Вынесите общий множитель и разложите на множители:
Сначала найдем общий множитель.
1. Найдем наибольший общий делитель числовых коэффициентов:
- \(\displaystyle 18=2\cdot 3^2\)
- \(\displaystyle 18=2\cdot 3^2\)
- \(\displaystyle 27=3^3\)
- \(\displaystyle 9=3^2\)
- \(\displaystyle 12=2^2\cdot 3\)
- \(\displaystyle 6=2\cdot 3\)
Из разложения на простые множители следует, что наибольший общий делитель равен \(\displaystyle 3{\small .}\)
2. Переменная \(\displaystyle x\) в наименьшей степени (выбираем из \(\displaystyle x^{\,10}, \, x^{\, 3},\, x^{\, 5},\, x^{\,9},\, x^{\,8} \) и \(\displaystyle x^{\,7}\)) равна \(\displaystyle x^{\,3}{\small .}\)
Таким образом, общий множитель равен \(\displaystyle 3x^{\,3}{\small .}\) Вынесем его за скобки:
\(\displaystyle 18x^{\,10}+18x^{\,3}+27x^{\,5}+9x^{\,9}+12x^{\,8}+6x^{\,7}=3x^{\,3}(6x^{\,7}+6+9x^{\,2}+3x^{\, 6}+4x^{\, 5}+2x^{\, 4}){\small .}\)
Далее разложим многочлен \(\displaystyle 6x^{\,7}+6+9x^{\,2}+3x^{\, 6}+4x^{\, 5}+2x^{\, 4}\) на множители методом группировки.
Запишем данный многочлен в стандартном виде:
\(\displaystyle 6x^{\,7}+6+9x^{\,2}+3x^{\,6}+4x^{\,5}+2x^{\,4}=6x^{\,7}+3x^{\,6}+4x^{\,5}+2x^{\,4}+9x^{\,2}+6{\small .}\)
Поскольку нам требуется получить произведение двучлена на трехчлен, мы будем группировать по три слагаемых.
В методе группировки нельзя группировать одночлен самой старшей степени с одночленом самой младшей степени (младшая степень может быть равной нулю).
В нашем случае одночлен старшей степени – это \(\displaystyle 6x^{\,7}\) (седьмая степень), а одночлен младшей степени – это \(\displaystyle 6\) (нулевая степень). То есть одночлены \(\displaystyle 6x^{\,7}\) и \(\displaystyle 6\) должны быть в разных скобках.
Поэтому получаем шесть всех возможных вариантов группировки:
1) \(\displaystyle \color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{red}{4x^{\,5}}+\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{blue}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}=\big(\color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{red}{4x^{\,5}}\big)+\big(\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{blue}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}\big){\small ,}\)
2) \(\displaystyle \color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{blue}{4x^{\,5}}+\color{red}{2x^{\,4}}+\color{blue}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}=\big(\color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{red}{2x^{\,4}}\big)+\big(\color{blue}{4x^{\,5}}+\color{blue}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}\big){\small ,}\)
3) \(\displaystyle \color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{blue}{4x^{\,5}}+\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{red}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}=\big(\color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{red}{9x^{\,2}}\big)+\big(\color{blue}{4x^{\,5}}+\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{blue}{6}\big){\small ,}\)
4) \(\displaystyle \color{red}{6x^{\,7}}+\color{blue}{3x^{\,6}}+\color{red}{4x^{\,5}}+\color{red}{2x^{\,4}}+\color{blue}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}=\big(\color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{4x^{\,5}}+\color{red}{2x^{\,4}}\big)+\big(\color{blue}{3x^{\,6}}+\color{blue}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}\big){\small ,}\)
5) \(\displaystyle \color{red}{6x^{\,7}}+\color{blue}{3x^{\,6}}+\color{red}{4x^{\,5}}+\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{red}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}=\big(\color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{4x^{\,5}}+\color{red}{9x^{\,2}}\big)+\big(\color{blue}{3x^{\,6}}+\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{blue}{6}\big){\small ,}\)
6) \(\displaystyle \color{red}{6x^{\,7}}+\color{blue}{3x^{\,6}}+\color{blue}{4x^{\,5}}+\color{red}{2x^{\,4}}+\color{red}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}=\big(\color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{2x^{\,4}}+\color{red}{9x^{\,2}}\big)+\big(\color{blue}{3x^{\,6}}+\color{blue}{4x^{\,5}}+\color{blue}{6}\big){\small .}\)
Будем рассматривать каждый из предложенных вариантов, пока не встретим разложение в произведение.
1. Первый вариант.
\(\displaystyle \color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{red}{4x^{\,5}}+\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{blue}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}=\big(\color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{red}{4x^{\,5}}\big)+\big(\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{blue}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}\big){\small ,}\)
Вынесем общий множитель в первой скобке \(\displaystyle (6x^{\,7}+3x^{\,6}+4x^{\,5}){\small .}\)
- Наибольший общий делитель числовых коэффициентов \(\displaystyle 6,\ 3\) и \(\displaystyle 4\) равен \(\displaystyle НОД(6,3,4)=1{\small .}\)
- Переменная \(\displaystyle x\) в наименьшей степени (выбираем из \(\displaystyle x^{\,7},\, x^{\,6}\) и \(\displaystyle x^{\,5}\)) равна \(\displaystyle x^{\,5}{\small .}\)
Значит, общий множитель для \(\displaystyle (6x^{\,7}+3x^{\,6}+4x^{\,5})\) равен \(\displaystyle x^{\, 5}{\small .}\) Вынося его за скобки, получаем:
\(\displaystyle 6x^{\,7}+3x^{\,6}+4x^{\,5}=x^{\, 5}(6x^{\,2}+3x+4){\small .}\)
Вынесем общий множитель во второй скобке \(\displaystyle (2x^{\,4}+9x^{\,2}+6){\small .}\) Так как последнее слагаемое – это число, то можно вынести только общий числовой множитель.
Наибольший общий делитель числовых коэффициентов \(\displaystyle 2,\ 9\) и \(\displaystyle 6\) равен \(\displaystyle НОД(2,9,6)=1{\small .}\) Поэтому общего множителя нет (исключая \(\displaystyle 1\)) и
\(\displaystyle 2x^{\,4}+9x^{\,2}+6=(2x^{\,4}+9x^{\,2}+6){\small .}\)
Так как в разложениях
\(\displaystyle 6x^{\,7}+3x^{\,6}+4x^{\,5}=x^{\, 5}\color{red}{(6x^{\,2}+3x+4)}\) и \(\displaystyle 2x^{\,4}+9x^{\,2}+6=\color{blue}{(2x^{\,4}+9x^{\,2}+6)}\)
скобки не равны
\(\displaystyle \color{red}{(6x^{\,2}+3x+4)} =\not \color{blue}{(2x^{\,4}+9x^{\,2}+6)}{\small ,}\)
то данный вариант группировки не подходит.
Переходим к следующему варианту группировки (и будем продолжать до тех пор, пока не получим разложение на множители).
\(\displaystyle \ldots \, \ldots\, \ldots\)
3. Третий вариант.
\(\displaystyle \color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{blue}{4x^{\,5}}+\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{red}{9x^{\,2}}+\color{blue}{6}=\big(\color{red}{6x^{\,7}}+\color{red}{3x^{\,6}}+\color{red}{9x^{\,2}}\big)+\big(\color{blue}{4x^{\,5}}+\color{blue}{2x^{\,4}}+\color{blue}{6}\big){\small ,}\)
Вынесем общий множитель в первой скобке \(\displaystyle (6x^{\,7}+3x^{\,6}+9x^{\,2}){\small .}\)
- Наибольший общий делитель числовых коэффициентов \(\displaystyle 6,\ 3\) и \(\displaystyle 9\) равен \(\displaystyle НОД(6,3,9)=3{\small .}\)
- Переменная \(\displaystyle x\) в наименьшей степени (выбираем из \(\displaystyle x^{\,7},\, x^{\,6}\) и \(\displaystyle x^{\,2}\)) равна \(\displaystyle x^{\,2}{\small .}\)
Значит, общий множитель для \(\displaystyle (6x^{\,7}+3x^{\,6}+9x^{\,2}\,)\) равен \(\displaystyle 3x^{\, 2}{\small .}\) Вынося его за скобки, получаем:
\(\displaystyle 6x^{\,7}+3x^{\,6}+9x^{\,2}=3x^{\, 2}(2x^{\,5}+x^{\,4}+3){\small .}\)
Вынесем общий множитель во второй скобке \(\displaystyle (4x^{\,5}+2x^{\,4}+6){\small .}\) Так как последнее слагаемое – это число, то можно вынести только общий числовой множитель.
Наибольший общий делитель числовых коэффициентов \(\displaystyle 4,\ 2\) и \(\displaystyle 6\) равен \(\displaystyle НОД(4,2,6)=2{\small .}\) Вынося его за скобки, получаем:
\(\displaystyle 4x^{\,5}+2x^{\,4}+6=2(2x^{\,5}+x^{\,4}+3){\small .}\)
Тогда
\(\displaystyle 6x^{\,7}+3x^{\,6}+9x^{\,2}=3x^{\, 2}\color{blue}{(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)}\)
и
\(\displaystyle 4x^{\,5}+2x^{\,4}+6=2\color{blue}{(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)}{\small .}\)
Оба выражения имеют общий множитель \(\displaystyle \color{blue}{(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)}{\small .}\) Вынесем его за скобки:
\(\displaystyle 3x^{\, 2}\color{blue}{(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)}+2\color{blue}{(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)}=\color{blue}{(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)}(3x^{\,2}+2){\small .}\)
Таким образом,
\(\displaystyle \begin{aligned}6x^{\,7}+3x^{\,6}+4x^{\,5}+2x^{\,4}+9x^{\,2}+6&=\big(6x^{\,7}+3x^{\,6}+9x^{\,2}\big)+\big(4x^{\,5}+2x^{\,4}+6\big)=\\&=3x^{\, 2}(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)+2(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)=\\&=(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)(3x^{\,2}+2),\\\end{aligned}\)
и, следовательно,
\(\displaystyle \begin{aligned}18x^{\,10}+18x^{\,3}+27x^{\,5}+9x^{\,9}+12x^{\,8}+6x^{\,7}&=3x^{\,3}(6x^{\,7}+6+9x^{\,2}+3x^{\,6}+4x^{\,5}+2x^{\,4})=\\&=3x^{\,3}(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)(3x^{\,2}+2){\small .}\end{aligned}\)
Ответ: \(\displaystyle 3x^{\,3}(2x^{\,5}+x^{\,4}+3)(3x^{\,2}+2){\small .}\)