Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Phân tích các đa thức thành nhân tử:
- Đa thức \(x^2 - 15x + 50\) có thể phân tích thành \((x - 5)(x - 10)\).
- Đa thức \(x^2 - 18x + 72\) có thể phân tích thành \((x - 6)(x - 12)\).
2. Thay các nhân tử đã phân tích vào biểu thức ban đầu:
\[
f(x) = 4(x^2 - 15x + 50)(x^2 - 18x + 72) - 3x^2
\]
\[
f(x) = 4[(x - 5)(x - 10)][(x - 6)(x - 12)] - 3x^2
\]
3. Nhân các nhân tử lại với nhau:
\[
(x - 5)(x - 10) = x^2 - 15x + 50
\]
\[
(x - 6)(x - 12) = x^2 - 18x + 72
\]
\[
(x^2 - 15x + 50)(x^2 - 18x + 72) = (x - 5)(x - 10)(x - 6)(x - 12)
\]
4. Nhân tiếp với 4 và trừ 3x²:
\[
f(x) = 4(x - 5)(x - 10)(x - 6)(x - 12) - 3x^2
\]
5. Kết luận:
\[
f(x) = 4(x - 5)(x - 10)(x - 6)(x - 12) - 3x^2
\]
Đây là dạng cuối cùng của biểu thức đã được phân tích và biến đổi.
Bài 1:
a) \(x^2 - 2x + i - y^2\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[x^2 - 2x + i - y^2 = (x^2 - 2x + 1) + (i - 1) - y^2\]
\[= (x - 1)^2 + (i - 1) - y^2\]
Do đó, ta có:
\[x^2 - 2x + i - y^2 = (x - 1)^2 - y^2 + (i - 1)\]
b) \(a^2 - y^2 - 6y - 9\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[a^2 - y^2 - 6y - 9 = a^2 - (y^2 + 6y + 9)\]
\[= a^2 - (y + 3)^2\]
Do đó, ta có:
\[a^2 - y^2 - 6y - 9 = a^2 - (y + 3)^2\]
c) \(x^2 + 16x - 16y^2 + 25\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[x^2 + 16x - 16y^2 + 25 = (x^2 + 16x + 64) - 64 - 16y^2 + 25\]
\[= (x + 8)^2 - 16y^2 - 39\]
Do đó, ta có:
\[x^2 + 16x - 16y^2 + 25 = (x + 8)^2 - 16y^2 - 39\]
d) \(y^2 - 14y - 25x^2 + 49\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[y^2 - 14y - 25x^2 + 49 = (y^2 - 14y + 49) - 49 - 25x^2\]
\[= (y - 7)^2 - 25x^2\]
Do đó, ta có:
\[y^2 - 14y - 25x^2 + 49 = (y - 7)^2 - 25x^2\]
e) \(4(x^2 - y^2) + 4x + 1\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[4(x^2 - y^2) + 4x + 1 = 4(x^2 - y^2) + 4x + 1\]
\[= 4(x^2 - y^2) + 4x + 1\]
Do đó, ta có:
\[4(x^2 - y^2) + 4x + 1 = 4(x^2 - y^2) + 4x + 1\]
f) \(x^2 + y^2 - 2xy - 4z^2\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[x^2 + y^2 - 2xy - 4z^2 = (x^2 - 2xy + y^2) - 4z^2\]
\[= (x - y)^2 - 4z^2\]
Do đó, ta có:
\[x^2 + y^2 - 2xy - 4z^2 = (x - y)^2 - 4z^2\]
g) \(3x^2 + 6xy + 3y^2 - 3z^2\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[3x^2 + 6xy + 3y^2 - 3z^2 = 3(x^2 + 2xy + y^2) - 3z^2\]
\[= 3(x + y)^2 - 3z^2\]
Do đó, ta có:
\[3x^2 + 6xy + 3y^2 - 3z^2 = 3(x + y)^2 - 3z^2\]
h) \(x^2 - 2xy + y^2 - z^2\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[x^2 - 2xy + y^2 - z^2 = (x^2 - 2xy + y^2) - z^2\]
\[= (x - y)^2 - z^2\]
Do đó, ta có:
\[x^2 - 2xy + y^2 - z^2 = (x - y)^2 - z^2\]
i) \((x + y)^2 - 8(x + y) + 12\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[(x + y)^2 - 8(x + y) + 12 = (x + y)^2 - 8(x + y) + 16 - 4\]
\[= (x + y - 4)^2 - 4\]
Do đó, ta có:
\[(x + y)^2 - 8(x + y) + 12 = (x + y - 4)^2 - 4\]
j) \((x^2 + x)^2 + 4x^2 + 4x - 12\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[(x^2 + x)^2 + 4x^2 + 4x - 12 = (x^2 + x)^2 + 4(x^2 + x) - 12\]
\[= (x^2 + x)^2 + 4(x^2 + x) - 12\]
Do đó, ta có:
\[(x^2 + x)^2 + 4x^2 + 4x - 12 = (x^2 + x)^2 + 4(x^2 + x) - 12\]
k) \(2x - 2y - x^2 + 2xy - y^2\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[2x - 2y - x^2 + 2xy - y^2 = -(x^2 - 2xy + y^2) + 2x - 2y\]
\[= -(x - y)^2 + 2(x - y)\]
Do đó, ta có:
\[2x - 2y - x^2 + 2xy - y^2 = -(x - y)^2 + 2(x - y)\]
l) \(x^2 - 2xy + 2x + y^2 - 2y\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[x^2 - 2xy + 2x + y^2 - 2y = (x^2 - 2xy + y^2) + 2x - 2y\]
\[= (x - y)^2 + 2(x - y)\]
Do đó, ta có:
\[x^2 - 2xy + 2x + y^2 - 2y = (x - y)^2 + 2(x - y)\]
m) \(x^2 + y^2 + 2xy + yz + zx\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[x^2 + y^2 + 2xy + yz + zx = (x^2 + 2xy + y^2) + yz + zx\]
\[= (x + y)^2 + yz + zx\]
Do đó, ta có:
\[x^2 + y^2 + 2xy + yz + zx = (x + y)^2 + yz + zx\]
n) \((x^2 + x)^2 - 2(x^2 + x) - 15\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[(x^2 + x)^2 - 2(x^2 + x) - 15 = (x^2 + x)^2 - 2(x^2 + x) - 15\]
\[= (x^2 + x)^2 - 2(x^2 + x) - 15\]
Do đó, ta có:
\[(x^2 + x)^2 - 2(x^2 + x) - 15 = (x^2 + x)^2 - 2(x^2 + x) - 15\]
o) \((x^2 + 2x)^2 + 9x^2 + 18x + 20\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[(x^2 + 2x)^2 + 9x^2 + 18x + 20 = (x^2 + 2x)^2 + 9(x^2 + 2x) + 20\]
\[= (x^2 + 2x)^2 + 9(x^2 + 2x) + 20\]
Do đó, ta có:
\[(x^2 + 2x)^2 + 9x^2 + 18x + 20 = (x^2 + 2x)^2 + 9(x^2 + 2x) + 20\]
p) \((x^2 + x + 1)^2 + 2x(x^2 + x + 1) + x^2\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[(x^2 + x + 1)^2 + 2x(x^2 + x + 1) + x^2 = (x^2 + x + 1)^2 + 2x(x^2 + x + 1) + x^2\]
\[= (x^2 + x + 1)^2 + 2x(x^2 + x + 1) + x^2\]
Do đó, ta có:
\[(x^2 + x + 1)^2 + 2x(x^2 + x + 1) + x^2 = (x^2 + x + 1)^2 + 2x(x^2 + x + 1) + x^2\]
q) \((x^2 + 2x)^2 - 2x^2 - 4x - 3\)
Ta có thể viết lại biểu thức dưới dạng:
\[(x^2 + 2x)^2 - 2x^2 - 4x - 3 = (x^2 + 2x)^2 - 2(x^2 + 2x) - 3\]
\[= (x^2 + 2x)^2 - 2(x^2 + 2x) - 3\]
Do đó, ta có:
\[(x^2 + 2x)^2 - 2x^2 - 4x - 3 = (x^2 + 2x)^2 - 2(x^2 + 2x) - 3\]
Bài 2:
a) \(8x^3 - 16x = 0\)
Ta có:
\[ 8x^3 - 16x = 0 \]
\[ 8x(x^2 - 2) = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ 8x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x^2 - 2 = 0 \]
Giải từng trường hợp:
\[ 8x = 0 \implies x = 0 \]
\[ x^2 - 2 = 0 \implies x^2 = 2 \implies x = \sqrt{2} \quad \text{hoặc} \quad x = -\sqrt{2} \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = 0, \quad x = \sqrt{2}, \quad x = -\sqrt{2} \]
b) \(x^2 = 9x\)
Ta có:
\[ x^2 = 9x \]
\[ x^2 - 9x = 0 \]
\[ x(x - 9) = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x - 9 = 0 \]
Giải từng trường hợp:
\[ x = 0 \]
\[ x - 9 = 0 \implies x = 9 \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = 0, \quad x = 9 \]
c) \(x^2 - 4x - 5 = 0\)
Ta có:
\[ x^2 - 4x - 5 = 0 \]
Phân tích đa thức thành nhân tử:
\[ x^2 - 4x - 5 = (x - 5)(x + 1) = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ x - 5 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x + 1 = 0 \]
Giải từng trường hợp:
\[ x - 5 = 0 \implies x = 5 \]
\[ x + 1 = 0 \implies x = -1 \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = 5, \quad x = -1 \]
d) \(4x^2 - 12x + 9 = 0\)
Ta có:
\[ 4x^2 - 12x + 9 = 0 \]
Phân tích đa thức thành nhân tử:
\[ 4x^2 - 12x + 9 = (2x - 3)^2 = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ 2x - 3 = 0 \]
Giải:
\[ 2x - 3 = 0 \implies 2x = 3 \implies x = \frac{3}{2} \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = \frac{3}{2} \]
e) \(3x^2 + 5x + 2 = 0\)
Ta có:
\[ 3x^2 + 5x + 2 = 0 \]
Phân tích đa thức thành nhân tử:
\[ 3x^2 + 5x + 2 = (3x + 2)(x + 1) = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ 3x + 2 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x + 1 = 0 \]
Giải từng trường hợp:
\[ 3x + 2 = 0 \implies 3x = -2 \implies x = -\frac{2}{3} \]
\[ x + 1 = 0 \implies x = -1 \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = -\frac{2}{3}, \quad x = -1 \]
f) \(2(x + 3) - x^2 - 3x = 0\)
Ta có:
\[ 2(x + 3) - x^2 - 3x = 0 \]
\[ 2x + 6 - x^2 - 3x = 0 \]
\[ -x^2 - x + 6 = 0 \]
\[ x^2 + x - 6 = 0 \]
Phân tích đa thức thành nhân tử:
\[ x^2 + x - 6 = (x + 3)(x - 2) = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ x + 3 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x - 2 = 0 \]
Giải từng trường hợp:
\[ x + 3 = 0 \implies x = -3 \]
\[ x - 2 = 0 \implies x = 2 \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = -3, \quad x = 2 \]
g) \(2x(x - 1) - (1 - x)^2 = 0\)
Ta có:
\[ 2x(x - 1) - (1 - x)^2 = 0 \]
\[ 2x^2 - 2x - (1 - 2x + x^2) = 0 \]
\[ 2x^2 - 2x - 1 + 2x - x^2 = 0 \]
\[ x^2 - 1 = 0 \]
Phân tích đa thức thành nhân tử:
\[ x^2 - 1 = (x - 1)(x + 1) = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ x - 1 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x + 1 = 0 \]
Giải từng trường hợp:
\[ x - 1 = 0 \implies x = 1 \]
\[ x + 1 = 0 \implies x = -1 \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = 1, \quad x = -1 \]
h) \(x^2 - 1 + (x + 1)(x - 3) = 0\)
Ta có:
\[ x^2 - 1 + (x + 1)(x - 3) = 0 \]
\[ x^2 - 1 + x^2 - 3x + x - 3 = 0 \]
\[ 2x^2 - 2x - 4 = 0 \]
\[ x^2 - x - 2 = 0 \]
Phân tích đa thức thành nhân tử:
\[ x^2 - x - 2 = (x - 2)(x + 1) = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ x - 2 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x + 1 = 0 \]
Giải từng trường hợp:
\[ x - 2 = 0 \implies x = 2 \]
\[ x + 1 = 0 \implies x = -1 \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = 2, \quad x = -1 \]
i) \(3(x - 6)^2 = 60 - 10x\)
Ta có:
\[ 3(x - 6)^2 = 60 - 10x \]
\[ 3(x^2 - 12x + 36) = 60 - 10x \]
\[ 3x^2 - 36x + 108 = 60 - 10x \]
\[ 3x^2 - 26x + 48 = 0 \]
Phân tích đa thức thành nhân tử:
\[ 3x^2 - 26x + 48 = (3x - 8)(x - 6) = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ 3x - 8 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x - 6 = 0 \]
Giải từng trường hợp:
\[ 3x - 8 = 0 \implies 3x = 8 \implies x = \frac{8}{3} \]
\[ x - 6 = 0 \implies x = 6 \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = \frac{8}{3}, \quad x = 6 \]
j) \((x + 3)^2 - 6x - 18 = 0\)
Ta có:
\[ (x + 3)^2 - 6x - 18 = 0 \]
\[ x^2 + 6x + 9 - 6x - 18 = 0 \]
\[ x^2 - 9 = 0 \]
Phân tích đa thức thành nhân tử:
\[ x^2 - 9 = (x - 3)(x + 3) = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ x - 3 = 0 \quad \text{hoặc} \quad x + 3 = 0 \]
Giải từng trường hợp:
\[ x - 3 = 0 \implies x = 3 \]
\[ x + 3 = 0 \implies x = -3 \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = 3, \quad x = -3 \]
k) \((x - 2)^3 + (2 - x)(x^2 + 2x + 4) = -6\)
Ta có:
\[ (x - 2)^3 + (2 - x)(x^2 + 2x + 4) = -6 \]
\[ (x - 2)^3 - (x - 2)(x^2 + 2x + 4) = -6 \]
\[ (x - 2)[(x - 2)^2 - (x^2 + 2x + 4)] = -6 \]
\[ (x - 2)[x^2 - 4x + 4 - x^2 - 2x - 4] = -6 \]
\[ (x - 2)(-6x) = -6 \]
\[ -6x(x - 2) = -6 \]
\[ x(x - 2) = 1 \]
\[ x^2 - 2x - 1 = 0 \]
Phân tích đa thức thành nhân tử:
\[ x^2 - 2x - 1 = (x - 1)^2 - 2 = 0 \]
Phương trình này sẽ thỏa mãn nếu:
\[ (x - 1)^2 = 2 \]
\[ x - 1 = \sqrt{2} \quad \text{hoặc} \quad x - 1 = -\sqrt{2} \]
Giải từng trường hợp:
\[ x - 1 = \sqrt{2} \implies x = 1 + \sqrt{2} \]
\[ x - 1 = -\sqrt{2} \implies x = 1 - \sqrt{2} \]
Vậy nghiệm của phương trình là:
\[ x = 1 + \sqrt{2}, \quad x = 1 - \sqrt{2} \]