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REVISIÓN DE CONCEPTOS BÁSICOS LETRAS 1 División de Polinomios MATEMÀTICAS EN LA ANTIGUA CHINA Aunque la civilización china es cronológicamente comparable a las civilizaciones egipcia y mesopotámica, los registros existentes son bastante menos fiables. La primera obra matemática es "probablemente" el Chou Pei (horas solares) ¿1200 a.C.? y junto a ella la más importante es "La matemática de los nueve libros" o de los nueve capítulos. Esta obra, de carácter totalmente heterogéneo, tiene la forma de pergaminos independientes y están dedicados a diferentes temas de carácter eminentemente práctico formulados en 246 problemas concretos, a semejanza de los egipcios y babilónicos y a diferencia de los griegos cuyos tratados eran expositivos, sistemáticos y ordenados de manera lógica. Los problemas resumen un compendio de cuestiones sobre agricultura, ingeniería, impuestos, cálculo, resolución de ecuaciones y propiedades de triángulos rectángulos. El sistema de numeración es el decimal jeroglífico. Las reglas de las operaciones son las habituales, aunque destaca como singularidad, que en la división de fracciones se exige la previa reducción de éstas a común denominador. Dieron por sentado la existencia de números negativos, aunque nunca los aceptaron como solución a una ecuación. La contribución algebraica más importante es, sin duda, el perfeccionamiento alcanzado en la regla de resolución de sistemas de ecuaciones lineales. Para todos los sistemas se establece un método genérico de resolución muy similar al que hoy conocemos como método de Gauss, expresando incluso los coeficientes en forma matricial, transformándolos en ceros de manera escalonada. Inventaron el "tablero de cálculo", artilugio consistente en una colección de palillos de bambú de dos colores (un color para expresar los números positivos y otro para los negativos) y que podría ser considerado como una especie de ábaco primitivo. Esta orientación algorítmica de las matemáticas en la China Antigua, se mantiene hasta mediados del siglo XIV debido fundamentalmente a las condiciones socio-económicas de esta sociedad. Con el desarrollo del "método del elemento celeste" se culminó el desarrollo del álgebra en China en la edad media. Este método, desarrollado por Chou Shi Hié, permitía encontrar raíces no sólo enteras, sino también racionales, e incluso aproximaciones decimales para ecuaciones de la forma: Pn (x)=a4 x4 + a3 x3 + a2 x2 + a1 x + ao El método del elemento celeste es equivalente al que en Occidente denominamos "método de Horner", matemático que vivió medio siglo más tarde. Otro gran logro de la época medieval fue la suma de progresiones desarrollado por Chon Huo (s. XI) y Yang Hui (s.XIII). Unido a estas sumas de progresiones se establecieron elementos sólidos en la rama de la combinatoria, construyendo el llamado "espejo precioso" de manera similar al que hoy conocemos como triángulo de Tartaglia o Pascal. Aproximadamente a mediados del siglo XIV comenzó en China un largo periodo de estancamiento. http://almez.pntic.mec.es/~agos0000/ http://almez.pntic.mec.es/~agos0000/ 2 C E P R E P U C 2021.1 ALGORITMO DE LA DIVISIÓN Sean D(x) y d(x) polinomios, con d(x) 0 y el grado de d(x) menor o igual que el grado de D(x). Entonces existen polinomios Q(x) y r(x) tales que: D(x) d(x) D(x): dividendo r(x) Q(x) d(x): divisor Q(x): cociente r(x): residuo El grado de r(x) es menor que el grado de d(x). G(r(x)) < G(d(x)) Max G(r(x)) = G(d(x)) – 1 El grado del cociente Q(x) es la diferencia de grados del dividendo menos el grado del divisor. DIVISIÓN EXACTA Si r(x) = 0 D(x) = d(x) Q(x) Se dice que D(x) es divisible por d(x) DIVISIÓN INEXACTA Si r(x) 0 D(x) = d(x) Q(x) + r(x) )x(d )x(r )x(Q )x(d )x(D MÉTODOS DE DIVISIÓN DE POLINOMIOS 1. Algoritmo clásico de la división 2. Método de Horner 3. Regla de Ruffini ALGORITMO CLÁSICO DE LA DIVISIÓN Se recomienda cuando los polinomios a dividir son de una sola variable o para polinomios homogéneos de dos variables. Procedimiento a seguir para la división clásica. 1. Ordenar el dividendo y el divisor en forma decreciente según las potencias de la variable. 2. Si falta una potencia de la variable, se debe poner en su lugar el término faltante con coeficiente cero. 3. Dividir el primer término del dividendo por el primer término del divisor para obtener el primer término del cociente. 4. Multiplicar el cociente obtenido con signo cambiado por los términos del divisor y sumar ordenadamente el producto obtenido con el dividendo. 5. El resto obtenido (en el paso 4) se le trata como un nuevo dividendo y se repiten los pasos 3 y 4. 6. Seguir este proceso hasta que el grado del resto obtenido sea menor que el grado del divisor (o que este sea cero), dando el proceso por terminado. D(x) = d(x) Q(x) + r(x) REVISIÓN DE CONCEPTOS BÁSICOS LETRAS 3 Ejemplo 1. Divide P(x) = 13x 2 – 9x 3 + 3x 4 – 11x + 4 entre Q(x) = 1 – 2x + x 2 MÉTODO DE HORNER Procedimiento a seguir para el Método de Horner: 1. Se escriben los coeficientes del dividendo, completo y ordenado en una fila con su propio signo. 2. Se escriben los coeficientes del divisor ordenado, en forma descendente, en una columna colocada a la izquierda del primer término del dividendo. El primer coeficiente debe ir con su propio signo y los restantes con los signos cambiados. 3. El primer coeficiente del dividendo se divide entre el primer coeficiente del divisor, para así obtener el primer término del cociente. 4. Se multiplica este coeficiente del cociente solamente por los coeficientes del divisor a los cuales se cambió de signo, colocándose los resultados en la segunda fila, corriendo un lugar hacia la derecha. 5. Se reduce la siguiente columna y el resultado se divide entre el primer coeficiente del divisor, obteniéndose el segundo término del cociente. 6. Se multiplica este coeficiente del cociente por los términos del divisor a los cuales se cambió de signo, y se coloca los resultados en la tercera fila, corriendo un lugar hacia la derecha. 7. Se continúa este procedimiento hasta obtener un término debajo del último coeficiente del dividendo, separando inmediatamente los términos del cociente y resto, según su grado. 8. Para obtener los coeficientes del residuo se reducen directamente cada una de las columnas que corresponden al residuo. Ejemplo Divide: 8x 5 + 14x 4 + 5x 3 + 16x 2 + 3x + 2 entre 4x 2 + x + 3. Solución: Coeficientes del dividendo 4 8 14 5 16 3 2 1 2 6 3 3 9 1 3 2 6 2 3 1 2 4 4 De la última fila del cuadro anterior: Polinomio cociente: Q(x) = 2x 3 + 3x 2 x + 2 Polinomio residuo: R(x) = 4x 4 Coeficientes del cociente Coeficientes del residuo 4 C E P R E P U C 2021.1 Ejemplos 1. Efectúa la siguiente división: 1xx 2x4x2x5x3 2 234 2. Halla la suma de los coeficientes del residuo de la siguiente división: 2xx2x3 5xx17x3x10 32 2345 3. Efectúa la siguiente división: x21xx2 1x3x8x6x4 23 3425 Halla la suma de los coeficientes del cociente. 4. Si la división de P(x) = x 5 + x 3 + x 2 + ax + b entre Q(x) = x 2 1 es exacta, halla a2 + b2. REVISIÓN DE CONCEPTOS BÁSICOS LETRAS 5 5. Al dividir P(x) = 3x 5 + 48x 2 + ax + b entre d(x) = x 3 2x 2 + 4x + 8, se obtiene como residuo r(x) = 20x 30. Halla los valores de a y b. 6. Efectúa la siguiente división: 3x2x baxx8x 2 23 Si el cociente y el residuo son idénticos, halla los valores de a y b. 6 C E P R E P U C 2021.1 REGLA DE RUFFINI La regla de Ruffini se aplica para dividir un polinomio P(x) de grado mayor o igual a 2 entre un divisor binómicode la forma ax ± b ; (a 0) o transformable a estas formas. Procedimiento a seguirse para emplear la regla de Ruffini 1. Se colocan los coeficientes del dividendo, ordenado y completo en forma decreciente. 2. Como divisor se coloca el valor de x que resulta al igualar el divisor, d(x)= ax b , a cero. 3. Se baja el primer coeficiente del dividendo y se multiplica por la cantidad colocada como divisor. El resultado se coloca en la segunda fila corriendo un lugar hacia la derecha. 4. Se reduce esta columna, se multiplica el resultado obtenido por el divisor y el número así obtenido en la segunda fila corriendo un lugar hacia la derecha. 5. Se reduce la siguiente columna y se sigue el mismo procedimiento hasta obtener un término debajo del último término del dividendo (término independiente). 6. El resultado de reducir la última columna es el residuo o resto. 7. Los resultados obtenidos en la última fila, a excepción del último que corresponde al resto, son los coeficientes del cociente q (x), si a = 1. Ejemplo Divide: x 3 + 3x 2 + 4x 3 entre x + 1 Solución x + 1 = 0 x = 1 1 1 3 4 3 –1 – 2 2 1 2 2 5 Polinomio cociente: Q(x) = x 2 + 2x + 2 Polinomio residuo R(x) = 5 IMPORTANTE Si el divisor es de la forma ax b con a 1, para obtener el polinomio cociente, al final se divide todos los coeficientes obtenidos en el paso 7 entre a. Resto REVISIÓN DE CONCEPTOS BÁSICOS LETRAS 7 Ejemplos 1. Efectúa la siguiente división: 2x 3xx3x6x2 324 2. Efectúa la siguiente división: 3 1 x 2x11x20x4x6 345 3. Efectúa la siguiente división: 1x3 1x6x10x2x3 345 4. Efectúa la siguiente división: 5. Se conoce el siguiente polinomio: P(x) = 3x 4 + 2x 3 + 2x 2 kx + k Al dividir P(x) entre d(x) = 3x 1, el residuo obtenido es 3. Halla la suma de coeficientes del cociente. 8 C E P R E P U C 2021.1 TEOREMA DEL RESTO Sea P(x) un polinomio de grado mayor o igual a dos y d(x) un polinomio de la forma: d(x) = ax + b , a 0. El resto de dividir P(x) entre d(x) equivale a evaluar el polinomio P(x) para el número real – a b , es decir, R = P(– b a ). Este valor – a b se obtiene haciendo d(x) = 0: ax + b = 0 x = – b a IMPORTANTE 1. Si P(x) es un polinomio de tercer grado que es divisible entre (x + a), (x + b) y (x + c) y con coeficiente principal igual a uno, escribiremos: P(x) = (x + a)(x + b)(x + c). Si el coeficiente principal es diferente de uno, escribiremos: P(x) = A(x + a)(x + b)(x + c) 2. Si el divisor es d(x), G.A. (d(x)) = n y R(x) es el resto, entonces G.A. máx (R(x)) = n – 1 Ejemplos G.A. (d(x)) = 1 r(x) = c (constante) G.A. (d(x)) = 2 r(x) = ax + b G.A. (d(x)) = 3 r(x) = ax 2 + bx + c coeficiente principal REVISIÓN DE CONCEPTOS BÁSICOS LETRAS 9 Ejemplos 1. Si P(x) = x 3 – 2x + 3, halla el resto que se obtiene al dividir P(x) entre 2x + 6. 2. Al dividir P(x) = x 4 + 2x 3 + x + k entre d(x) = x – 1, el residuo obtenido P(x) entre d(x) es 2. Halla el valor de k. 3. Al dividir P(x) entre (x – 1) y (x – 2), se obtiene por restos 6 y 18, respectivamente. Determina el resto que se obtiene al dividir P(x) entre x 2 – 3x + 2.
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