. Его стороны равны x + 2 и x + 3.
  3. Посмотрите на маленькие квадраты в углу: 2 ряда по 3 дают 6. А числа на сторонах, 2 и 3, в сумме дают 5, то есть число полосок.
  4. Вот и правило. Найдите два числа, произведение которых равно последнему числу, а сумма равна среднему. Подвигайте ползунки и посмотрите.
  5. Если больших квадратов 2, полоски делятся по-новому. Плитки для 2x² + 7x + 3 образуют прямоугольник со сторонами 2x + 1 и x + 3.
  6. Свободная игра: выберите a, p и q. Прочитайте трёхчлен. Убедитесь, что плитки всегда складываются в прямоугольник.

Совет: тяни 3D-сцену, чтобы повернуть её. Двумя пальцами можно приблизить.

🤔 Частые сомнения — разобраны

Какие три вида плиток бывают?

Большой квадрат — это x², полоска — это x, маленький квадрат — это 1. Площадь каждой плитки равна её названию.

Почему плитки должны образовать прямоугольник?

Потому что разложение на множители — это запись площади как длины, умноженной на ширину. Если плитки без щелей складываются в прямоугольник, его две стороны и есть множители.

Почему два числа в произведении дают c?

Маленькие квадраты заполняют угол. Число рядов, умноженное на число столбцов, даёт количество маленьких квадратов, то есть c.

Почему два числа в сумме дают b?

Полоски лежат по двум сторонам большого квадрата. С одной стороны p полосок, с другой q, так что всего полосок p + q, то есть b.

Что делать с минусами?

Плитки здесь показывают только плюсы, но правило то же: произведение равно c, сумма равна b, и пользуйтесь таблицей знаков. Если c отрицательно, у двух чисел разные знаки.

Что меняется, когда a не равно 1?

Больших квадратов становится два или больше, и полоски делятся между рядами. Сначала умножаем a на c. Посмотрите на 2x² + 7x + 3: 2 × 3 = 6, и 6 + 1 = 7.

Что такое квадратный трёхчлен?

Трёхчлен состоит из трёх слагаемых. Квадратный означает, что старшая степень — x². Значит, x² + 5x + 6 — квадратный трёхчлен.

Общий вид: ax² + bx + c. Здесь a — число перед x², b — число перед x, а c — число само по себе.

Разложить на множители — значит записать выражение как произведение более простых скобок. Это действие, обратное раскрытию скобок.

Смотрим с помощью алгебраических плиток

Площадь большой квадратной плитки равна x². Площадь полоски равна x. Площадь маленького квадрата равна 1. Для x² + 5x + 6 берём 1 большой квадрат, 5 полосок и 6 маленьких квадратов.

Сложим их в один прямоугольник. Ширина равна x + 3, высота равна x + 2. Площадь прямоугольника — это ширина, умноженная на высоту, поэтому

x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3)

Если из плиток нельзя составить прямоугольник, то трёхчлен нельзя разложить на множители с целыми числами.

Разложение x² + bx + c

Раскроем (x + m)(x + n) и получим x² + (m + n)x + mn. Значит, нам нужны два числа m и n, для которых m × n = c и m + n = b.

  1. Выпишите пары чисел, произведение которых равно c.
  2. Выберите пару, сумма которой равна b.
  3. Запишите (x + m)(x + n).
  4. Раскройте скобки и проверьте.

Пример: x² + 7x + 12. Пары для 12: 1 и 12, 2 и 6, 3 и 4. Только 3 + 4 = 7. Значит, (x + 3)(x + 4).

Знаки

cbДва числаПример
++оба +x² + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4)
+−оба −x² − 7x + 12 = (x − 3)(x − 4)
−+одно + и одно −; большее по модулю число со знаком +x² + 2x − 15 = (x + 5)(x − 3)
−−одно + и одно −; большее по модулю число со знаком −x² − 2x − 15 = (x − 5)(x + 3)

Если c положительно, у обоих чисел одинаковый знак. Если c отрицательно, знаки разные.

Разложение ax² + bx + c (разбиение среднего члена)

Когда a не равно 1, перемножьте a и c. Найдите два числа, произведение которых равно a × c, а сумма равна b. С их помощью разбейте средний член. Затем сгруппируйте слагаемые.

Пример: 2x² + 7x + 3. a × c = 6. Числа 6 и 1 в произведении дают 6, а в сумме 7.

2x² + 6x + x + 3 = 2x(x + 3) + 1(x + 3) = (x + 3)(2x + 1).

Плитки подтверждают это: 2 больших квадрата, 7 полосок и 3 маленьких квадрата образуют прямоугольник со сторонами x + 3 и 2x + 1.

Особые трёхчлены

Полные квадраты: x² + 2mx + m² = (x + m)² и x² − 2mx + m² = (x − m)². Пример: x² + 10x + 25 = (x + 5)². Из плиток получается квадрат.

Разность квадратов: x² − m² = (x − m)(x + m). Среднего члена нет, потому что +m и −m сокращаются.

Всегда проверяйте: раскройте скобки. Вы должны получить исходное выражение.

Попробуйте сами: практическое задание

В 3D-сцене поставьте a = 1 и двигайте p и q. Прежде чем смотреть, угадайте трёхчлен. Затем прочитайте его на экране. Дома вырежьте бумажный квадрат для x², а полоски и маленькие квадраты — из картона. Сложите x² + 4x + 3 в прямоугольник и прочитайте его стороны.

Главные формулы и определения

Разобранные примеры

1. Разложите на множители x² + 7x + 12.

Нужны два числа с произведением 12 и суммой 7. Это 3 и 4. Значит, x² + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4).

2. Разложите на множители x² − 8x + 15.

c положительно, а b отрицательно, поэтому оба числа отрицательные. Произведение 15, сумма −8: −3 и −5. Значит, (x − 3)(x − 5).

3. Разложите на множители x² + 3x − 10.

c отрицательно, поэтому одно число положительное, а другое отрицательное. Произведение −10, сумма 3: +5 и −2. Значит, (x + 5)(x − 2).

4. Разложите на множители x² − x − 20.

Произведение −20, сумма −1: −5 и +4. Значит, (x − 5)(x + 4).

5. Разложите на множители 2x² + 7x + 3.

a × c = 6. Два числа с произведением 6 и суммой 7: 6 и 1. 2x² + 6x + x + 3 = 2x(x + 3) + 1(x + 3) = (x + 3)(2x + 1).

6. Разложите на множители 6x² − 5x − 6.

a × c = −36. Два числа с произведением −36 и суммой −5: −9 и +4. 6x² − 9x + 4x − 6 = 3x(2x − 3) + 2(2x − 3) = (2x − 3)(3x + 2).

7. Разложите на множители x² + 10x + 25.

25 = 5 × 5 и 5 + 5 = 10. Значит, x² + 10x + 25 = (x + 5)(x + 5) = (x + 5)².

8. Решите уравнение x² − 5x + 6 = 0.

Разложим на множители: (x − 2)(x − 3) = 0. Произведение равно нулю только тогда, когда один из множителей равен нулю, поэтому x = 2 или x = 3.

Частые ошибки

Тренировочный тест

1. Какие два числа в произведении дают 10, а в сумме 7?
2. x² + 9x + 20 раскладывается так:
3. x² − 6x + 8 раскладывается так:
4. В (x + 3)(x − 7) средний член после раскрытия скобок равен:
5. Для 3x² + 10x + 8: какое произведение берём, чтобы разбить средний член?

Практика: отвечай сам

Введи или выбери ответ и нажми «Проверить». Если застрял, возьми подсказку; полное решение появится после ответа.

Частые вопросы

Что такое квадратный трёхчлен?

Это выражение из трёх слагаемых, старшая степень которого — x², например x² + 5x + 6 или 2x² − 3x + 1.

Как быстро разложить x² + bx + c на множители?

Найдите два числа с произведением c и суммой b. Затем запишите (x + первое число)(x + второе число).

Что делать, если трёхчлен не раскладывается?

Некоторые трёхчлены, например x² + x + 1, не имеют целых множителей. Уравнение с ним всё равно можно решить по формуле корней квадратного уравнения.

Сначала изучи

Дальше изучай

Похожие уроки

Все уроки: Maths