Wyłączanie wspólnego czynnika (jednomianu) przed nawias jest odwróceniem mnożenia sumy przez jednomian i służy do przedstawiania wyrażenia w postaci iloczynu. Korzystamy z rozdzielności: $a(b+c)=ab+ac$. W drugą stronę otrzymujemy $ab+ac=a(b+c)$.
Jak wybrać wspólny czynnik
Dla współczynników liczbowych wybieramy ich największy wspólny dzielnik, a dla każdej litery – najmniejszy wykładnik występujący we wszystkich wyrazach. Na przykład w wyrażeniu $18x^3y-24x^2y^2$ wspólnym czynnikiem jest $6x^2y$, więc:
$$18x^3y-24x^2y^2=6x^2y(3x-4y).$$
Nie zawsze trzeba wyłączać największy możliwy czynnik, lecz taki wybór daje najprostszą postać nawiasu. Jeżeli pierwszy wyraz ma znak ujemny, często warto wyłączyć czynnik ujemny, aby pierwszy składnik w nawiasie był dodatni.
Kontrola wyniku
Po rozkładzie mnożymy czynnik przez każdy składnik nawiasu. Musimy otrzymać dokładnie wyrażenie początkowe. Wyłączanie jest możliwe także przy ułamkach i potęgach: z $\frac32a^4-\frac94a^2$ można wyłączyć $\frac34a^2$.
Rozwiązane przykłady
- $15x+20=5(3x+4)$, bo wspólnym dzielnikiem współczynników jest $5$.
- $12a^3b^2-8a^2b=4a^2b(3ab-2)$.
- $-6x^2+9x=-3x(2x-3)$. Wyłączenie $-3x$ daje dodatni pierwszy składnik w nawiasie.
- $5m(n-2)+3(n-2)=(n-2)(5m+3)$. Wspólnym czynnikiem może być całe wyrażenie w nawiasie.
Zastosowania
Postać iloczynowa ułatwia skracanie ułamków algebraicznych, rozwiązywanie równań przez zasadę iloczynu zerowego oraz dowody podzielności. Na przykład $7n^2+14n=7n(n+2)$ jest podzielne przez $7$ dla każdego całkowitego $n$. W geometrii wyłączenie wspólnego czynnika może ujawnić wspólny wymiar kilku pól.
Wyłączanie czynnika z grup wyrazów
Gdy cały wielomian nie ma jednego wspólnego jednomianu, czasem dzielimy go na grupy. Przykładowo $ax+ay+bx+by=a(x+y)+b(x+y)=(a+b)(x+y)$. Najpierw pojawia się wspólny nawias, a dopiero potem wyłączamy go jako czynnik. Tę technikę stosujemy tylko wtedy, gdy grupowanie rzeczywiście tworzy identyczne czynniki.
Typowe błędy
- Dzielenie przez wspólny czynnik tylko niektórych wyrazów.
- Wyłączanie zbyt wysokiej potęgi litery, która nie występuje w każdym składniku.
- Gubienie znaku minus po wyłączeniu liczby ujemnej.
- Traktowanie sumy jako czynnika bez sprawdzenia, czy występuje w każdym wyrazie.
Po co to się przydaje
Rozkład na czynniki jest jedną z najważniejszych technik algebry. Łączy rachunki na wyrażeniach z równaniami, funkcją kwadratową i dowodami. Dobra kontrola przez wymnożenie pozwala szybko wykryć błąd znaku lub brakujący czynnik.
Zadania
Zadanie 1
Wiadomo, że $a + b = 12$. Oblicz wartość podanego wyrażenia.
Zadanie 2
Wyłącz wskazany jednomian przed nawias.
Zadanie 3
Przepisz do zeszytu i uzupełnij odpowiednimi jednomianami (w kolejności okienek).
Zadanie 4
Dopasuj do figury wyrażenie opisujące jej pole. W rombie $F$ oznaczono połowy przekątnych.
I. $x^2(a + 3)$; II. $ax(2a + 1)$; III. $4ax(a + 1)$; IV. $x(a + 2)^2$; V. $2x(a + 2)$; VI. $x^2(2a + 1)$.
Zadanie 5
Aby obliczyć wartość wyrażenia $a^2 - 3ab$ dla $a = 16{,}5$ i $b = 2{,}5$, można zauważyć, że $a^2 - 3ab = a(a - 3b)$. Po podstawieniu otrzymujemy $16{,}5(16{,}5 - 3 \cdot 2{,}5) = 16{,}5 \cdot 9 = 148{,}5$. Korzystając z tej metody, oblicz wartość wyrażenia:
Zadanie 6
Wyłącz przed nawias czynnik liczbowy oraz wszystkie możliwe zmienne w jak najwyższych potęgach.
Zadanie 7
Oblicz.
Zadanie 8
Wyłącz wspólny czynnik przed nawias.
