Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела линал и алгебра.
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#76616

Разложить на неприводимые над ℝ  следующие многочлены:

а)
  4    3     2
x  + 4x  + 4x + 1
б)
  4
x  + 4
Показать ответ и решение

Поскольку над ℝ  неприводимы только многочлены первой степени и многочлены второй степени с отрицательным дискриминантом, то в конце концов в нашем разложении должны участвовать только многочлены первой степени вида x − x0   , где x0   - корень нашего многочлена, x0 ∈ ℝ  , а также многочлены второй степени вида  2
x + px + q  , где       2
D  = p − 4q < 0  .

а)
Попробуем сначала разложить над ℂ  , а потом перемножить между собой скобки первой степени, отвечающие сопряженным комплексным корням:
x4 + 4x3 + 4x2 + 1 = x2(x2 + 4x + 4)+ 1 = x2(x + 2)2 + 1 = (x(x+ 2))2 − i2 =

= (x(x+ 2))2 − i2 = (x(x+ 2) − i)(x(x + 2)+ i) = (x2 + 2x + i)(x2 + 2x − i)

У нас получились две скобки второй степени - чтобы доразложить их до предела над ℂ  , надо просто найти их корни по стандартной формуле через дискриминант:

                   − 2 − √4-−-4i       √ -----          √ -----
D1 = 4 − 4i,  x1 =  -------------= − 1 −  1− i,x2 = − 1+   1− i
                        2

                        √------
D  = 4 + 4i,  x  =  − 2-−-4-+-4i-= − 1 − √1-+-i,x = − 1+ √1-+-i-
 2             1        2                      2

Тогда получаем итоговое разложение:

 4    3    2       2         2                √ -----      √ -----      √ -----      √ -----
x +4x  +4x +1  = (x +2x+i )(x +2x − i) = (x+1+   1− i)(x+1 −   1− i)(x+1+   1+ i)(x+1 −  1+  i)

Только вот надо вычислить, чему равны эти корни

√-----  √ -----
 1 + i+   1− i

: Вычислим для начала их отдельно:

       √--    π       π
1+ i =  2(cos --+ isin -)
              4       4

       √--
1− i =  2(cos 7π-+ isin 7π)
              4         4

Тогда

√1-+-i = { 4√2-(cos π-+ isin π),√42-(cos 9π-+ isin 9π)} = { 4√2-(cos π-+ isin π-),√42-(− cos π-− isin π)}
                 8       8          8        8              8       8           8        8

√ -----   4√ --   7π      7π   4√--   15 π      15π      √4--     π       π  4√ --   π      π
  1− i = {  2(cos --+i sin ---),  2(cos----+i sin ---)} = {  2(− cos--+isin -),  2(cos -− isin --)}
                 8        8           8        8                8       8         8      8

Следовательно, мы получаем итоговое разложение нашего многочлена над ℂ  :

 4    3     2               4√--    π-      π-        √4--     π-       π-
x + 4x  + 4x +  1 = (x + 1−  2(cos 8 + isin 8)(x + 1−   2(− cos8 − isin 8))⋅

         4√ --     π       π          √4--   π        π
⋅(x + 1 −   2(− cos --+ isin --))(x + 1−   2(cos--− isin -))
                  8       8                  8       8

Теперь, перемножая скобки, отвечающие комплексно сопряженным корням (то есть первую на четвертую и вторую на третью), получаем разложение над ℝ  :

                          √ --   π      √ --  √ --  π           √ --  π       √ --  √--   π
x4+4x3+4x2+1   = (x2+(2+2  42cos -)x+1+   2+2 4 2cos--)(x2+(2− 2 4 2cos-)x+1+   2− 2 42 cos-)
                                 8                   8                8                   8
б)
Воспользуемся тем, что над ℂ  разложение этого многочлена такое:
x4 + 4 = (x− (1 + i))(x + (1+ i))(x − (− 1 + i))(x + (− 1 + i))

Далее просто перемножаем скобки, отвечающие комплексно-сопряженным корням (то есть первую на четвертую и вторую на третью):

x4 + 4 = (x2 − 2x + 2)(x2 + 2x+ 2)
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!