РУҚА
Тапсырмалар № 3, 15 · ЕГЭ

Разложение заменой переменной

Как упростить многочлен, введя новую переменную
5 мин чтенияҚиындық: Обновлено 27 қыркүйек 2026

Разложение заменой переменной помогает работать с многочленом, в котором одно и то же выражение повторяется несколько раз. Вместо громоздного выражения вводят новую переменную, раскладывают получившийся многочлен обычными способами, а затем возвращаются к исходному выражению.

Идея метода

Этот приём является одним из методов разложения на множители. Он особенно полезен, когда многочлен содержит, например, \(x^2\), \(x^2+1\), \(x^2-3x\) или другую одинаковую часть в нескольких слагаемых. Такая часть называется повторяющимся выражением.

D
Замена переменной

Замена переменной — это введение новой переменной вместо повторяющегося выражения. Если в многочлене несколько раз встречается выражение \(A\), записывают \(t=A\), преобразуют исходный многочлен в выражение относительно \(t\), раскладывают его и в конце подставляют обратно \(A\) вместо \(t\).

Главное условие — после замены полученное выражение должно стать проще. Обычно оно превращается в квадратный трёхчлен, разность квадратов или формулу, которую можно разложить вынесением общего множителя. Поэтому перед заменой полезно проверить возможность вынесения общего множителя и другие стандартные формулы.

\[t=A\]
T
Правило обратной подстановки

Если после замены \(t=A\) получено \(P(t)=Q(t)R(t)\), то исходное выражение раскладывается так: \(P(A)=Q(A)R(A)\). Переменную \(t\) нужно заменить исходным выражением во всех множителях, а не только в одном из них.

Как распознать подходящую замену

Ищите часть выражения, которая повторяется буквально или с одинаковой степенью. Например, в \(x^4-5x^2+4\) повторяется \(x^2\): \(x^4=(x^2)^2\). Значит, удобно положить \(t=x^2\). В выражении \((x^2-3x)^2+2(x^2-3x)-8\) повторяется вся скобка \(x^2-3x\), а не отдельные \(x^2\) немесе \(x\).

  1. Выделите повторяющееся выражение и обозначьте его новой переменной: \(t=A\).
  2. Выразите исходный многочлен через \(t\).
  3. Разложите многочлен по \(t\) известным способом.
  4. Верните исходное выражение вместо \(t\).
  5. Раскройте скобки или переставьте множители только при необходимости и проверьте результат.

При выборе замены учитывайте степень. Если встречаются \(x^6\), \(x^3\) и число, удобно взять \(t=x^3\): тогда \(x^6=t^2\). Если в выражении есть \(x^4\), \(x^2\) и постоянный член, естественный выбор — \(t=x^2\).

\[x^4-5x^2+4=(x^2)^2-5x^2+4=t^2-5t+4\]
Микро-проверка

Какую замену удобнее всего выбрать в выражении \((2x-1)^2-7(2x-1)+10\)?

Основные случаи

Жиі кездесетіні после замены получается квадратный трёхчлен \(at^2+bt+c\). Его можно разложить подбором корней, через дискриминант или по формуле. Также встречаются разность квадратов и группировка.

\[t^2+pt+q=(t+t_1)(t+t_2),\qquad t_1+t_2=p,\quad t_1t_2=q\]
\[t^2-a^2=(t-a)(t+a)\]

Если перед старшей степенью стоит коэффициент, например \(2t^2-5t-3\), сначала раскладывают именно многочлен по \(t\): \(2t^2-5t-3=(2t+1)(t-3)\). После обратной подстановки могут появиться множители, которые уже нельзя разложить над целыми числами.

Как выбрать выражение для замены

Берите не обязательно самый короткий фрагмент, а тот, который превращает все остальные части в целые степени новой переменной. Например, для \(x^8+3x^4-4\) лучше выбрать \(t=x^4\), потому что \(x^8=t^2\). Замена \(t=x^2\) тоже возможна, но выражение станет четвёртой степени по \(t\) и Шешім усложнится.

Разобранный пример

Разложим на множители выражение \(x^4-5x^2+4\). Здесь повторяются \(x^2\) и его квадрат \(x^4\), поэтому вводим \(t=x^2\).

1
Вводим новую переменную вместо повторяющегося выражения.
\(\displaystyle t=x^2\)
2
Представляем четвёртую степень как квадрат новой переменной.
\(\displaystyle x^4=(x^2)^2=t^2\)
3
Переписываем исходный многочлен через \(t\).
\(\displaystyle x^4-5x^2+4=t^2-5t+4\)
4
Находим два числа с суммой \(-5\) и произведением \(4\): это \(-1\) и \(-4\).
\(\displaystyle t^2-5t+4=(t-1)(t-4)\)
5
Возвращаемся от \(t\) к \(x^2\).
\(\displaystyle (t-1)(t-4)=(x^2-1)(x^2-4)\)
6
Каждый множитель является разностью квадратов.
\(\displaystyle (x^2-1)(x^2-4)=(x-1)(x+1)(x-2)(x+2)\)
№
Жауап

Полное разложение: \(x^4-5x^2+4=(x-1)(x+1)(x-2)(x+2)\). На промежуточном этапе уже получено разложение \((x^2-1)(x^2-4)\), но его можно продолжить по формуле разности квадратов.

Замена сложной скобки

Иногда повторяется не одночлен, а целая скобка. Рассмотрим выражение \((x^2-3x)^2+2(x^2-3x)-8\). Обозначим \(t=x^2-3x\). Тогда получаем \(t^2+2t-8\), которое раскладывается как \((t+4)(t-2)\). Возвращая замену, получаем \((x^2-3x+4)(x^2-3x-2)\).

\[(x^2-3x)^2+2(x^2-3x)-8=(x^2-3x+4)(x^2-3x-2)\]

Дальше стоит проверить, можно ли разложить полученные множители. Второй множитель равен \(x^2-3x-2=(x-? )\) и не раскладывается на множители с целыми корнями, поскольку его дискриминант равен \(17\). Не следует искусственно продолжать разложение.

!
Частые ошибки

1. Неверная степень: \(x^4\) при замене \(t=x^2\) превращается в \(t^2\), а не в \(t^4\).<br>2. Частичная обратная подстановка: если получено \((t-1)(t-4)\), нужно заменить \(t\) в обеих скобках.<br>3. Потеря скобок: при \(t=x^2-3x\) жазба \(t-2\) возвращается как \((x^2-3x)-2\), а не как \(x^2-3x-2\) без контроля знаков.<br>4. Слишком сложная замена: не выбирайте \(t=x\), если повторяется большая скобка.<br>5. Неполное разложение: после замены проверьте разность квадратов и общий множитель.

Проверка результата

Для проверки можно перемножить найденные множители и убедиться, что возвращается исходное выражение. Особенно внимательно проверяйте средний коэффициент квадратного трёхчлена. Полезно также подставить простое значение, например \(x=0\) немесе \(x=1\), если исходное выражение и результат определены.

Проверка связана с проверкой разложения на множители. Если выражение имеет симметричный вид, например содержит только чётные степени \(x\), это часто подсказывает замену \(t=x^2\); подробнее этот признак рассматривается в теме симметричного выражения.

Исходный видУдобная заменаЧто получается
\(x^4+px^2+q\)\(t=x^2\)\(t^2+pt+q\)
\((ax+b)^2+c(ax+b)+d\)\(t=ax+b\)\(t^2+ct+d\)
\(A^2-B^2\)\(t=A\) или разложение сразу\((A-B)(A+B)\)
\(x^6+px^3+q\)\(t=x^3\)\(t^2+pt+q\)

Quick-test: проверь себя

Q
Жылдам тест по теме

4 вопроса по теме

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · Выбор замены
Какую замену выбрать в \(x^6-7x^3+10\)?
Главное за минуту

Главное

  • Замена переменной нужна, когда один и тот же фрагмент повторяется в многочлене.
  • Сначала вводят \(t=A\), затем раскладывают полученный многочлен по \(t\).
  • После разложения обязательно выполняют обратную подстановку во всех множителях.
  • Для \(x^4+px^2+q\) обычно берут \(t=x^2\), а для \(x^6+px^3+q\) — \(t=x^3\).
  • После замены проверьте результат умножением и продолжите разложение по стандартным формулам, если это возможно.