Teorie · B3 Algebră · clasa a VIII-a

Descompuneri în factori în clasa a VIII-a: factor comun, formule, grupare, divizibilitate

Descompunerea expresiilor în factori, pornind de la factorul comun și descompunerea numerelor din clasa a V-a: factor comun, formulele citite invers, gruparea termenilor, trinoame, apoi idei de examen cu divizibilitate și soluții naturale.

De unde vine

Englezul Thomas Harriot (aproximativ 1560–1621) a fost unul dintre primii care au văzut o ecuație ca pe un produs de paranteze. El a observat că o ecuație ale cărei soluții sunt $a$, $b$, $c$ se poate scrie $(x-a)(x-b)(x-c)=0$ — tocmai ideea din spatele descompunerii: un produs este zero când unul dintre factori este zero.

Harriot nu și-a publicat algebra în timpul vieții. Cartea „Artis Analyticae Praxis” a apărut în 1631, la zece ani după moartea lui, îngrijită de prietenul său Walter Warner. În ea, Harriot arată că ecuația $aa-ba+ca=bc$ (cu $a$ necunoscuta) este aceeași cu produsul $(a-b)(a+c)$ egalat cu zero — o grupare de termeni, exact ca în lecția de azi. Soluțiile sunt $a=b$ și $a=-c$.

La ce folosește

Arii de inele: o coroană circulară, cum este marginea unei farfurii sau o șaibă, are aria $\pi R^2-\pi r^2=\pi(R-r)(R+r)$. Pentru $R=13$ cm și $r=12$ cm, calculul devine $\pi\cdot 1\cdot 25=25\pi$ cm$^2$, fără să mai ridici nimic la pătrat.

Scumpiri și ieftiniri: un preț $p$ crește cu $20\%$, apoi scade cu $20\%$. Noul preț este $p(1+0{,}2)(1-0{,}2)=p\left(1-0{,}2^2\right)=0{,}96p$, deci cu $4\%$ mai mic decât la început, nu egal. Un produs de $150$ de lei ajunge la $144$ de lei. Diferența de pătrate arată de ce: oricare ar fi procentul, după o creștere și o scădere egale prețul iese mai mic.

De bază

Din clasa a V-a știi să dai factor comun cu numere, $12\cdot 7+12\cdot 3=12\cdot(7+3)$, și să descompui un număr în factori primi. În clasa a VIII-a faci același lucru cu expresii: le scrii ca produs. Formulele de calcul prescurtat, citite de la dreapta la stânga, devin unelte de descompunere.

Exemplu: $6a^3-4a^2=2a^2(3a-2)$. Factorul comun ia cel mai mare divizor comun al coeficienților ($2$) și litera la puterea cea mai mică ($a^2$).

Exemplul 2 (cu radicali, din clasa a VII-a): $x^2-3=x^2-\left(\sqrt{3}\right)^2=\left(x-\sqrt{3}\right)\left(x+\sqrt{3}\right)$. Orice număr pozitiv este pătratul radicalului său.

Exemplul 3: $4x^2+12x+9=(2x)^2+2\cdot 2x\cdot 3+3^2=(2x+3)^2$.

Factorul comun poate fi și o paranteză întreagă. Exemplul 4: $3x(x-1)+5(x-1)=(x-1)(3x+5)$.

Mediu

Ordinea de lucru: factor comun, apoi formule, apoi gruparea — și la final verifici dacă vreun factor se mai poate descompune.

Exemplu: $2x^3-12x^2+18x=2x\left(x^2-6x+9\right)=2x(x-3)^2$.

Exemplul 2 (grupare cu două litere): $xy-2x+3y-6=x(y-2)+3(y-2)=(y-2)(x+3)$.

Exemplul 3 (diferență de pătrate cu o paranteză): $(x+1)^2-16=(x+1-4)(x+1+4)=(x-3)(x+5)$.

Un trinom cu $a\neq 1$ se descompune despărțind termenul din mijloc. Exemplul 4: $2x^2+x-3=2x^2-2x+3x-3=2x(x-1)+3(x-1)=(x-1)(2x+3)$. Cauți două numere cu suma $1$ (coeficientul lui $x$) și produsul $2\cdot(-3)=-6$: acestea sunt $-2$ și $3$.

Exemplul 5 (tip Subiectul al III-lea): $x^2-9+(x-3)(2x+1)=(x-3)(x+3)+(x-3)(2x+1)=(x-3)(3x+4)$. Primul grup se descompune cu formula, ca să apară factorul comun $x-3$.

Avansat

Ideea 1 — un produs de numere consecutive se divide cu numărul lor.

Exemplu: arată că $n^3-n$ se divide cu $6$ pentru orice număr natural $n$. $n^3-n=n\left(n^2-1\right)=(n-1)n(n+1)$: trei numere consecutive. Printre ele există mereu un număr par și un multiplu de $3$, deci produsul se divide cu $6$.

Ideea 2 — adaugi și scazi același termen, ca să apară o diferență de pătrate.

Exemplul 2: $x^4+4=x^4+4x^2+4-4x^2=\left(x^2+2\right)^2-(2x)^2=\left(x^2-2x+2\right)\left(x^2+2x+2\right)$.

Ideea 3 — adaugi $1$ ca să poți grupa, apoi folosești divizorii.

Exemplul 3: câte perechi de numere naturale $(x,y)$ verifică $xy+x+y=11$? Adunăm $1$: $xy+x+y+1=12$, adică $(x+1)(y+1)=12$. Factorul $x+1$ poate fi orice divizor al lui $12$: $1,2,3,4,6,12$. Rezultă $6$ perechi: $(0,11)$, $(1,5)$, $(2,3)$, $(3,2)$, $(5,1)$, $(11,0)$.

Ideea 4 — o sumă de pătrate egală cu $0$. Un pătrat nu este niciodată negativ, deci dacă o sumă de pătrate este $0$, fiecare pătrat este $0$: din $A^2+B^2=0$ rezultă $A=0$ și $B=0$. Desparți termenul liber în pătrate perfecte ca să ajungi la această formă.

Exemplul 4: află numerele reale $x$ și $y$ pentru care $x^2+y^2-2x+4y+5=0$. Scriem $5=1+4$: $\left(x^2-2x+1\right)+\left(y^2+4y+4\right)=(x-1)^2+(y+2)^2=0$. Atunci $x-1=0$ și $y+2=0$, deci $x=1$ și $y=-2$.

Greșeli frecvente

Factorul $1$ uitat: $3x^2+3x=3x(x+1)$, nu $3x\cdot x$. Când un termen este chiar factorul comun, în paranteză rămâne $1$.

„Descompunerea” lui $x^2+9$ ca $(x-3)(x+3)$: acel produs dă $x^2-9$. O sumă de pătrate $x^2+9$ nu se descompune cu numere reale — este mereu cel puțin $9$.

Semnul la gruparea cu minus: $-2x+6=-2(x-3)$, nu $-2(x+3)$.

Factorul $1$ uitat la paranteza comună: $2x(x-1)+(x-1)=(x-1)(2x+1)$, nu $(x-1)\cdot 2x$.

Diferența de pătrate cu radicali ignorată: $x^2-5$ se descompune, $\left(x-\sqrt{5}\right)\left(x+\sqrt{5}\right)$.

Descompunere lăsată neterminată: $x^4-1=\left(x^2-1\right)\left(x^2+1\right)=(x-1)(x+1)\left(x^2+1\right)$ — primul factor se mai descompune.

Surse pentru partea istorică

  • Thomas Harriot (1560–1621): dacă a, b, c sunt rădăcinile unei ecuații de gradul trei, ea este (x−a)(x−b)(x−c)=0; „Artis Analyticae Praxis” publicată în 1631, la zece ani după moarte — mathshistory.st-andrews.ac.uk
  • Harriot, date de viață; „Artis Analyticae Praxis” publicată postum în 1631 de prietenul și executorul său Walter Warner — en.wikipedia.org
  • Descompunerea în factori nu a fost folosită înainte de lucrarea lui Harriot din 1631; exemplul aa − ba + ca = + bc, descompus ca (a − b)(a + c) — en.wikipedia.org

Text generat cu ajutorul unui model AI și verificat înainte de publicare.

Toate temele · Simulări

Exersează tema

O fișă cu 6 probleme pe această temă, de la ușor la greu, fără limită de timp. La final vezi rezolvările și la ce nivel te-ai oprit.

Toate fișele, pe clase

An unhandled error has occurred. Reload 🗙

Rejoining the server...

Rejoin failed... trying again in seconds.

Failed to rejoin.
Please retry or reload the page.

The session has been paused by the server.

Failed to resume the session.
Please retry or reload the page.