합에서 차수가 줄어도 곱의 차수까지 줄지는 않는다

합에서 차수가 줄어도 곱의 차수까지 줄지는 않는다

돌 선반 위에 놓인 여러 모양의 목재 입체 블록

사진: RukshanV · CC BY-SA 4.0 · 원본 출처

P(x)=x2+x,Q(x)=−x2+1.P(x)=x^2+x,\qquad Q(x)=-x^2+1.

P+Q는 일차식이다. 두 최고차항이 지워졌으므로 PQ도 차수가 작아질 것이라는 예시 답안을 검토한다.

덧셈에서는 같은 차수 항을 합친다. x²과 −x²이 지워져 P+Q=x+1이다. 곱셈에서는 두 최고차항을 서로 곱해 −x⁴이 생긴다.

P(x)Q(x)=−x4−x3+x2+x.P(x)Q(x)=-x^4-x^3+x^2+x.

다른 항의 곱은 차수가 4보다 작으므로 −x⁴과 합쳐져 사라질 수 없다. 따라서 PQ는 차수가 4인 다항식이다.

일반적으로 0이 아닌 두 다항식의 곱은 차수가 두 차수의 합이다. 합에서는 최고차항의 계수가 더해져 0이 될 수 있지만, 곱에서는 0이 아닌 두 최고차항의 계수의 곱이 0이 될 수 없다.

P−Q는 2x²+x−1로 다시 이차식이다. 같은 두 다항식을 사용했어도 연산이 바뀌면 최고차항이 만나는 방식이 달라진다. 학생이 차수 계산을 덧셈의 규칙으로 했는지 곱셈의 규칙으로 했는지, 전개표의 가장 높은 차수 한 칸으로 먼저 확인할 수 있다.

출처·착안: Sarah Carter, 「Factoring Polynomials Using the Box Method Directions」. 문항과 풀이는 새로 작성했다.