Вынесение общего множителя

Вынесение общего множителя — это простая и важная алгебраическая операция, позволяющая переписать сумму однотипных слагаемых в виде произведения. В основе лежит наблюдение, что если каждая часть выражения содержит одно и то же приращение, его можно «вынести» за скобку, получив более компактную форму. Основное тождество в этой операции выглядит так: ab+ac=a(b+c)ab+ac=a(b+c). Это тождество помогает переходить от развернутой записи к произведению и обратно.

Практическое применение вынесения общего множителя очень широко: упрощение выражений, приведение подобных членов, подготовка многочленов к дальнейшему разложению на множители, решение уравнений и упрощение дробей при сокращении. Общую идею можно обобщить на любое число слагаемых: если в каждом слагаемом присутствует один и тот же множитель, то его можно вынести: bc1+bc2++bcn=b(c1+c2++cn)b c_1 + b c_2 + \dots + b c_n = b(c_1 + c_2 + \dots + c_n). Это экономит вычисления и делает структуру выражения более прозрачной — полезно при выполнении упрощений вручную и в программной обработке математических выражений.

Алгоритм вынесения общего множителя прост: 1) найти наибольший общий делитель по числовым коэффициентам и общую переменную (или степень переменной), 2) разделить каждое слагаемое на найденный множитель, 3) поместить результат деления в скобки и вынести множитель вперед. Ниже приведены наглядные примеры, иллюстрирующие разные ситуации: когда фактор числовой, переменный или отрицательный.

Пример 1 — числовой и буквенный коэффициент: 6x+9=3(2x+3)6x+9=3(2x+3). Сначала выделяют общую числовую часть три, затем делят каждое слагаемое на неё и записывают результат в скобках.

Пример 2 — общий множитель как переменная: x2+5x=x(x+5)x^{2}+5x=x(x+5). Здесь переменная является общим множителем в каждом слагаемом, поэтому её можно вынести перед скобкой.

Пример 3 — отрицательный и числовой множитель: 4x26x=2x(2x3)4x^{2}-6x=2x(2x-3). Иногда выгоднее вынести отрицательный множитель, чтобы в скобках получить более простую форму или привести выражение к требуемому виду.