Esercizi sul trinomio notevole (con metodo alternativo)

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Affrontiamo ora una serie di esercizi sul trinomio notevole con somma e prodotto (trinomio particolare o caratteristico). Riassumendo, ci occuperemo di scomporre polinomi di secondo grado formati da tre termini del tipo:

\[ ax^2+bx+c, \qquad a,b,c \: \in \mathbb{R} \]

L’obiettivo di questi esercizi sul trinomio notevole con somma e prodotto sarà quello di scomporre il trinomio di partenza nel prodotto di due binomi di primo grado e di un eventuale fattore numerico (che indicheremo con ​\( q \)​). Così in generale avremo:

\[ ax^2+bx+c=q \cdot A(x) \cdot  B(x)  \]

ove ​\( A(x) \)​ e ​\( B(x) \)​ sono due binomi di primo grado.

Il metodo richiede anzitutto di trovare due numeri ​\( m \)​ e ​\( n \)​.

I due numeri ​\( m,n \)​ devono essere tali che la loro somma sia pari al coefficiente della ​\( x \)​, e il loro prodotto sia pari al termine noto ​\( c \)​, se ​\( a=1 \)​, oppure al prodotto ​\( a \cdot c \)​ se ​\( a \neq 1 \)​.

I numeri ​\( m,n \)​ vanno ricercati tra i divisori positivi e negativi del termine noto (caso ​\( a=1 \)​) o tra i divisori positivi e negativi del prodotto ​\( a \cdot c \)​ (caso ​\( a \neq 1 \)​).

Il caso più semplice per gli esercizi sul trinomio notevole è quando il coefficiente della ​\( x^2 \)​ è pari a ​\( 1 \)​. In tale circostanza, è sufficiente trovare i due numeri ​\( m,n \)​ e scrivere direttamente la scomposizione:

\[ x^2+bx+c=(x+m)(x+n) \]

Se ​\( a \neq 1 \)​ il procedimento è leggermente più complicato,  e per questa esercitazione utilizzeremo questo metodo risolutivo basato sulla riduzione dei binomi e non il metodo classico.

Per chi è interessato invece al metodo classico per il caso ​\( a \neq 1 \)​, cioè il metodo che fa uso dei raccoglimenti parziali e totale, è disponibile questa esercitazione.

Cominciamo allora subito questi esercizi sul trinomio notevole con somma e prodotto con metodo alternativo per il caso ​\( a \neq 1 \)​. 🙂

 

Esercizio 1

\[ x^2-7x+12 \]

Siamo nel caso ​\( a=1 \)​, per cui l’unico problema è trovare due numeri la cui somma sia pari a ​\( b=-7 \)​ e il cui prodotto sia pari a ​\( c=12 \)​.

Cerchiamo i due numeri tra i divisori con segno del termine noto:

\[ \pm1, \quad \pm2,\quad \pm3, \quad \pm 4, \quad \pm 6, \quad \pm 12 \]

Si ha:

\[ -4+(-3)=-7; \quad -4 \cdot (-3) = 12 \]

Così ​\( -4 \)​ e ​\( -3 \)​ sono i due numeri cercati. Avremo allora in conclusione:

\[ x^2-7x+12=(x-4)(x-3) \]

Abbiamo così espresso il polinomio di partenza come prodotto tra due binomi. Ciascun binomio è ottenuto scrivendo una ​\( x \)​ seguita da uno dei due numeri trovati col proprio segno.

 

ESERCIZIO 2

\[ x^2+4x-5 \]

Ancora un esercizio nel caso più semplice di ​\( a=1 \)​, tanto per familiarizzare ulteriormente con la ricerca dei due numeri “magici”.

Dobbiamo trovare due numeri la cui somma sia pari a ​\( 4 \)​ (il coefficiente del termine in ​\( x \)​) e il cui prodotto sia pari al termine noto, ovvero ​\( -5 \)​.

Ricerchiamo i numeri tra i divisori positivi e negativi di ​\( -5 \)​:

\[ \pm1, \quad \pm5 \]

I due numeri cercati sono ​\( 5 \)​ e ​\( -1 \)​. Infatti ​\( 5+(-1)=4 \)​ e ​\( 5 \cdot(-1) =-5\)​. Si ha così, in conclusione:

\[ x^2+4x-5=(x+5)(x-1) \]

 

Esercizio 3

\[ 2y^2+5y+3 \]

Siamo nel caso ​\( a \neq 1 \)​. Vi ricordo ancora, in questi esercizi utilizzeremo questo metodo.

Consideriamo ora il trinomio da scomporre. Vediamo anzitutto che non è possibile raccogliere tutti i termini del polinomio per un fattore numerico diverso da ​\( 1 \)​. Cioè, non esiste un massimo comune divisore diverso da ​\( 1 \)​ per i numeri ​\( 2,5, \)​ e ​\( 3 \)​ (rispettivamente, i coefficienti dei monomi nella variabile ​\( y \)​ e il termine noto).

Così, lavoreremo direttamente sul polinomio dato. Iniziamo a scrivere la scomposizione provvisoria:

\[ (2y\qquad)(2y\qquad) \]

In pratica, abbiamo cominciato a scrivere i due binomi, riportando dentro le parentesi il coefficiente della ​\( y^2 \)​ (in questo caso, ​\( 2 \)​) seguito dalla lettera ​\( y \)​. Abbiamo lasciato dello spazio dentro le parentesi per i termini mancanti che poi aggiungeremo.

Troviamo i due numeri la cui somma sia pari a ​\( 5 \)​ (coefficiente del monomio in ​\( y \)​) e il cui prodotto sia pari a ​\( 2 \cdot 3 = 6 \)​ (prodotto tra il coefficiente del monomio in ​\( y^2 \)​ e il termine noto).

Poiché siamo nel caso ​\( a \neq 1 \)​, stavolta i due numeri vanno ricercati  tra i divisori positivi e negativi del prodotto\( 2 \cdot 3 = 6 \)​:

\[ \pm 1; \quad \pm 2; \quad \pm3; \quad \pm 6 \]

I due numeri sono ​\( 3 \)​ e ​\( 2 \)​. Infatti ​\( 3+2=5 \)​ e ​\( 2 \cdot 3 = 6 \)​.

Completiamo la scomposizione provvisoria, scrivendo di seguito ai termini ​\( 2y \)​ ciascuno dei due numeri trovati, completi del loro segno:

\[ (2y+3)(2y+2) \]

Il binomio ​\( 2y+3 \)​ non è riducibile, mentre il binomio ​\( 2y+2 \)​ sì. Per ridurlo, è sufficiente dividere entrambi i suoi termini per ​\( 2 \)​. Scriveremo così la scomposizione:

\[ (2y+3)(y+1) \]

E si ha in conclusione:

\[ 2y^2+5y+3=(2y+3)(y+1) \]

NOTA: ridurre i binomi vuol dire dividere entrambe le parti numeriche dei loro termini per il loro massimo comune divisore, se esiste diverso da ​\( 1 \)​. Così abbiamo ridotto il binomio ​\( 2y+2 \)​ poiché entrambe le parti numeriche dei suoi termini sono divisibili per ​\( 2 \)​ (che è il loro MCD). Invece, non abbiamo ridotto il binomio ​\( 2y+3 \)​ poiché non esiste un numero diverso da ​\( 1 \)​ che sia il massimo comune divisore tra i numeri ​\( 2 \)​ e ​\( 3 \)​.

In questo metodo è obbligatorio ridurre sempre i binomi quando possibile.

 

Esercizio 4

\[ 3a^2-4a+1 \]

Non possiamo effettuare alcun raccoglimento per un fattore numerico comune a tutti i termini. Procediamo allora direttamente lavorando sul polinomio dato. Scriviamo la scomposizione provvisoria:

\[ (3a\qquad)(3a\qquad) \]

Cerchiamo due numeri con somma pari a ​\( -4 \)​ e prodotto pari a ​\( 3 \)​. Questi vanno ricercati tra i divisori positivi e negativi del prodotto, cioè di ​\( 3 \)​, e risultano essere ​\( -3 \)​ e ​\( -1 \)​. Possiamo così scrivere:

\[ (3a-3)(3a-1) \]

Il primo binomio è riducibile (dividiamo entrambi i suoi termini per ​\( 3 \)​). Il secondo binomio va riscritto così come è in quanto non riducibile. Si ha in conclusione:

\[ 3a^2-4a+1=(a-1)(3a-1) \]

 

Esercizio 5

\[ 5x^2-9x-2 \]

Anche in questo caso, non possiamo raccogliere per un fattore numerico. Proseguiamo quindi con le altre operazioni.

Scomposizione provvisoria:

\[ (5x\qquad)(5x\qquad) \]

Troviamo due numeri aventi per somma ​\( -9 \)​ e per prodotto ​\( 5 \cdot(-2)=-10 \)​. Questi sono ​\( -10 \)​ e ​\( +1 \)​. Completiamo dunque la scrittura della scomposizione provvisoria:

\[ (5x-10)(5x+1) \]

Il primo binomio deve essere ridotto dividendo i suoi termini per ​\( 5 \)​. Si ha così in conclusione:

\[ 5x^2-9x-2=(x-2)(5x+1) \]

 

Esercizio 6

Proseguiamo i nostri esercizi sul trinomio notevole con somma e prodotto. Scomponiamo il seguente trinomio:

\[ 6x^2+10x-4 \]

Osserviamo che è possibile raccogliere tutti i termini del polinomio per il fattore numerico ​\( 2 \)​. Ricordiamo sempre: questa possibilità va sempre controllata, e se è applicabile il suo uso è obbligatorio, pena una scomposizione sbagliata.

Si ha così:

\[ 6x^2+10x-4=2(3x^2+5x-2) \]

Lavoriamo ora sul polinomio:

\[ 3x^2+5x-2 \]

in modo del tutto simile a quanto fatto negli esercizi precedenti. Scomposizione provvisoria:

\[ (3x\qquad)(3x\qquad) \]

Ora, guardando l’ultimo polinomio scritto e non quello di partenza, dobbiamo trovare due numeri la cui somma sia ​\( 5 \)​ e il cui prodotto sia ​\( 3 \cdot (-2) = -6 \)​. Questi sono i numeri ​\( 6 \)​ e ​\( -1 \)​.

Completiamo la scomposizione provvisoria:

\[ (3x+6)(3x-1) \]

Riduciamo il primo binomio dividendo per ​\( 3 \)​ i suoi termini:

\[ (x+2)(3x-1) \]

Non abbiamo finito. Poiché abbiamo all’inizio raccolto per il fattore ​\( 2 \)​, la scomposizione del polinomio di partenza sarà data dal prodotto dei due binomi appena scritti e dello stesso fattore ​\( 2 \)​. Si ha in conclusione:

\[ 6x^2+10x-4=2(x+2)(3x-1) \]

 

Esercizio 7

Siamo così arrivati all’ultimo di questi esercizi sul trinomio notevole con somma e prodotto.

\[ 12x^2+33x+21 \]

E’ possibile raccogliere il trinomio per il termine ​\( 3 \)​:

\[ 3(4x^2+11x+7) \]

Lavoriamo nel polinomio tra parentesi. Iniziamo a scrivere la scomposizione provvisoria:

\[ (4x\quad)(4x\qquad) \]

Guardando sempre il polinomio tra parentesi (e non quello di partenza), cerchiamo due numeri la cui somma sia ​\( 11 \)​ e il cui prodotto sia ​\( 4 \cdot 7 = 28 \)​. I due numeri cercati sono ​\( 7 \)​ e ​\( 4 \)​. Completiamo così la scrittura della scomposizione provvisoria:

\[ (4x+7)(4x+4) \]

Il binomio ​\( 4x+4 \)​ deve essere ridotto a ​\( (x+1) \)​. Ricordandoci inoltre che abbiamo raccolto all’inizio il polinomio dato per il fattore numerico ​\( 3 \)​, si ha in definitiva:

\[ 12x^2+33x+21=3(4x+7)(x+1) \]

 

Concludiamo qui questa serie di esercizi sul trinomio notevole con somma e prodotto. Vi ricordo che potete verificare i risultati dei vostri esercizi con il comodo tool per scomporre i polinomi online.

Ciao a tutti e, come sempre, buono studio con Altramatica! 🙂