POČETNÍ OPERACE S MNOHOČLENY


Nechť je obrazekOn přirozené číslo nebo nula, obrazekO1 jsou reálná čísla a obrazekOx je reálná proměnná. Pak mnohočlen (polynom) obrazekOn-tého stupně s jednou proměnnou obrazekOx je výraz, který můžeme zapsat jako obrazekO2, kde obrazekO3.

Čísla obrazekO1 se nazývají koeficienty mnohočlenu, sčítanci obrazekO4 se nazývají členy mnohočlenu. Pro některé členy mnohočlenu máme speciální pojmenování. Člen obrazekO5 se nazývá absolutní člen mnohočlenu. Člen obrazekO6 se nazývá lineární člen a člen obrazekO7 se nazývá kvadratický člen mnohočlenu.

obrazekO8


Stupeň mnohočlenu odpovídá nejvyššímu exponentu proměnné v mnohočlenu.
Mnohočlen s jedním členem označujeme jako jednočlen, se dvěma členy jako dvojčlen, se třemi členy jako trojčlen, atd.

Například obrazekO13 je kvadratický mnohočlen, tj. mnohočlen 2. stupně, s proměnnou obrazekOx. Jedná se o trojčlen (má tři sčítance). Koeficient u kvadratického členu je 4, koeficient u lineárního členu je 2. Absolutní člen je roven 5.


Mnohočleny mohou mít obecně i více proměnných. Jako příklad mnohočlenu se dvěma proměnnými lze uvést výrazy obrazekO14, obrazekO15. Příkladem mnohočlenu se třemi proměnnými jsou výrazy obrazekO16, obrazekO17.


Sčítání, odčítání a násobení mnohočlenů

Z předcházejících kapitol již víme, že sčítat a odčítat můžeme jen ty mocniny, které mají stejný základ a stejného mocnitele. U mnohočlenů bude platit obdobné pravidlo.

Součet dvou mnohočlenů vypočítáme tak, že sečteme jednotlivé koeficienty u odpovídajících si členů těchto mnohočlenů (přičemž některé koeficienty můžou být rovny nule).

Pozn. Odpovídající si členy mnohočlenů jsou takové členy, které mají tytéž proměnné i se stejnými mocniteli.

Příklad[nahoru]
Vypočítej:
a) obrazekO18a
Řešení
obrazekO18obrazekO19

b) obrazekO20a
Řešení
obrazekO20obrazekO21obrazekO22obrazekO23


Rozdíl dvou mnohočlenů vypočítáme tak, že určíme součet prvního mnohočlenu a opačného mnohočlenu k druhému mnohočlenu.

Opačný mnohočlen k danému mnohočlenu je mnohočlen, který má tytéž členy, ale s opačnými znaménky (například opačným mnohočlenem k mnohočlenu obrazekO24 je mnohočlen obrazekO25).

Příklad[nahoru]
Vypočítej:
a) obrazekO26a
Řešení
obrazekO26obrazekO27

b) obrazekO29a
Řešení
obrazekO28obrazekO29obrazekO30obrazekO31


Součin dvou mnohočlenů vypočítáme tak, že každý člen prvního mnohočlenu vynásobíme každým členem druhého mnohočlenu a všechny tyto součiny sečteme.

obrazekO32

Příklad[nahoru]
Vypočítej:
a) obrazekO33a
Řešení
obrazekO33

b) obrazekO34a
Řešení
obrazekO34obrazekO35obrazekO36obrazekO37


Počítáme-li součet, rozdíl nebo součin tří a více mnohočlenů, postupujeme obdobně.

Pokud umíme mnohočleny násobit, můžeme vypočítat i jejich obrazekOn-tou mocninu pro všechna obrazekO38. Druhou a třetí mocninu dvojčlenu můžeme také určit podle následujících vzorců:
Pro všechna obrazekO39 platí:
obrazekO40,
obrazekO41,
obrazekO42,
obrazekO43.

Pozn. Je výhodné si tyto vzorce zapamatovat, neboť jejich použití usnadní mnohé výpočty, což dokládá následující příklad.

Příklad[nahoru]
Vypočítej:
a) obrazekO44a
Řešení
obrazekO44
Jiný způsob řešení
obrazekO45obrazekO46


Součtem, rozdílem a součinem libovolných mnohočlenů je vždy mnohočlen.


Dělení mnohočlenů

Podíl mnohočlenu a jednočlenu vypočítáme tak, že jednočlenem vydělíme každý člen mnohočlenu a jednotlivé podíly pak sečteme.

Příklad[nahoru]
Vypočítej za předpokladu, že obrazekO47:
obrazekO48a
Řešení
obrazekO48

Podílem mnohočlenů nemusí být vždy mnohočlen.

Jestliže podílem mnohočlenů je mnohočlen, mluvíme o dělení mnohočlenů beze zbytku (viz předchozí příklad). Jestliže podílem mnohočlenů není mnohočlen, mluvíme o dělení mnohočlenů se zbytkem (viz následující příklad). Vzniklý výraz si můžeme rozdělit na dvě části. První část tvoří výraz, který je mnohočlenem, tzv. neúplný podíl. Druhou částí je výraz, který není mnohočlenem, označujeme jej jako zbytek.

Pozn. Terminologie je obdobná jako u dělení čísel. Příkladem dělení čísel beze zbytku je např. výraz obrazekO49a. Jako příklad dělení čísel se zbytkem lze uvést výraz obrazekO49b.

Příklad[nahoru]
Vypočítej za předpokladu, že obrazekO47:
obrazekO50a
Řešení
obrazekO50
Mnohočlen obrazekO51 je neúplný podíl. Člen obrazekO52 je zbytek (mocnina u proměnné v mnohočlenu může nabývat pouze libovolných kladných hodnot nebo nuly. V tomto členu je však rovna -1, jelikož obrazekO53, proto tento výraz není mnohočlenem).


A jak vypočítáme podíl mnohočlenů? Omezíme se jen na případy mnohočlenů s jednou proměnnou, kdy bude zároveň platit, že stupeň mnohočlenu, který dělíme, je vyšší nebo roven stupni mnohočlenu, který je dělitelem. Postup je pak následující:
1. Nejdříve si členy obou mnohočlenů uspořádáme sestupně (tj. na prvním místě bude člen s proměnnou s nejvyšším exponentem).
2. První člen dělence vydělíme prvním členem dělitele, výsledek je prvním členem podílu mnohočlenů.
3. Pak tímto dílčím výsledkem vynásobíme všechny členy dělitele a tento výraz odečteme od dělence.
4. Tím dostaneme nový mnohočlen. Pokud je tento nový mnohočlen vyššího nebo stejného stupně jako dělitel, zopakujeme celý postup.
5. Takto pokračujeme dál, dokud nedostaneme mnohočlen nižšího stupně než je dělitel nebo nulu.

Pozn. Ve výrazu obrazekO54a je dělencem číslo 6, dělitelem číslo 3 a číslo 2 je jejich podíl.

Příklad[nahoru]
Vypočítej a stanov podmínky:
a) obrazekO54
Řešení
1. obrazekO55
2. obrazekO56
3. obrazekO57
obrazekO58

Tyto kroky se většinou zapisují následovně:
obrazekO59

4. obrazekO60

5. obrazekO61

V tomto případě je mnohočlen obrazekO62 neúplný podíl, výraz obrazekO63 je zbytek. Pro všechna obrazekO64, pro které je obrazekO65, tj. obrazekO66, platí:
obrazekO67

O správnosti výsledku se můžeme přesvědčit zkouškou:
obrazekO68


b) obrazekO69
Řešení
obrazekO70

V tomto případě se jedná o dělení beze zbytku.
Pro všechna obrazekO71, pro které je obrazekO72, tj. obrazekO73, platí:
obrazekO74

O správnosti výsledku se můžeme přesvědčit zkouškou:
obrazekO75

Cvičení k této kapitole.[nahoru]