Come Scomporre in Fattori i Polinomi di Secondo Grado (Equazioni Quadratiche)

Un polinomio contiene una variabile (x) elevata a una potenza, detta «grado», e diversi termini e/o costanti. Scomporre un polinomio significa ridurre l'espressione in altre più piccole che vengono moltiplicate insieme. È un'abilità che si apprende nei corsi di algebra e può essere difficile da capire se non sei a questo livello.

Passaggi

Iniziare

  1. 1
    Ordina la tua espressione. Il formato standard per l'equazione quadratica è:
    ax2 + bx + c = 0
    Inizia ordinando i termini della tua equazione da quello di grado più alto a quello più basso, proprio come nel formato standard. Ad esempio, prendiamo:
    6 + 6x2 + 13x = 0
    Riordiniamo questa espressione spostando semplicemente i termini in modo che sia più facile risolverla:
    6x2 + 13x + 6 = 0
  2. 2
    Trova la forma fattorizzata utilizzando uno dei metodi elencati qui sotto. La scomposizione o fattorizzazione del polinomio si tradurrà in due espressioni più piccole che possono essere moltiplicate per ritornare al polinomio originale:
    6 x2 + 13 x + 6 = (2 x + 3) (3 x + 2)
    In questo esempio, (2 x + 3) e (3 x + 2) sono fattori dell'espressione originale, 6x2 + 13 x + 6.
  3. 3
    Controlla il tuo lavoro! Moltiplica i fattori individuati. Dopo di che, combina i termini simili e avrai finito. Inizia con:
    (2 x + 3) (3 x + 2)
    Proviamo a moltiplicare ogni termine della prima espressione con ogni termine della seconda, ottenendo:
    6x2 + 4x + 9x + 6
    Da qui, possiamo sommare 4 x e 9 x dato che sono tutti termini simili. Sappiamo che i nostri fattori sono corretti perché otteniamo l'equazione di partenza:
    6x2 + 13x + 6
    Pubblicità

Metodo 1 di 6:
Procedere per Tentativi

Se hai un polinomio abbastanza semplice, potresti essere in grado di capirne i fattori anche solo osservandolo. Per esempio, con la pratica, molti matematici sono in grado di sapere che l'espressione 4 x2 + 4 x + 1 ha come fattori (2 x + 1) e (2 x + 1) proprio dopo aver visto tante volte. (Questo ovviamente non sarà facile con i polinomi più complicati.) In questo esempio usiamo un'espressione meno comune:

3 x2 + 2x - 8
  1. 1
    Elenchiamo i fattori del termine 'a' e del termine 'c'. Utilizzando il formato di espressione ax 2 + bx + c = 0, identifica i termini 'a' e 'c' ed elenca quali fattori hanno. Per 3x2 + 2x - 8, significa:
    a = 3 e ha una serie di fattori: 1 * 3
    c = -8 e ha quattro serie di fattori: 4 * -2, -4 * 2, -8 * 1 e -1 * 8.
  2. 2
    Scrivi due insiemi di parentesi con spazi vuoti. Potrai inserire le costanti all'interno dello spazio che hai lasciato in ogni espressione:
    (  x    )(  x    )
  3. 3
    Riempi gli spazi davanti alla x con un paio di possibili fattori del valore 'a'. Per il termine 'a' nel nostro esempio, 3 x2, c'è solo una possibilità:
    (3x   )(1x   )
  4. 4
    Riempi due spazi dopo la x con una coppia di fattori per le costanti. Supponiamo di aver scelto 8 e 1. Scrivili:
    (3x  8)(x  1)
  5. 5
    Decidi quali segni (più o meno) dovrebbe esserci tra le variabili x e i numeri. Secondo i segni dell'espressione originale, è possibile capire quali dovrebbero essere i segni delle costanti. Chiameremo 'h' e ' k' le due costanti per i nostri due fattori:
    Se ax2 + bx + c allora (x + h)(x + k)
    Se ax2 - bx - c oppure ax2 + bx - c allora (x - h)(x + k)
    Se ax2 - bx + c allora (x - h)(x - k)
    Per il nostro esempio, 3x2 + 2x - 8, i segni devono essere:(x - h)(x + k), con due fattori:
    (3x + 8) e (x - 1)
  6. 6
    Prova la tua scelta usando la moltiplicazione tra i termini. Un rapido test da eseguire è vedere se almeno il termine medio è del valore corretto. Se non lo è, potresti aver scelto i fattori 'c' sbagliati. Controlliamo la nostra risposta:
    (3 x + 8)(x-1)
    Moltiplicando, arriviamo a:
    3 x 2 - 3 x + 8x - 8
    Semplificando questa espressione aggiungendo termini come (-3x) e (8x), otteniamo:
    3 x2 - 3 x + 8x - 8 = 3 x2 + 5 x - 8
    Sappiamo adesso che dobbiamo aver identificato i fattori sbagliati:
    3x2 + 5x - 8 ≠ 3x2 + 2x - 8
  7. 7
    Inverti le tue scelte, se necessario. Nel nostro esempio, proviamo con 2 e 4 invece che con 1 e 8:
    (3 x + 2)(x-4)
    Ora il nostro termine c è un -8, ma il nostro prodotto esterno/interno (3x * -4) e (2 * x) è -12x e 2x, che non si combinano per rendere il termine corretto b +2x.
    -12x + 2x = 10x
    10x ≠ 2x
  8. 8
    Inverti l'ordine, se necessario. Proviamo a spostare il 2 e il 4:
    (3x + 4)(x - 2)
    Ora il nostro termine c (4 * 2 = 8) va ancora bene, ma i prodotti esterno/interno sono -6x e 4x. Se li uniamo:
    -6x + 4x = 2x
    2x ≠ -2x
    Siamo abbastanza vicini al 2x a cui noi puntavamo, ma il segno è sbagliato.
  9. 9
    Ricontrolla i segni, se necessario. Andiamo nello stesso ordine, ma invertiamo quello con il meno:
    (3x- 4)(x + 2)
    Ora il termine c va ancora bene e i prodotti esterni/interni sono ora (6x) e (-4x). Poiché:
    6x - 4x = 2x
    2x = 2x
    Ora possiamo riconoscere dal testo originale che 2x è positivo. Devono essere i fattori corretti.
    Pubblicità

Metodo 2 di 6:
Scomposizione

Questo metodo identifica tutti i possibili fattori dei termini 'a' e 'c' e li usa per capire quali dovrebbero essere i fattori. Se i numeri sono molto grandi o se le altre congetture sembrano prenderti troppo tempo, utilizza questo metodo. Usiamo l'esempio:

6x2 + 13x + 6
  1. 1
    Moltiplica il termine a con il termine c. In questo esempio, a è 6 e c è ancora 6.
    6 * 6 = 36
  2. 2
    Trova il termine 'b' con la scomposizione e provando. Stiamo cercando due numeri che sono fattori del prodotto 'a' * 'c' che abbiamo identificato e aggiungiamo il termine 'b' (13).
    4 * 9 = 36
    4 + 9 = 13
  3. 3
    Sostituisci i due numeri ottenuti nell'equazione come somma del termine 'b'. Usiamo 'k' e 'h' per rappresentare i due numeri che abbiamo ottenuto, 4 e 9:
    ax2 + kx + hx + c
    6x2 + 4x + 9x + 6
  4. 4
    Fattorizziamo il polinomio con il raggruppamento. Organizza l'equazione in modo da poter portar fuori il fattore comune più grande tra i primi due termini e gli ultimi due. Entrambi i restanti gruppi fattorizzati dovrebbero essere uguali. Metti insieme i massimi divisori comuni e racchiudili tra parentesi accanto al gruppo fattorizzato; il risultato sarà dato dai tuoi due fattori:
    6x2 + 4x + 9x + 6
    2x(3x + 2) + 3(3x + 2)
    (2x + 3)(3x + 2)
    Pubblicità

Metodo 3 di 6:
Triplo Gioco

Simile al metodo di decomposizione, il metodo del 'triplo gioco' esamina i possibili fattori del prodotto 'a' per 'c' e li utilizza per capire quale dovrebbe essere 'b'. Considera questa equazione d'esempio:

8x2 + 10x + 2
  1. 1
    Moltiplica il termine 'a' con il termine 'c'. Come con il metodo di scomposizione, questo ci aiuterà a identificare i possibili candidati per il termine 'b'. In questo esempio, 'a' è 8 e 'c' è 2.
    8 * 2 = 16
  2. 2
    Trova due numeri che abbiano questo valore come prodotto e il termine 'b' come somma. Questo passaggio è identico al metodo di scomposizione - stiamo testando ed escludendo i possibili valori delle costanti. Il prodotto dei termini 'a' e 'c' è 16 e la somma è 10:
    2 * 8 = 16
    8 + 2 = 10
  3. 3
    Prendi questi due numeri e prova a sostituirli nella formula del 'triplo gioco'. Prendi i nostri due numeri del passaggio precedente - chiamiamoli 'h' e 'k' - e mettili in questa espressione:
    ((ax + h)(ax + k))/ a
    A questo punto otterremmo:
    ((8x + 8)(8x + 2)) / 8
  4. 4
    Guarda se uno dei due termini al numeratore è divisibile per 'a'. In questo esempio, stiamo controllando se (8 x + 8) o (8 x + 2) può essere diviso per 8. (8 x + 8) è divisibile per 8, quindi dividiamo questo termine per 'a' e lasciamo l'altro così com'è.
    (8 x + 8) = 8 (x + 1)
    Il termine trovato è ciò che resta dopo aver diviso il termine per 'a': (x + 1)
  5. 5
    Estrai il massimo comun divisore da uno o entrambi i termini, se esiste. In questo esempio, il secondo termine ha un MCD di 2, perché 8 x + 2 = 2(4x + 1). Combina questa risposta con il termine identificato nel passaggio precedente. Questi sono i fattori della tua equazione.
    2(x + 1)(4x + 1)
    Pubblicità

Metodo 4 di 6:
Differenza di Due Quadrati

Alcuni coefficienti dei polinomi possono essere identificati come 'quadrati' o prodotti di due numeri. Identificare questi quadrati ti consente rendere molto più veloce la scomposizione di alcuni polinomi. Si consideri l'equazione:

27x2 - 12 = 0
  1. 1
    Estrai il massimo comune divisore, se possibile. In questo caso, possiamo vedere che 27 e 12 sono entrambi divisibili per 3, quindi otterremo:
    27x2 - 12 = 3(9x2 - 4)
  2. 2
    Cerca di controllare se i coefficienti della tua equazione sono dei quadrati. Per utilizzare questo metodo dovresti essere in grado di fare la radice quadrata dei quadrati perfetti. (Nota che omettiamo i segni negativi - dal momento che questi numeri sono dei quadrati, essi possono essere prodotti di due numeri negativi o di due positivi)
    9x2 = 3x * 3x e 4 = 2 * 2
  3. 3
    Usando le radici quadrate trovate, scrivi i fattori. Prendiamo i valori 'a' e 'c' dal nostro passaggio precedente, 'a' = 9 e 'c' = 4, dopo di che troviamo le loro radici quadrate, √ 'a' = 3 e √ 'c' = 2. Questi sono i coefficienti delle espressioni semplificate:
    27x2 - 12 = 3(9x2 - 4) = 3(3x + 2)(3x - 2)
    Pubblicità

Metodo 5 di 6:
Formula Quadratica

Se tutto il resto fallisce e l'equazione non può essere scomposta, utilizza la formula quadratica. Si consideri l'esempio:

x2 + 4x + 1 = 0
  1. 1
    Inserisci i corrispondenti valori nella formula quadratica:
    x = -b ± √(b2 - 4ac)      ---------------------                2a
    Otteniamo l'espressione:
    x = -4 ± √(42 - 4•1•1) / 2
  2. 2
    Risolvi la x. Dovresti ottenere due valori x. Come mostrato sopra, otteniamo due risposte:
    x = -2 + √(3) e anche x = -2 - √(3)
  3. 3
    Usa il valore di x per trovare i fattori. Inserisci i valori di x ottenuti come fossero costanti nelle due espressioni polinomiali. Questi saranno i tuoi fattori. Se chiamiamo 'h' e 'k' le nostre due risposte, scriviamo i due fattori in questo modo:
    (x - h) (x - k)
    In questo caso, è la nostra risposta definitiva è:
    (x - (-2 + √(3))(x - (-2 - √(3)) = (x + 2 - √(3))(x + 2 + √(3))
    Pubblicità

Metodo 6 di 6:
Usare una Calcolatrice

Se sei autorizzato a utilizzare una calcolatrice grafica, essa rende molto più facile il processo di scomposizione, soprattutto su prove standardizzate. Queste istruzioni sono per una calcolatrice grafica della Texas Instruments. Usiamo l'equazione di esempio:

y = x2 − x − 2
  1. 1
    Inserisci l'equazione nello schermo [Y =].
  2. 2
    Disegna l'andamento dell'equazione utilizzando la calcolatrice. Una volta che hai inserito la tua equazione, premi [GRAPH]: si dovrebbe vedere un arco continuo che rappresenta l'equazione (e sarà un arco dal momento che abbiamo a che fare con polinomi).
  3. 3
    Trova dove l'arco interseca l'asse x. Poiché le equazioni polinomiali sono tradizionalmente scritte come ax2 + bx + c = 0, questi sono i due valori di x che rendono l'espressione uguale a zero:
    (-1, 0), (2, 0)
    x = -1, x = 2
    • Se non riesci a individuare i punti manualmente, premi [2nd] e quindi [TRACE]. Premi [2] o seleziona zero. Scorri il cursore a sinistra di un'intersezione e premi [ENTER]. Scorri il cursore a destra di un'intersezione e premi [ENTER]. Scorri il cursore il più vicino possibile a un'intersezione e premi [ENTER]. La calcolatrice troverà il valore di x. Ripeti la stessa cosa per la seconda intersezione.
  4. 4
    Inserisci nelle due espressioni fattorizzate i valori di x ottenuti precedentemente. Se chiamiamo i nostri due valori di x 'h' e 'k', l'espressione che useremo sarà:
    (x - h) (x - k) = 0
    Così, i nostri due fattori devono essere:
    (x - (-1))(x - 2) = (x + 1)(x - 2)
    Pubblicità

Consigli

  • Se hai una calcolatrice tipo TI-84, esiste un programma chiamato SOLVER, in grado di risolvere un'equazione quadratica. Potrà risolvere polinomi di ogni grado.
  • Il coefficiente di un termine non esistente è 0. Se questo è il caso, può essere utile riscrivere l'equazione.

    x2 + 6 = x2 + 0x + 6
  • Se hai scomposto in fattori un polinomio usando la formula quadratica e il risultato contiene un radicale, potresti convertire i valori di x in frazioni per verificare il risultato.
  • Se un termine non ha un coefficiente, è sottointeso 1.

    x2 = 1x2
  • Alla fine, imparerai ad andare per tentativi mentalmente. Fino a quel momento, sarà meglio farlo per iscritto.
Pubblicità

Avvertenze

  • Se stai imparando questo concetto a scuola, fai attenzione a quello che t'insegna la tua insegnante. Non usare solo il tuo metodo preferito. In una prova, la tua insegnante potrebbe richiedere di usare un determinato metodo o non permettere l'uso di calcolatrici grafiche.
Pubblicità

Cose che ti Serviranno

  • Una matita
  • Un foglio
  • Un'equazione quadratica (o polinomio di secondo grado)
  • Una calcolatrice grafica (facoltativa)

Informazioni su questo wikiHow

wikiHow è una "wiki"; questo significa che molti dei nostri articoli sono il risultato della collaborazione di più autori. Per creare questo articolo, 55 persone, alcune in forma anonima, hanno collaborato apportando nel tempo delle modifiche per migliorarlo.
Categorie: Matematica

Hai trovato utile questo articolo?

No
Pubblicità