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UNIDAD 4: POLINOMIOS Y ECUACIONES POLINÓMICAS Universidad Nacional del Nordeste Instituto de Ciencias Criminalísticas y Criminología Se llama polinomio en una indeterminada x, con coeficientes en R, de grado n, a toda expresión de la forma: POLINOMIOS 01 2 2 1 1 .....)( axaxaxaxaxP n n n n 0Nn Raaaa n ,.....,,, 210 0na xDonde: y se llaman coeficientes es la indeterminada n i i i xaxP 0 )(En forma abreviada: Cada una de las expresiones se llama término del polinomio, es el coeficiente principal y es el término independiente. POLINOMIOS i i xa na 0a Ejercicio: Determinar cuáles de las siguientes expresiones son polinomios. Justificar. 123) 234 xxxa 322) 23 xxxc 523) 5 xxxb x xxxd 5 2) 45 )1).(1() xxe Sea el polinomio: POLINOMIOS 01 2 2 1 1 ...)( axaxaxaxaxP n n n n Llamamos grado del polinomio a 0"" nasin Polinomio Nulo: es aquel en el que todos sus coeficientes son iguales a cero. Notación: 000...0)( 12 xxxxP n 0)( xP Polinomio Mónico: es aquel cuyo coeficiente principal es 1. POLINOMIOS 12)( 234 xxxxP 2)( xxP es un polinomio mónico de grado 1 Por ejemplo: Es un polinomio mónico de grado 4 Según el número de términos, los polinomios se llaman: POLINOMIOS Monomio: si tiene un único término. Por ejemplo: P(x) = -3x2 Binomio: si tiene sólo dos términos. Por ejemplo: P(x) = 2x2 + 3x3 Trinomio: si tiene sólo tres términos. Por ejemplo: P(x) = 2x2 + 3x3 – 5 POLINOMIOS Cuatrinomio: si tiene sólo cuatro términos. Por ejemplo: P(x) = 2x2 + 3x3 – 5x + 1 Polinomio: si tiene más de cuatro términos. Sólo pueden sumarse dos monomios si éstos son semejantes. La suma es otro monomio semejante a ellos que tiene por coeficiente la suma de los coeficientes. Monomios Semejantes: Dos monomios son semejantes si tienen la misma parte literal, es decir sólo se diferencian en el coeficiente. La suma de dos monomios semejantes es otro monomio semejante a ellos que tiene por coeficiente la suma de los coeficientes. Por ejemplo: Sean 25)( xxP 213)( xxQ 222 18135)()( xxxxQxP 222 8135)()( xxxxQxP El producto de dos monomios siempre es otro monomio. 624 10)2.(5 xxx 2 64 2 5 )2(:5) x xxb 224 5)2(:10) xxxa Por ejemplo: El resultado de la división de dos monomios puede ser otro monomio o una expresión algebraica fraccionaria. Por ejemplo: Para sumar dos polinomios, se agrupan los términos semejantes y se suman sus coeficientes. 107235)( 234 xxxxxP 475)( 23 xxxxQ )()() xQxPa )()() xQxPb Hallar: Por ejemplo: Dados los polinomios, Para multiplicar dos polinomios se aplica la propiedad distributiva del producto con respecto a la suma y a la resta. Se multiplica cada término del primero por cada término del segundo y se suman los términos semejantes obtenidos. 47)( 2 xxxQ1025)( 24 xxxP )().( xQxPHallar: Por ejemplo: Dados los polinomios, Algoritmo de la división: Dados dos polinomios . Existen y son únicos dos polinomios tales que: )()().()() xRxQxCxPa )()( xQyxP )()( xRyxC )()(0)() QgrRgrxRb Los polinomios P, Q, C y R se llaman, respectivamente, dividendo, divisor, cociente y resto. La disposición usual de estos cuatro polinomios es la conocida en la división entera. )()( )()( xCxR xQxP Dados dos polinomios .)()( xQyxP nQgrymPgr )()( )()( )()( xCxR xQxP )()(0)( xPxRyxCnm 1)()( nRgrynmCgrnm Si Si Sea Por ejemplo Dados dos polinomios: xxxPa 23)() 2 1)( 3 xxQ )(:)( xQxP 16435)() 234 xxxxxPc 2)( xxQ Hallar el cociente y el resto de: 23 334)() xxxPb 1)( 2 xxxQ Caso Particular: Regla de Ruffini Si el divisor Q es un polinomio mónico y gr(Q) = 1, el proceso anterior puede simplificarse utilizando la Regla de Ruffini. Dados los polinomios: 01 2 2 1 1 ...)( axaxaxaxaxP n n n n 0)( bxxQ Observemos que: a) El cociente C es un polinomio de grado n – 1 gr (C) = gr(P) – gr(Q) = n – 1 b) El resto R es un número. gr (R) < gr (Q) = 1 gr (R) = 0 Sean Para realizar la división se procede de la siguiente manera: 01 1 1 ....)( axaxaxaxP n n n n 0)( bxxQy )(:)( xQxP 1°) En el primer renglón se escriben todos los coeficientes del dividendo completo y ordenado en forma decreciente según los exponentes de la indeterminada. 0121 ... aaaaa nn 2°) En el ángulo de las dos rectas se escribe el opuesto del término independiente del polinomio divisor. 0b na x 0ban 01 baa nn 0121 ... aaaaa nn 3°) El primer coeficiente del dividendo ( ) se repite en el tercer renglón, debajo de la línea horizontal, y luego se lo multiplica por el opuesto del término independiente; se coloca este resultado debajo del segundo coeficiente del dividendo y se realiza la suma de los números que quedaron alineados. El resultado se escribe en el tercer renglón, debajo de la línea horizontal. na 4°) Se repite este proceso hasta el último coeficiente del polinomio dividendo. El último valor obtenido es el resto (R) de la división y los valores que le preceden son los coeficientes del cociente C. 0b 0121 .... aaaaa nn na x 0ban 01 baa nn R 2 16435 5 x 14 7 10 Ejemplo: Hallar el cociente y el resto de P:Q, aplicando la regla de Ruffini. 16435)( 234 xxxxxP 2)( xxQ 5110 26 20 52 261075)( 23 xxxxC 51:Resto Si al dividir dos polinomios P y Q se obtiene como resto el polinomio nulo, entonces se dice que la división es exacta y que: “P es múltiplo de Q”, o bien que: “P es divisible por Q” o que: “Q es un divisor de P”. )().()( xCxQxP En este caso se cumple que: Se llama especialización de la indeterminada x por al valor: 01 2 2 1 1 ...)( aaaaaP n n n n Es decir, es el valor numérico que toma el polinomio cuando se sustituye la indeterminada x, por el número y se realizan las operaciones indicadas en el polinomio. Por ejemplo: Sea Si = 2 16435)( 234 xxxxxP 51)2( P 12.62.42.32.5)2( 234 P Si = -1 1)1.(6)1.(4)1.(3)1.(5)1( 234 P 3)1( P Hemos visto que al dividir un polinomio P(x) por otro Q(x) mónico y de grado 1 el resto R(x) es necesariamente, de grado cero. Teorema: El resto de dividir un polinomio P(x) por otro Q(x) = x - a, es la especialización de P por a. Es decir: R = P(a). A partir del algoritmo de la división, se tiene: RxCxQxP )().()( RxCaxxP )().()( RaCaaaP )().()( RRaP 0)( Especializando P por a: Por ejemplo: Teorema del resto: 16435)( 234 xxxxxP 2)( xxQ 12.62.42.32.5)2( 234 P 51)2( P Sea P(x) un polinomio de grado n y α un número cualquiera. Se dice que α es una raíz de P si y sólo si la especialización de la indeterminada x por α es cero. RAÍCES DE UN POLINOMIO 0)()( PxPderaízes Propiedad: α es raíz de P sí y solo si (x-α) es divisor de P Por ejemplo: RAÍCES DE UN POLINOMIO xxxxxP 22)( 234 01.21.11.21)1( 234 P 16/9)2/1.(2)2/1.(1)2/1.(2)2/1()2/1( 234 P 02.22.12.22)2( 234 P es raíz de P1 2/1 no es raíz de P 2 es raíz de P 1) Teorema Fundamental del Álgebra: Todo polinomio P con coeficientes en R y de grado mayor que cero, admite una raíz en C. RAÍCES DE UN POLINOMIO: PROPIEDADES 2) Todo polinomio de grado n, admite n raíces, no necesariamente distintas. 3) Si un polinomio admite una raíz compleja, entonces admite a su conjugada. Es decir, si un número complejo es raíz de un polinomio, su conjugado también lo es. TEOREMA DE GAUSS Si un polinomio real P de grado n, con coeficientes enteros, admite raíces racionales, de la forma (siendo p y q coprimos), entonces p es divisor del término independiente a0 y q es divisor del coeficiente principal an. q p TEOREMA DE GAUSS Hallar las raíces de los siguientes polinomios: xxxxxPa 22)() 234 81223)() 234 xxxxxPb652)() 23 xxxxPc Teorema: Todo polinomio real P de grado n 1, puede escribirse de manera única, como un producto de la forma: DESCOMPOSICIÓN FACTORIAL DE POLINOMIOS REALES ))()...()(()( 121 nnn xxxxaxP Donde y son las n raíces, no necesariamente distintas, de P. Cnn ,,...,,, 1321 )()( 1 n i in xaxP En forma abreviada: Ejercicios Realizar la descomposición factorial del Polinomio real P: 12 2 3 2 1 ) 23 xxxPb 1222122) 23 xxxPa xxxxxPc 22)() 234 81223)() 234 xxxxxPd 652)() 23 xxxxPe
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