CHƯƠNG II : ĐA THỨC 1. Định lý Bezout Số dư trong phép chia f(x) cho nhị thức x – a chính là f(a) Hệ quả: Nếu a là nghiệm của f(x) thì f(x) chia hết cho x – a Dạng 1. Tính giá trị của đa thức Bài toán: Tính giá trị của đa thức P(x,y,…) khi x = x 0 , y = y 0 ; … Phương pháp 1: (Tính trực tiếp) Thế trực tiếp các giá trị của x, y vào đa thức để tính. Phương pháp 2: (Sơ đồ Horner, đối với đa thức một biến) Viết n n 1 0 1 n P(x) a x a x . a − = + + + dưới dạng 0 1 2 n P(x) ( .(a x a )x a )x .)x a= + + + + Vậy 0 0 0 1 0 2 0 0 n P(x ) ( .(a x a )x a )x .)x a= + + + + . Đặt b 0 = a 0 ; b 1 = b 0 x 0 + a 1 ; b 2 = b 1 x 0 + a 2 ; …; b n = b n-1 x 0 + a n . Suy ra: P(x 0 ) = b n . Từ đây ta có công thức truy hồi: b k = b k-1 x 0 + a k với k ≥ 1. Giải trên máy: - Gán giá x 0 vào biến nhớm M. - Thực hiện dãy lặp: b k-1 ALPHA M + a k Ví dụ 1.1: (Sở GD TP HCM, 1996) Tính − + − = − + + 5 4 2 3 2 3x 2x 3x x A 4x x 3x 5 khi x = 1,8165 Cách 1: Tính nhờ vào biến nhớ Ans Aán phím: 1 . 8165 = − + − + ÷ − + + = 2 2 ( 3 Ans ^ 5 2 Ans ^ 4 3 Ans x Ans 1 ) ( 4 Ans ^ 3 Ans x 3 Ans 5 ) Kết quả: 1.498465582 Cách 2: Tính nhờ vào biến nhớ X Aán phím: 1 . 8165 SHIFT STO X − + − + ÷ − + + = 2 2 ( 3 ALPHA X ^ 5 2 ALPHA X ^ 4 3 ALPHA X x ALPHA X 1 ) ( 4 ALPHA X ^ 3 ALPHA X x 3 ALPHA X 5 ) Kết quả: 1.498465582 Nhận xét:  Phương pháp dùng sơ đồ Horner chỉ áp dụng hiệu quả đối với máy fx-220 và fx-500A, còn đối với máy fx-500 MS và fx-570 MS chỉ nên dùng phương pháp tính trực tiếp có sử dụng biểu thức chứa biến nhớ, riêng fx-570 MS có thể thế các giá trị của biến x nhanh bằng cách bấm CALC , máy hỏi X? khi đó khai báo các giá trị của biến x ấn phím là = xong. Để có thể kiểm tra lại kết quả sau khi tính nên gán giá trị x 0 vào một biến nhớ nào đó khác biến Ans để tiện kiểm tra và đổi các giá trị. Ví dụ 1.2: Tính − + − = − + + 5 4 2 3 2 3x 2x 3x x A 4x x 3x 5 khi x = 1,8165; x = - 0,235678; x = 865,321 Khi đó ta chỉ cần gán giá trị x 1 = - 0,235678 vào biến nhớ X: ( ) .− 235678 SHIFT STO X Dùng phím mũi tên lên một lần (màn hình hiện lại biểu thức cũ) rồi ấn phím = là xong.  Trong các kỳ thi dạng toán này luôn có, chiếm 1 đến 5 điểm trong bài thi. Khả năng tính toán dẫn đến sai số thường thì không nhiều nhưng nếu biểu thức quá phức tạp nên tìm cách chia nhỏ bài toán tránh vượt quá giới hạn bộ nhớ của máy tính sẽ dẫn đến sai kết quả (máy tính vẫn tính nhưng kết quả thu được là kết quả gần đúng, có trường hợp sai hẳn). Dạng 2: Tìm dư trong phép chia đa thức P(x) cho nhị thức ax + b Khi chia đa thức P(x) cho nhị thức ax + b ta luôn được P(x)=Q(x)(ax+b) + r, trong đó r là một số (không chứa biến x). Thế b x a = − ta được P( b a − ) = r. Như vậy để tìm số dư khi chia P(x) cho nhị thức ax+b ta chỉ cần đi tính r = P( b a − ), lúc này dạng toán 2.2 trở thành dạng toán 2.1. Ví dụ 2.1: (Sở GD TPHCM, 1998) Tìm số dư trong phép chia:P= 14 9 5 4 2 x x x x x x 723 x 1,624 − − + + + − − Số dư r = 1,624 14 - 1,624 9 - 1,624 5 + 1,624 4 + 1,624 2 + 1,624 – 723 Qui trình ấn máy (fx-500MS và fx-570 MS) Ấn các phím: 1. 624 SHIFT STO X − − + + + − = ALPHA X ^14 ALPHA X ^ 9 ALPHA X ^ 5 ALPHA X ^ 4 ALPHA X ^ 2 ALPHA X 723 Kết quả: r = 85,92136979 Dạng 3. Xác định tham số m để đa thức P(x) + m chia hết cho nhị thức ax + b Khi chia đa thức P(x) + m cho nhị thức ax + b ta luôn được P(x)=Q(x)(ax+b) + m + r. Muốn P(x) chia hết cho ax +b thì m + r = 0 hay m = -r = - P( b a − ). Như vậy bài toán trở về dạng toán 1. Ví dụ 3.1: Xác định tham số (Sở GD Hà Nội, 1996, Sở GD Thanh Hóa, 2000). Tìm a để 4 3 2 x 7x 2x 13x a+ + + + chia hết cho x+6.- - Giải - Số dư ( ) ( ) 2 4 3 a ( 6) 7( 6) 2 6 13 6   = − − + − + − + −   Qui trình ấn máy (fx-500MS và fx-570 MS) Ấn các phím: ( ) − 6 SHIFT STO X ( ) − ( ALPHA X ^ 4 + 7 ALPHA X 3 x + 2 ALPHA X 2 x + 13 ALPHA X ) = Kết quả: a = -222 Ví dụ 3.2: (Sở GD Khánh Hòa, 2001) Cho P(x) = 3x 3 + 17x – 625. Tính a để P(x) + a 2 chia hết cho x + 3? -- Giải – Số dư a 2 = - ( ) ( ) 3 3 3 17 3 625   − + − −   => a = ± ( ) ( ) 3 3 3 17 3 625   − − + − −   Qui trình ấn máy (fx-500MS và fx-570 MS) 3 ( ) ( 3 ( ( ) 3 ) 17 ( ( ) 3 ) 625 )− − + − − =x Kết quả: a = ± 27,51363298 Chú ý: Để ý ta thấy rằng P(x) = 3x 3 + 17x – 625 = (3x 2 – 9x + 44)(x+3) – 757. Vậy để P(x) chia hết cho (x + 3) thì a 2 = 757 => a = 27,51363298 và a = - 27,51363298 Vi du3.3 Tìm các giá trị của m để đa thức P(x) = 2x 3 + 3x 2 - 4x + 5 + m chia hết cho Q(x) = 3x +2 H.Dẫn: - Phân tích P(x) = (2x 3 + 3x 2 - 4x + 5) + m = P 1 (x) + m. Khi đó: P(x) chia hết cho Q(x) = 3x + 2 khi và chỉ khi: P 1 (x) + m = (3x + 2).H(x) Ta có: 1 1 2 2 0 3 3 P m m P     − + = ⇒ = − −         Tính trên máy giá trị của đa thức P 1 (x) tại 2 3 x = − ta được m = Vi du3.4: Cho hai đa thức P(x) = 3x 2 - 4x + 5 + m; Q(x) = x 3 + 3x 2 - 5x + 7 + n Tìm m, n để hai đa thức trên có nghiệm chung 0 1 2 x = H.Dẫn: 0 1 2 x = là nghiệm của P(x) thì m = 1 1 2 P   −     , với P 1 (x) = 3x 2 - 4x + 5 0 1 2 x = là nghiệm của Q(x) thì n= 1 1 2 Q   −     với Q 1 (x) = x 3 + 3x 2 - 5x + 7. Tính trên máy ta được: m = 1 1 2 P   −     = ;n = 1 1 2 Q   −     = Vi du3.5: Cho hai đa thức P(x) = x 4 + 5x 3 - 4x 2 + 3x + m;Q(x) = x 4 + 4x 3 - 3x 2 + 2x + n. a) Tìm m, n để P(x), Q(x) chia hết cho (x - 2) b) Xét đa thức R(x) = P(x) - Q(x). Với giá trị m, n vừa tìm chứng tỏ rằng đa thức R(x) chỉ có duy nhất một nghiệm. H.Dẫn: a) Giải tương tự VD 3.4, ta có: m = ;n = b) P(x) M (x - 2) và Q(x) M (x - 2) ⇒ R(x) M (x - 2) Ta lại có: R(x) = x 3 - x 2 + x - 6 = (x - 2)(x 2 + x + 3), vì x 2 + x + 3 > 0 với mọi x nên R(x) chỉ có một nghiệm x = 2. Ví dụ 3.6 Cho đa thức f(x) = x 4 + 9x 3 + 2x 2 + 11x . 1. Tim giá trị của m để f(x) + m chia hết cho x+6 2. Với m vừa tìm được ở câu 1. T ính giá trị của đa thức P(x) = f(x) + m khi cho: x = 2 3 11 2 3 1 ++ + + 2 3 11 2 3 1 −− − Giải: 1. f(x) + m chia hết cho x+6 nên f(x) + m viết được dưới d ạng f(x) + m = Q(x)(x+6) do đ ó f(-6) + m = 0 ⇔ m = - f(-6) HS lập quy trình tính đ úng k ết quả ⇔ m = - f(-6) = - (- 642)= 642 2. Với m = 642 ta được đa thức P(x) = x 4 + 9x 3 + 2x 2 + 11x + 642 Học sinh tính được x = 1. Thay x = 1 vào và tính đ úng P(1) = 665 Dạng 4: Tìm điều kiện tham số của ( ) P x thỏa mãn một điều kiện nào đó: Ví dụ 4.1: (5 điểm) Cho đa thức P(x) = x 3 + ax 2 + bx + c a) Tìm a, b, c biết rằng khi x lần lượt nhận các giá trị 1,2 ; 2,5 ; 3,7 thì P(x) có giá trị tương ứng là 1994,728 ; 2060,625 ; 2173,653 b) Tìm số dư r của phép chia đa thức P(x) cho 12x – 1 c) Tìm giá trị của x khi P(x) có giá trị là 1989 Giải: a) Thay lần lượt các giá trị x = 1,2 ; x =2,5 ; x=3,7 vào đa thức P(x) = x 3 +ax 2 + c ta được hệ      =++ =++ =++ 21237,369,13 20455,225,6 19932,144,1 cba cba cba Giải hệ phương trình ta được a =10 ; b =3 ; c = 1975 b) Số dư của phép chia P(x) =x 3 +10x 2 +3x+1975 cho 2x+5 chính là giá trị P(-2,5) của đa thức P(x) tại x=-2,5. ĐS ; 2014,375 c) Giải phương trình P(x) =x 3 +10x 2 +3x+1975= 1989 hay x 3 +10x 2 +3x-14 =0 x=1 ; x= - 9,531128874 ; x= -1,468871126 Ví dụ 4.2:Cho P(x) = x 3 + ax 2 + bx - 1 1) Xác định số hữu tỉ a và b để x = 57 57 + − là nghiệm của P(x); 2) Với giá trị a, b tìm được hãy tìm các nghiệm còn lại của P(x). Giải: x = 6- 35 ⇒ b = axx x −− 2 1 =6+ 35 -(6- 35 ) 2 - a(6- 35 ) (a+13) = b+6a+65 = 0 ⇒ a = -13 ; b =13 ⇒ P(x) =x 3 -13x 2 +13x-1 (x-1)(x 2 -12x+1) = 0 ⇒ x = 1 ; x ≈ 0,08392 và x ≈ 11,916 Ví dụ 4.3:Xác định các hệ số a, b, c của đa thức P(x) = ax 3 + bx 2 + cx – 2007 để sao cho P(x) chia hết cho (x – 13) có số dư là 2 và chia cho (x – 14) có số dư là 3. Hướng dẫn: Ta có : P(x) = Q(x)(x – a) + r ⇒ P(a) = r Vậy P(13) = a.13 3 + b.13 2 + c.13 – 2007 = 1 P(3) = a.3 3 + b.3 2 + c.3 – 2007 = 2 P(14) = a.14 3 + b.14 2 + c.14 – 2007 = 3 Tính trên máy và rút gọn ta được hệ ba phương trình : 2197. 169 13. 2008 27 9 3 2009 2744 196 14 2010 a b c a b c b c + + =   + + =   + + =  Tính trên máy được :a = 3,693672994 ≈ 3,69 b = –110,6192807 ≈ –110,62 c = 968,2814519 ≈ 968,28 Dạng 5. Tìm đa thức thương khi chia đa thức cho đơn thức Bài toán mở đầu: Chia đa thức a 0 x 3 + a 1 x 2 + a 2 x + a 3 cho x – c ta sẽ được thương là một đa thức bậc hai Q(x) = b 0 x 2 + b 1 x + b 2 và số dư r. Vậy a 0 x 3 + a 1 x 2 + a 2 x + a 3 = (b 0 x 2 + b 1 x + b 2 )(x-c) + r = b 0 x 3 + (b 1 -b 0 c)x 2 + (b 2 -b 1 c)x + (r + b 2 c). Ta lại có công thức truy hồi Horner: b 0 = a 0 ; b 1 = b 0 c + a 1 ; b 2 = b 1 c + a 2 ; r = b 2 c + a 3 . Tương tự như cách suy luận trên, ta cũng có sơ đồ Horner để tìm thương và số dư khi chia đa thức P(x) (từ bậc 4 trở lên) cho (x-c) trong trường hợp tổng quát. : Tìm thương và dư trong phép chia đa thức P(x) cho (ax +b) Cách giải: - Để tìm dư: ta giải như bài toán 1 - Để tìm hệ số của đa thức thương: dùng lược đồ Hoocner để tìm thương trong phép chia đa thức P(x) cho (x + b a ) Ví dụ 5.1 Tìm thương và số dư trong phép chia x 7 – 2x 5 – 3x 4 + x – 1 cho x – 5. -- Giải -- Ta có: c = - 5; a 0 = 1; a 1 = 0; a 2 = -2; a 3 = -3; a 4 = a 5 = 0; a 6 = 1; a 7 = -1; b 0 = a 0 = 1. Qui trình ấn máy (fx-500MS và fx-570 MS) − × + = × − = × + − = × + = × + = × + = × + − = ( ) 5 SHIFT STO M 1 ALPHA M 0 ALPHA M 2 ALPHA M ( ) 3 ALPHA M 0 ALPHA M 0 ALPHA M 1 ALPHA M ( ) 1 (-5) (23) (-118) (590) (-2950) (14751) (-73756) Vậy x 7 – 2x 5 – 3x 4 + x – 1 = = (x + 5)(x 6 – 5x 5 + 23x 4 – 118x 3 + 590x 2 – 2590x + 14751) – 73756. Ví dụ5.2: Tìm thương và dư trong phép chia P(x) = x 7 - 2x 5 - 3x 4 + x - 1 cho (x + 5) H.Dẫn: - Sử dụng lược đồ Hoocner, ta có: 1 0 -2 -3 0 0 1 -1 -5 1 -5 23 -118 590 -2950 14751 -73756 * Tính trên máy tính các giá trị trên như sau: ( )− 5 SHIFT STO M 1 × ANPHA M + 0 = (-5) : ghi ra giấy -5 × ANPHA M + - 2 = (23) : ghi ra giấy 23 × ANPHA M - 3 = (-118) : ghi ra giấy -118 × ANPHA M + 0 = (590) : ghi ra giấy 590 × ANPHA M + 0 = (-2950) : ghi ra giấy -2950 × ANPHA M + 1 = (14751) : ghi ra giấy 14751 × ANPHA M - 1 = (-73756) : ghi ra giấy -73756 x 7 - 2x 5 - 3x 4 + x - 1 = = (x + 5)(x 6 - 5x 5 + 23x 4 - 118x 3 + 590x 2 - 2950x + 14751) – 73756 Vi du5.3: Tìm thương và dư trong phép chia P(x) = x 3 + 2x 2 - 3x + 1 cho (2x - 1) Vi du 5.4: Chia x 8 cho x + 0,5 được thương q 1 (x) dư r 1 . Chia q 1 (x) cho x + 0,5 được thương q 2 (x) dư r 2 . Tìm r 2 ? H.Dẫn: - Ta phân tích: x 8 = (x + 0,5).q 1 (x) + r 1 q 1 (x) = (x + 0,5).q 2 (x) + r 2 - Dùng lược đồ Hoocner, ta tính được hệ số của các đa thức q 1 (x), q 2 (x) và các số dư r 1 , r 2 : 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 − 1 1 2 − 1 4 1 8 − 1 16 1 32 − 1 64 1 128 − 1 256 1 2 − 1 -1 3 4 1 2 − 5 16 3 16 − 7 64 1 16 − VËy: 2 1 16 r = − Dạng 6. Phân tích đa thức theo bậc của đơn thức Áp dụng n-1 lần dạng toán 2.4 ta có thể phân tích đa thức P(x) bậc n theo x-c: P(x)=r 0 +r 1 (x-c)+r 2 (x-c) 2 +…+r n (x-c) n . Ví dụ6.1 Phân tích x 4 – 3x 3 + x – 2 theo bậc của x – 3. -- Giải -- Trước tiên thực hiện phép chia P(x)=q 1 (x)(x-c)+r 0 theo sơ đồ Horner để được q 1 (x) và r 0 . Sau đó lại tiếp tục tìm các q k (x) và r k-1 ta được bảng sau: 1 -3 0 1 -2 x 4 -3x 2 +x-2 3 1 0 0 1 1 q 1 (x)=x 3 +1, r 0 = 1 3 1 3 9 28 q 2 (x)=x 3 +3x+1,r 1 =28 3 1 6 27 q 3 (x)=x+6, r 0 = 27 3 1 9 q 4 (x)=1=a 0 , r 0 = 9 Vậy x 4 – 3x 3 + x – 2 = 1 + 28(x-3) + 27(x-3) 2 + 9(x-3) 3 + (x-3) 4 . Dạng 7. Tìm cận trên khoảng chứa nghiệm dương của đa thức Nếu trong phân tích P(x) = r 0 + r 1 (x-c)+r 2 (x-c) 2 +…+r n (x-c) n ta có r i ≥ 0 với mọi i = 0, 1, …, n thì mọi nghiệm thực của P(x) đều không lớn hơn c. Ví dụ 7.1: Cận trên của các nghiệm dương của đa thức x 4 – 3x 3 + x – 2 là c = 3. (Đa thức có hai nghiệm thực gần đúng là 2,962980452 và -0,9061277259) Nhận xét:  Các dạng toán 2.4 đến 2.6 là dạng toán mới (chưa thấy xuất hiện trong các kỳ thi) nhưng dựa vào những dạng toán này có thể giải các dạng toán khác như phân tích đa thức ra thừa số, giải gần đúng phương trình đa thức, ….  Vận dụng linh hoạt các phương pháp giải kết hợp với máy tính có thể giải được rất nhiều dạng toán đa thức bậc cao mà khả năng nhẩm nghiệm không được hoặc sử dụng công thức Cardano quá phức tạp. Do đó yêu cầu phải nắm vững phương pháp và vận dụng một cách khéo léo hợp lí trong các bài làm. Dạng.8. tính giá trị của đa thức khi biết một số giá trị khác của đa thức Ví dụ 8.1 Cho đa thức P(x) = x 5 + ax 4 + bx 3 + cx 2 + dx + e. Biết P(1) = 1; P(2) = 4; P(3) = 9; P(4) = 16; P(5) = 25. Tính P(6); P(7); P(8); P(9) = ? H.Dẫn: Bước 1: Đặt Q(x) = P(x) + H(x) sao cho: + Bậc H(x) nhỏ hơn bậc của P(x) + Bậc của H(x) nhỏ hơn số giá trị đã biết của P(x), trongbài bậc H(x) nhỏ hơn 5, nghĩa là: Q(x) = P(x) + a 1 x 4 + b 1 x 3 + c 1 x 2 + d 1 x + e Bước 2: Tìm a 1 , b 1 , c 1 , d 1 , e 1 để Q(1) = Q(2) = Q(3) = Q(4) = Q(5) = 0, tức là: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 16 8 4 2 4 0 81 27 9 3 9 0 256 64 16 4 16 0 625 125 25 5 25 0 a b c d e a b c d e a b c d e a b c d e a b c d e + + + + + =   + + + + + =   + + + + + =   + + + + + =  + + + + + =   ⇒ a 1 = b 1 = d 1 = e 1 = 0; c 1 = -1 Vậy ta có: Q(x) = P(x) - x 2 Vì x = 1, x = 2, x = 3, x = 4, x = 5 là nghiệm của Q(x), mà bậc của Q(x) bằng 5 có hệ số của x 5 bằng 1 nên: Q(x) = P(x) - x 2 = (x -1)(x - 2)(x - 3)(x - 4)(x - 5) ⇒ P(x) = (x -1)(x - 2)(x - 3)(x - 4)(x - 5) + x 2 . Từ đó tính được: P(6) = ; P(7) = ; P(8) = ; P(9) = Ví dụ 8.2 Cho đa thức P(x) = x 4 + ax 3 + bx 2 + cx + d. Biết P(1) = 5; P(2) = 7; P(3) = 9; P(4) = 11. Tính P(5); P(6); P(7); P(8); P(9) = ? H.Dẫn: - Giải tương tự bài 3, ta có: P(x) = (x -1)(x - 2)(x - 3)(x - 4) + (2x + 3). Từ đó tính được: P(5) = ; P(6) = ; P(7) = ; P(8) = ; P(9) = Ví dụ 8.3 Cho đa thức P(x) = x 4 + ax 3 + bx 2 + cx + d. Biết P(1) = 1; P(2) = 3; P(3) = 6; P(4) = 10. Tính (5) 2 (6) ? (7) P P A P − = = H.Dẫn: - Giải tương tự bài 4, ta có: P(x) = (x -1)(x - 2)(x - 3)(x - 4) + ( 1) 2 x x + . Từ đó tính được: (5) 2 (6) (7) P P A P − = = Ví dụ 8.4 Cho đa thức f(x) bậc 4, hệ số của bậc cao nhất là 1 và thoả mãn: f(1) = 3; P(3) = 11; f(5) = 27. Tính giá trị A = f(-2) + 7f(6) = ? H.Dẫn: - Đặt g(x) = f(x) + ax 2 + bx + c. Tìm a, b, c sao cho g(1) = g(3) = g(5) = 0 ⇒ a, b, c là nghiệm của hệ phương trình: 3 0 9 3 11 0 25 5 27 0 a b c a b c a b c + + + =   + + + =   + + + =  ⇒ bằng MTBT ta giải được: 1 0 2 a b c =−   =   =−  ⇒ g(x) = f(x) - x 2 - 2