8.5-Multiplying a Polynomial by a Polynomial

8.5-Multiplying a Polynomial by a Polynomial Important Formulae

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8.5 - Multiplying a Polynomial by a Polynomial

In this section, we learn how to multiply two polynomials. A polynomial is an expression consisting of variables and coefficients, involving operations of addition, subtraction, and multiplication, raised to non-negative integer powers. When multiplying polynomials, we apply the distributive property and expand the product step by step.

Let us consider two polynomials, $P(x)$ and $Q(x)$, such that:

  • $P(x) = a_1x^n + a_2x^{n-1} + \dots + a_n$
  • $Q(x) = b_1x^m + b_2x^{m-1} + \dots + b_m$

Multiplying $P(x)$ and $Q(x)$ involves distributing each term of $P(x)$ to each term of $Q(x)$. This method is also known as the distributive property or the "FOIL" method when dealing with binomials.

The distributive property states that:

$$ (a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd $$

When multiplying two polynomials, we apply this idea across all terms in each polynomial.

Step-by-Step Multiplication

Let’s take an example to illustrate the process. Consider the following polynomials:

$$ P(x) = (2x + 3) \quad \text{and} \quad Q(x) = (x + 4) $$

We will multiply these two polynomials using the distributive property:

$$ (2x + 3)(x + 4) $$

First, distribute $2x$ to both terms in $(x + 4)$:

$$ 2x \cdot x = 2x^2 $$ $$ 2x \cdot 4 = 8x $$

Next, distribute $3$ to both terms in $(x + 4)$:

$$ 3 \cdot x = 3x $$ $$ 3 \cdot 4 = 12 $$

Now, combine all the terms:

$$ 2x^2 + 8x + 3x + 12 $$

Finally, combine like terms:

$$ 2x^2 + 11x + 12 $$

This is the product of the two polynomials. So, $P(x) \cdot Q(x) = 2x^2 + 11x + 12$.

Multiplying Polynomials with More Terms

For polynomials with more terms, follow the same approach. For example, if we multiply:

$$ P(x) = (x^2 + 2x + 1) \quad \text{and} \quad Q(x) = (x + 3) $$

We distribute each term of $P(x)$ to every term in $Q(x)$:

$$ (x^2 + 2x + 1)(x + 3) $$

Distribute $x^2$:

$$ x^2 \cdot x = x^3 $$ $$ x^2 \cdot 3 = 3x^2 $$

Distribute $2x$:

$$ 2x \cdot x = 2x^2 $$ $$ 2x \cdot 3 = 6x $$

Distribute $1$:

$$ 1 \cdot x = x $$ $$ 1 \cdot 3 = 3 $$

Now, combine all terms:

$$ x^3 + 3x^2 + 2x^2 + 6x + x + 3 $$

Combine like terms:

$$ x^3 + 5x^2 + 7x + 3 $$

Thus, the product of the polynomials is:

$$ P(x) \cdot Q(x) = x^3 + 5x^2 + 7x + 3 $$
Key Points to Remember
  • Each term in the first polynomial must be multiplied by each term in the second polynomial.
  • Always combine like terms after performing the multiplication.
  • The distributive property is the fundamental rule to follow while multiplying polynomials.
Example Problems

1. Multiply the following polynomials:

  • $(x + 2)(x + 5)$
  • $(2x - 3)(x + 1)$

2. Multiply and simplify the expression:

  • $(x^2 + 3x + 2)(x + 4)$

8.5 - Polynomial द्वारा Polynomial का गुणा

जब दो बहुपदों (Polynomials) का गुणा किया जाता है, तो हम प्रत्येक सदस्य (term) को एक दूसरे से गुणा करते हैं और फिर सभी गुणा किए गए अंशों को जोड़ते हैं। यह प्रक्रिया distributive property (वितरण गुणांक) के सिद्धांत पर आधारित है।

हम इस प्रक्रिया को विस्तार से समझते हैं:

मान लीजिए हमारे पास दो बहुपद हैं:

  • $P(x) = a_1x + a_2$
  • $Q(x) = b_1x + b_2$

अब, इन दोनों बहुपदों का गुणा करने के लिए, हम प्रत्येक सदस्य को एक दूसरे से गुणा करेंगे:

$(a_1x + a_2) * (b_1x + b_2)$

इसका विस्तार करने के लिए हम इसे इस प्रकार लिख सकते हैं:

$(a_1x * b_1x) + (a_1x * b_2) + (a_2 * b_1x) + (a_2 * b_2)$

अब इसे सरल बनाएँ:

  • $a_1b_1x^2$
  • $a_1b_2x$
  • $a_2b_1x$
  • $a_2b_2$

तो, पूरे गुणा का उत्तर होगा:

$a_1b_1x^2 + (a_1b_2 + a_2b_1)x + a_2b_2$

यहाँ, $a_1b_1x^2$ एक द्विघात (quadratic) सदस्य है, $(a_1b_2 + a_2b_1)x$ रैखिक (linear) सदस्य है, और $a_2b_2$ एक स्थिरांक (constant) है।

यदि बहुपदों में और भी सदस्य हों, तो प्रक्रिया वैसी ही रहेगी। हम हर सदस्य को दूसरे बहुपद के प्रत्येक सदस्य से गुणा करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि बहुपद $P(x) = a_1x^2 + a_2x + a_3$ और $Q(x) = b_1x + b_2$ हैं, तो:

$(a_1x^2 + a_2x + a_3) * (b_1x + b_2)$

इसका विस्तार इस प्रकार होगा:

$(a_1x^2 * b_1x) + (a_1x^2 * b_2) + (a_2x * b_1x) + (a_2x * b_2) + (a_3 * b_1x) + (a_3 * b_2)$

अब इसे सरल करें:

  • $a_1b_1x^3$
  • $a_1b_2x^2$
  • $a_2b_1x^2$
  • $a_2b_2x$
  • $a_3b_1x$
  • $a_3b_2$

तो, इसका उत्तर होगा:

$a_1b_1x^3 + (a_1b_2 + a_2b_1)x^2 + (a_2b_2 + a_3b_1)x + a_3b_2$

यहाँ, $a_1b_1x^3$ क्यूबिक (cubic) सदस्य है, $(a_1b_2 + a_2b_1)x^2$ द्विघात (quadratic) सदस्य है, $(a_2b_2 + a_3b_1)x$ रैखिक (linear) सदस्य है, और $a_3b_2$ स्थिरांक (constant) है।

यह गुणा करने की सामान्य विधि है, जिसे हम हर प्रकार के बहुपदों के लिए उपयोग कर सकते हैं। ध्यान रखें कि प्रत्येक सदस्य को दूसरे बहुपद के सभी सदस्यों से गुणा करना है और फिर उन्हें जोड़ना है।