Polinomlar

Polinomlarda Çarpanlara Ayırma

TYTAYT10 dakikalık okuma

Polinomlarda çarpanlara ayırma: renkli karoları bir dikdörtgen alan modeline yerleştiren iki öğrenci

Çarpanlara ayırma, bir polinomu daha basit polinomların çarpımı olarak yazmaktır. Denklem çözmenin, kesirli ifadeleri sadeleştirmenin ve polinomun köklerini bulmanın yolu buradan geçer. Bu yazıda ortak çarpan parantezini, gruplamayı, iki kare farkını, tam kare ve küp özdeşliklerini, ikinci dereceden üç terimlileri, değişken değiştirmeyi, terim ekleyip çıkarmayı, çarpan teoremiyle kök denemeyi, sadeleştirmeyi ve denklem çözmeyi çözümlü örneklerle ele alıyoruz.


Çarpanlara ayırma nedir?

Önce şunları bil

Bu yazıyı daha rahat anlamak için polinomlarda çarpmayı, özdeşlikleri ve kalan teoremini biliyor olman yeterli.

Temel bilgiler için Polinomlar Konu Anlatımı ve Polinomlarda Kalan Bulma yazılarına göz at.

Bir polinomu, dereceleri daha küçük polinomların çarpımı olarak yazmaya çarpanlara ayırma denir. Çarpanlara ayırma, çarpma işleminin tersidir: çarpmada parantezler açılır, çarpanlara ayırmada parantezler geri kurulur.

Kapaktaki öğrenciler bunu alan modeliyle yapıyor: x2+5x+6 ifadesini oluşturan karolar, kenarları x+2 ve x+3 olan bir dikdörtgene diziliyor. Dikdörtgenin alanı kenarlarının çarpımı olduğu için x2+5x+6=(x+2)(x+3) yazılır.

Hap bilgi

Çarpanlara ayırma, çarpmanın tersidir.

Sonuç her zaman parantezler açılarak kontrol edilir.

Neden çarpanlara ayırırız?

Çarpım biçimindeki bir ifade, toplam biçimindekinden çok daha fazla bilgi verir. Bir çarpımın sıfır olması için çarpanlardan birinin sıfır olması yeter; bu yüzden çarpanlara ayrılmış bir polinomun kökleri doğrudan okunur.

AmaçÇarpanlara ayırmanın katkısı
Denklem çözmekHer çarpan ayrı ayrı sıfıra eşitlenir
Kesirli ifadeyi sadeleştirmekOrtak çarpanlar sadeleşir
Kökleri bulmakÇarpanlar kökleri gösterir
İşaret incelemekHer çarpanın işareti ayrı incelenir
Hızlı hesap yapmakSayısal işlemler kısalır

Alan modeliyle çarpanlara ayırma

Alan modeli, çarpanlara ayırmanın geometrik anlamını gösterir. Kenarı x olan büyük kare x2 yi, kenarları x ve 1 olan şerit x i, kenarı 1 olan küçük kare 1 i temsil eder. Bir üç terimliye karşılık gelen karolar boşluksuz bir dikdörtgene dizilebiliyorsa dikdörtgenin kenarları ifadenin çarpanlarıdır.

Örnek

x2+5x+6 ifadesi karolarla gösterilsin: bir büyük kare, beş şerit ve altı küçük kare.

Karoları dikdörtgene dizip çarpanları bulalım.

Büyük karenin bir yanına iki şerit, diğer yanına üç şerit konur; köşedeki boşluğu 2·3=6 küçük kare doldurur.

Dikdörtgenin kenarları x+2 ve x+3 tür: x2+5x+6=(x+2)(x+3).

Model, iki sayı bulma yönteminin nedenini de açıklar: şeritler iki yana bölüştürülür ve toplamları 5 tir; köşedeki küçük karelerin sayısı ise bu iki sayının çarpımıdır, yani 6 dır.

Ortak çarpan parantezi

Çarpanlara ayırmada ilk bakılacak şey, bütün terimlerde ortak olan bir çarpanın bulunup bulunmadığıdır. Ortak çarpan, katsayıların en büyük ortak böleni ile değişkenin en küçük kuvvetinin çarpımıdır.

Örnek

6x3−9x2 ifadesi verilsin.

İfadeyi çarpanlarına ayıralım.

Katsayıların en büyük ortak böleni 3, değişkenin en küçük kuvveti x2 dir.

6x3−9x2=3x2(2x−3).

Dikkat

Ortak çarpan parantezini atlayıp doğrudan özdeşlik aramak.

2x2−18 ifadesinde önce 2 ortak çarpandır: 2(x2−9)=2(x−3)(x+3). Ortak çarpan alınmadan iki kare farkı görülmez ve ayırma yarım kalır.

Gruplama

Terimlerin hepsinde ortak bir çarpan yoksa terimler ikişerli gruplara ayrılır. Her grupta ortak çarpan alındıktan sonra gruplar arasında ortak bir parantez ortaya çıkıyorsa ifade çarpanlarına ayrılmış olur.

Örnek

x3+2x2+3x+6 ifadesi verilsin.

İfadeyi gruplayarak çarpanlarına ayıralım.

İlk iki terimden x2, son iki terimden 3 ortak çarpan alınır: x2(x+2)+3(x+2).

x+2 ortak paranteze alınır: (x+2)(x2+3).

Gruplama her zaman ilk denemede işlemez. Ortak parantez çıkmıyorsa terimlerin sırası değiştirilip başka ikililer denenir; dört terimli ifadelerde üç farklı gruplama vardır ve bunlardan biri genellikle sonuç verir.

İki kare farkı

İki karenin farkı, bu karelerin tabanlarının farkı ile toplamının çarpımıdır. En sık kullanılan özdeşliktir ve ifade içinde gizli olduğunda bile aranmalıdır:

a2−b2=(a−b)(a+b)

Örnek

x2−25, 4x2−9 ve x4−16 ifadeleri verilsin.

İfadeleri çarpanlarına ayıralım.

x2−25=(x−5)(x+5) ve 4x2−9=(2x−3)(2x+3).

x4−16=(x2−4)(x2+4)=(x−2)(x+2)(x2+4).

Dikkat

İki kare toplamını çarpanlarına ayırmaya çalışmak.

x2+4 gerçek sayılarda çarpanlarına ayrılmaz, çünkü x2+4 hiçbir gerçek x için sıfır olmaz. Bu yüzden x4−16 nın son çarpanı x2+4 olarak kalır.

Tam kare üç terimliler

a2+2ab+b2=(a+b)2 ve a2−2ab+b2=(a−b)2 özdeşlikleri tersinden okunarak tam kare üç terimliler çarpanlarına ayrılır. Bir üç terimlinin tam kare olması için baştaki ve sondaki terimler kare, ortadaki terim de bunların tabanlarının çarpımının iki katı olmalıdır.

Örnek

x2+6x+9 ve 4x2−12x+9 ifadeleri verilsin.

İfadeleri çarpanlarına ayıralım.

x2+6x+9: kareler x2 ve 9; orta terim 2·x·3=6x. Sonuç (x+3)2.

4x2−12x+9: kareler (2x)2 ve 32; orta terim 2·2x·3=12x. Sonuç (2x−3)2.

Küp toplamı ve farkı

İki küpün toplamı ve farkı da çarpanlarına ayrılır. İkinci çarpan her iki durumda da üç terimlidir ve gerçek sayılarda daha fazla ayrılmaz:

a3−b3=(a−b)(a2+ab+b2)

a3+b3=(a+b)(a2−ab+b2)

Örnek

x3−27 ve 8x3+1 ifadeleri verilsin.

İfadeleri çarpanlarına ayıralım.

x3−27=x3−33=(x−3)(x2+3x+9).

8x3+1=(2x)3+13=(2x+1)(4x2−2x+1).

İşaretleri hatırlamanın kısa yolu şudur: birinci çarpandaki işaret, ifadedeki işaretle aynıdır; ikinci çarpandaki orta terimin işareti bunun tersidir; son terim her zaman artıdır.

Tam küp

a3+3a2b+3ab2+b3=(a+b)3 ve a3−3a2b+3ab2−b3=(a−b)3 özdeşlikleri de tersinden okunabilir. Dört terimli bir ifadenin katsayıları 1, 3, 3, 1 düzenini izliyorsa bir tam küp olabilir.

Örnek

x3+3x2+3x+1 ifadesi verilsin.

İfadeyi çarpanlarına ayıralım.

Katsayılar 1, 3, 3, 1 ve terimler x ile 1 in küp açılımına uyuyor.

x3+3x2+3x+1=(x+1)3.

x² + bx + c biçimindeki üç terimliler

Baş katsayısı 1 olan ikinci dereceden bir üç terimliyi çarpanlarına ayırmak için toplamı b, çarpımı c olan iki sayı aranır. Bu sayılar m ve n ise x2+bx+c=(x+m)(x+n) olur.

Örnek

x2−5x+6 ve x2+x−12 ifadeleri verilsin.

İfadeleri çarpanlarına ayıralım.

x2−5x+6: çarpımı 6, toplamı −5 olan sayılar −2 ve −3 tür. Sonuç (x−2)(x−3).

x2+x−12: çarpımı −12, toplamı 1 olan sayılar 4 ve −3 tür. Sonuç (x+4)(x−3).

Çarpım negatifse sayıların işaretleri farklıdır; toplamın işareti, mutlak değeri büyük olan sayının işaretidir. Çarpım pozitifse iki sayının işareti aynıdır ve toplamın işaretini taşır. Bu iki gözlem aranan sayıları hızla daraltır. Böyle iki tam sayı bulunamıyorsa üç terimli tam sayılarla ayrılmıyor olabilir; o zaman kökler ikinci dereceden denklem yöntemleriyle bulunur.

ax² + bx + c biçimindeki üç terimliler

Baş katsayısı 1 den farklıysa çapraz çarpım yöntemi kullanılır: a katsayısı ve c sabiti ikişer çarpana ayrılır; çaprazlama çarpımların toplamı b yi veren düzen aranır.

Örnek

2x2+7x+3 ifadesi verilsin.

İfadeyi çarpanlarına ayıralım.

2x2=2x·x ve 3=1·3. Çapraz çarpımlar: 2x·3+x·1=7x.

Sonuç (2x+1)(x+3).

Örnek

6x2−x−2 ifadesi verilsin.

İfadeyi çarpanlarına ayıralım.

6x2=2x·3x ve −2=1·(−2). Çapraz çarpımlar: 2x·(−2)+3x·1=−x.

Sonuç (2x+1)(3x−2).

Değişken değiştirme

Bazı ifadeler ilk bakışta tanıdık görünmez ama bir parçası yeni bir değişkenle gösterilince bilinen bir biçime dönüşür. En sık karşılaşılan durum, yalnızca çift kuvvetleri olan dördüncü dereceden ifadelerdir.

Örnek

x4−5x2+4 ifadesi verilsin.

İfadeyi çarpanlarına ayıralım.

x2=t yazılır: t2−5t+4=(t−1)(t−4).

Geri dönülür: (x2−1)(x2−4)=(x−1)(x+1)(x−2)(x+2).

Terim ekleyip çıkarma

Bazı ifadeler bir terim eklenip aynı terim çıkarılarak iki kare farkına dönüştürülür. Bu yöntem ilk bakışta çarpanlara ayrılmaz görünen ifadeleri çözer.

Örnek

x4+4 ifadesi verilsin.

İfadeyi çarpanlarına ayıralım.

4x2 eklenip çıkarılır: x4+4x2+4−4x2=(x2+2)2−(2x)2.

İki kare farkı: (x2−2x+2)(x2+2x+2).

Bu örnekte x4+4 iki kare toplamı olduğu hâlde çarpanlarına ayrılmıştır. Bunun nedeni, ifadenin gerçek köklerinin olmamasına rağmen ikinci dereceden gerçek çarpanlara ayrılabilmesidir; iki kare toplamı kuralı yalnızca x2+4 gibi ikinci dereceden ifadeler için geçerlidir.

Çarpan teoremiyle kök denemek

Özdeşliklerle ayrılamayan yüksek dereceli polinomlarda çarpan teoremi kullanılır: P(a)=0 ise x−a bir çarpandır. Katsayıları tam sayı ve baş katsayısı 1 olan bir polinomda tam sayı kökler sabit terimin bölenleri arasındadır.

Örnek

P(x)=x3−6x2+11x−6 polinomu verilsin.

Polinomu çarpanlarına ayıralım.

Sabit terim −6 nın bölenleri denenir: P(1)=1−6+11−6=0.

x−1 bir çarpandır; bölüm x2−5x+6=(x−2)(x−3) tür.

Sonuç (x−1)(x−2)(x−3).

Bir kök bulununca polinom o çarpana bölünür ve derecesi bir düşer. Bölüm ikinci dereceye inince üç terimli yöntemleri kullanılır. Denenecek sayıların sırası önemli değildir ama küçük bölenlerden başlamak hesabı kolaylaştırır; 1 ve −1 en hızlı denenen adaylardır. Bölme için en kısa yol Horner yöntemidir; ayrıntısı Polinomlarda Bölme İşlemi yazısında.

Kesirli kök adayları

Baş katsayı 1 değilse kökler kesirli olabilir. Katsayıları tam sayı olan bir polinomun kesirli kökleri, sabit terimin bir böleninin baş katsayının bir bölenine bölümü biçimindedir. Bu kurala rasyonel kök teoremi denir ve denenecek adayların listesini verir.

Örnek

P(x)=2x3−3x2−3x+2 polinomu verilsin.

Polinomu çarpanlarına ayıralım.

Adaylar: ±1, ±2, ±12. Denenince P(2)=0, P(−1)=0 ve P(12)=0 bulunur.

Baş katsayı 2 olduğu için sonuç (x−2)(x+1)(2x−1) dir.

Dördüncü dereceden bir örnek

Derece yükseldikçe kök deneme aynı biçimde sürdürülür: her bulunan kök bir çarpan verir ve polinomun derecesini bir düşürür.

Örnek

P(x)=x4−5x3+5x2+5x−6 polinomu verilsin.

Polinomu çarpanlarına ayıralım.

P(1)=1−5+5+5−6=0 ve P(−1)=1+5+5−5−6=0.

P(2)=16−40+20+10−6=0 ve P(3)=81−135+45+15−6=0.

Dört kök bulundu; baş katsayı 1 olduğu için P(x)=(x−1)(x+1)(x−2)(x−3).

Dördüncü dereceden bir polinomun en fazla dört gerçek kökü olabilir. Dört kök bulunduğunda çarpanlara ayırma tamamlanmıştır; bölme yapmaya bile gerek kalmaz.

Karışık örnekler

Gerçek sorularda yöntemler çoğu zaman art arda kullanılır: önce ortak çarpan alınır, sonra kalan ifadeye bir özdeşlik ya da gruplama uygulanır.

Örnek

2x3−8x, x3−x2−4x+4 ve 3x2−12x+12 ifadeleri verilsin.

İfadeleri tamamen çarpanlarına ayıralım.

2x3−8x=2x(x2−4)=2x(x−2)(x+2).

x3−x2−4x+4=x2(x−1)−4(x−1)=(x−1)(x−2)(x+2).

3x2−12x+12=3(x2−4x+4)=3(x−2)2.

Özdeşliklerle değer hesaplamak

Özdeşlikler, değişkenlerin kendileri bilinmeden bazı ifadelerin değerini bulmayı da sağlar. En sık kullanılan bilgiler iki sayının toplamı ve çarpımıdır.

Örnek

a+b=5 ve ab=6 olsun.

a2+b2 ve a3+b3 değerlerini bulalım.

a2+b2=(a+b)2−2ab=25−12=13.

a3+b3=(a+b)3−3ab(a+b)=125−90=35.

Bu sonuçlar a ve b bulunarak da kontrol edilebilir: toplamı 5, çarpımı 6 olan sayılar 2 ve 3 tür; gerçekten 4+9=13 ve 8+27=35 tir.

Kesirli ifadeleri sadeleştirmek

Pay ve payda çarpanlarına ayrılınca ortak çarpanlar sadeleşir. Sadeleşen çarpanı sıfır yapan değerler için ifade tanımsız olduğundan bu değerler ayrıca belirtilir.

Örnek

x2−9x2+5x+6 ifadesi verilsin.

İfadeyi sadeleştirelim.

Pay: (x−3)(x+3). Payda: (x+2)(x+3).

Sadeleşince x−3x+2 bulunur; ifade x=−3 ve x=−2 için tanımsızdır.

Dikkat

Toplamdaki terimleri sadeleştirmek.

x2+3x+3 ifadesinde 3 ler sadeleşmez. Yalnızca çarpanlar sadeleşir; bu yüzden önce pay ve payda çarpanlarına ayrılmalıdır.

Denklem çözmek

Bir çarpım ancak çarpanlarından biri sıfırsa sıfırdır. Bu yüzden çarpanlarına ayrılmış bir denklemde her çarpan ayrı ayrı sıfıra eşitlenir.

Örnek

x3−x=0 denklemi verilsin.

Denklemi çözelim.

Ortak çarpan ve iki kare farkı: x(x−1)(x+1)=0.

Çözüm kümesi {−1,0,1}.

Dikkat

Denklemin iki tarafını x e bölmek.

x3=x denkleminde iki taraf x e bölünürse x2=1 bulunur ve x=0 çözümü kaybolur. Bölmek yerine her şey bir tarafa toplanıp çarpanlara ayrılmalıdır.

Sayısal hesaplarda kısa yol

Özdeşlikler yalnızca polinomlarda değil, sayılarla yapılan hesaplarda da işe yarar. Özellikle iki kare farkı, büyük sayıların karelerini hesaplamadan farkı bulmayı sağlar.

Örnek

1012−992 işlemi verilsin.

Sonucu hesaplayalım.

İki kare farkı: (101−99)(101+99)=2·200.

Sonuç 400 dür.

Örnek

98·102 işlemi verilsin.

Sonucu hesaplayalım.

(100−2)(100+2)=1002−22.

Sonuç 10000−4=9996.

Sonucu çarparak kontrol etmek

Çarpanlara ayırmanın sonucu her zaman denetlenebilir: çarpanlar yeniden çarpılır ya da x yerine basit bir sayı yazılarak iki tarafın değerleri karşılaştırılır. Sınavda tam çarpım zaman alıyorsa tek bir sayıyla yapılan kontrol çoğu hatayı yakalar.

Örnek

6x2−x−2=(2x+1)(3x−2) sonucu bulundu.

Sonucu iki yolla kontrol edelim.

Çarparak: 6x2−4x+3x−2=6x2−x−2.

x=1 yazarak: sol taraf 6−1−2=3, sağ taraf 3·1=3.

Hangi yöntem ne zaman?

Çarpanlara ayırmada doğru yöntemi seçmek, ifadenin biçimine bakmakla başlar. Aşağıdaki sıra çoğu ifadede işe yarar:

İfadenin biçimiDenenecek yöntem
Her terimde ortak çarpan varOrtak çarpan parantezi
İki terim, ikisi de kareİki kare farkı
İki terim, ikisi de küpKüp toplamı ya da farkı
Üç terimTam kare ya da iki sayı bulma
Dört terimGruplama ya da tam küp
Yüksek dereceKök deneme ve bölme

Her adımdan sonra elde edilen çarpanlara yeniden bakılmalıdır: bir çarpan hâlâ ayrılabiliyorsa işlem bitmemiştir. x4−16 örneğinde ilk adımdan sonra x2−4 çarpanı yeniden ayrılmıştı.

Sınavda çarpanlara ayırma

Sınavda nasıl çıkar

Temel düzeyde (TYT) çarpanlara ayırma özdeşlikler, üç terimliler, kesirli ifadelerin sadeleştirilmesi ve sayısal kısa yollar biçiminde karşına çıkabilir.

İleri düzeyde (AYT) çarpan teoremiyle kök bulma, yüksek dereceli polinomların ayrılması ve denklem çözümü de sorulabilir.

Sınavda sadeleştirme sorusu görünce ilk iş pay ve paydayı ayrı ayrı çarpanlarına ayırmaktır. Çoğu zaman pay ile paydada aynı çarpan belirir ve soru birkaç satırda biter. Sadeleşen çarpanı sıfır yapan değeri not etmeyi de unutma.

Sık yapılan hatalar

HataDoğrusu
Ortak çarpanı almadan başlamakÖnce ortak çarpan alınır
x2+9 u ayırmaya çalışmakGerçek sayılarda ayrılmaz
Küp açılımında işaret karıştırmakSon terim her zaman artıdır
Toplamdaki terimleri sadeleştirmekYalnız çarpanlar sadeleşir
Denklemde x e bölmekKök kaybolur; çarpanlara ayrılır
Bir çarpanı daha ayırmadan bırakmakHer çarpan yeniden incelenir

Çarpanlara ayırmanın en güvenilir kontrolü, bulunan çarpanları yeniden çarpmaktır. Parantezler açıldığında başlangıçtaki ifade elde edilmiyorsa bir adımda hata vardır.

Hap bilgi özeti

  1. Çarpanlara ayırma, çarpmanın tersidir.

    Sonuç her zaman parantezler açılarak kontrol edilir.

Sık sorulanlar

Çarpanlara ayırma nedir?

Bir polinomu, dereceleri daha küçük polinomların çarpımı olarak yazmaktır. Çarpmanın tersidir.

Çarpanlara ayırmaya nereden başlanır?

Önce bütün terimlerde ortak bir çarpan olup olmadığına bakılır. Sonra terim sayısına göre özdeşlikler ya da gruplama denenir.

İki kare farkı nedir?

a kare eksi b kare, a eksi b ile a artı b nin çarpımına eşittir. x kare eksi 25 bu yolla x eksi 5 ile x artı 5 in çarpımı olarak yazılır.

x kare artı 4 çarpanlarına ayrılır mı?

Gerçek sayılarda ayrılmaz, çünkü hiçbir gerçek x için sıfır olmaz. İkinci dereceden iki kare toplamları gerçek çarpanlara ayrılmaz.

Yüksek dereceli bir polinom nasıl çarpanlarına ayrılır?

Sabit terimin bölenleri kök olarak denenir. Bulunan her kök bir çarpan verir ve polinom o çarpana bölünerek derecesi düşürülür.

Kesirli ifadeler nasıl sadeleştirilir?

Pay ve payda çarpanlarına ayrılır, ortak çarpanlar sadeleştirilir. Toplamdaki terimler sadeleştirilemez.

Çarpanlara ayırmanın sonucu nasıl kontrol edilir?

Bulunan çarpanlar yeniden çarpılır ya da x yerine basit bir sayı yazılarak iki tarafın değeri karşılaştırılır. İki taraf eşit değilse bir adımda hata vardır.

Gruplama ne zaman kullanılır?

Dört terimli ve bütün terimlerde ortak çarpan olmayan ifadelerde kullanılır. Terimler ikişerli gruplanır ve gruplar arasında ortak bir parantez aranır.

Kontrol listesi

0 / 10 tamamlandı

Bunlar da ilgini çekebilir

Bu yazıyı paylaş

WhatsAppX
✕