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115 116 Los problemas que nos encontramos en la matemática china parecen ser a menudo más pintorescos que prácticos, y, sin embargo, la civilización china produjo un número de innovaciones técnicas sorprendentemente alto. La utilización de la imprenta y de la pólvora (Siglo VIII), así como del papel y de la brújula marina (Siglo XI) fue anterior en China que en cualquier otro lugar, y anterior también a la épocas más brillante de la matemática china, que tuvo lugar durante el siglo XIII, coincidiendo con la última parte del período Sung. En esta época había matemáticos trabajando en diversos lugares de China, pero las relaciones entre ellos parecen haber sido escasas y remotas y, como en el caso de los tratados que circularon en su día, evidentemente. El último y a la vez el más importante de los matemáticos Sung fue Chu Shih – Chieh, que floreció hacia los años 1280 – 1303, a pesar de lo cual sabemos tan poco sobre él que ni siquiera conocemos la fecha exacta de su nacimiento ni la de su muerte. Vivió en Yen-shan, cerca de Peking, pero parece ser que estuvo viajando durante unos veinte años, en plan de sabio errante que se ganaba la vida enseñando matemáticas, a pesar de lo cual encontró el tiempo y la tranquilidad suficientes para escribir dos tratados; el primero de ellos, escrito hacia el 1299, fue el Suan-hsüeh ch’i-meng o “Introducción a los estudios matemáticos”, un libro relativamente elemental que ejerció sin embargo una gran influencia en Corea y en Japón, aunque en China desapareció más tarde y estuvo perdido hasta su reaparición en el siglo XIX. Mayor interés histórico y matemático tiene el Ssu-yüan yü-Chien o “Espejo Precioso de los Cuatro Elementos”, escrito por Chu Shih-Chieh en 1303, libro que, por cierto, también desapareció pronto en China, hasta que fue redescubierto un siglo después. Los cuatro elementos a que se refiere el título, que son el cielo, la tierra, el hombre y la materia, representan las cuatro incógnitas de una ecuación. Este libro marca la cota más alta que alcanzó el desarrollo del álgebra china, y en él se estudian tanto sistemas de ecuaciones simultáneas como ecuaciones individuales de grados tan altos como 14. Chu Shih – Chieh explica en este libro un método de transformación para ecuaciones, que él llama el fan fa, y cuyo fundamento debe haber aparecido en China mucho tiempo antes, método que suele conocerse en Occidente con el nombre de “método de Horner”, matemático que vivió medio milenio más tarde. Para resolver la ecuación x2 + 252x – 5292 = 0, por ejemplo. Chu Shih – Chieh obtiene en primer lugar por tanteo la aproximación x = 19, lo cual significa que la ecuación tiene una raíz entre x = 19 y x = 20, y a continuación utiliza el fan fa, en este caso la transformación y = x – 19, para obtener la ecuación y2 + 290y – 143 = 0 con una raíz entre y = 0 e y = 1. El valor aproximado de la raíz buscada de esta última es )2901( 143 y + = , y por lo tanto el correspondiente valor de x es 291 14319 . Para la ecuación x3 – 574 = 0 se usa la transformación y = x – 8, que conduce a y3 + 24y2 + 192y – 62 = 0, y la raíz buscada viene expresada como )192241( 62 8x ++ += ó x = 7 28 . En algunos casos Chu Shih – Chieh obtiene aproximaciones decimales de las raíces. El Álgebra China y el Método de Horner 117 DIVISIÓN ALGEBRAICA II comparemos Ejemplo: 39 8 (D) Dividendo = 25 32 4 (d) Divisor = 7 7 (q) Cociente = 3 (r) Resto = 4 Luego se cumple: 39 = 3 . 4 + 7 D = d q r Ejemplo: De la división de polinomios: x2 + 5x + 7 x + 2 D(x) = x2 + 5x + 7 x + 3 d(x) = x + 2 1 q(x) = x + 3 r(x) = 1 Puedes comprobar mediante multiplicación que: x2 + 5x + 7 = (x + 2)(x + 3) + 1 1. DIVISIÓN DE POLINOMIOS MÉTODO DE HORNER Para poder aplicar este método los polinomios dividendo y divisor deben ser completos y ordenados descendentemente y si faltase algún término se completará con ceros. Ejemplo: Dividir: 8x + 3x2 + 11 entre 2 + x NIVEL: SECUNDARIA SEMANA Nº 2 PRIMER AÑO Observa que: 39 > 8 y 7 < 8 Luego siempre se cumple que: D d y r < d Compruébalo con otros ejemplos. Al igual que con los números naturales, con los polinomios debe cumplirse: D d y r < d Pero respecto al grado así: Grado del Dividend o Grado del Divisor Grado del Resto Grado del Divisor < En el ejemplo anterior ¿cómo se halló el cociente y el resto? Resolvamos esta inquietud Horner invento su método en 1819 Sabías que 118 Ordenemos los polinomios dividendo y divisor D(x) = 3x2 + 8x + 11 d(x) = 3x + 2 Luego: Coeficientes del Dividendo: 3, 8, 11 Coeficientes del Divisor: 3, 2 Ubicamos estos coeficientes en el siguiente esquema: De esta manera: Y procedemos del siguiente modo: Coeficientes del Dividendo Con signo cambiado + • + Coeficientes del Cociente Coeficientes del Resto 3 3 8 11 -2 Con signo cambiado Número de espacios igual al Grado del Divisor 3 3 8 11 -2 1 = Dividimos: 3 3 8 11 -2 1 x Multiplicamos: -2 = 3 3 8 11 -2 1 Sumamos: 6 + 3 3 8 11 -2 1 Dividimos: = 2 3 3 8 11 -2 1 x Multiplicamos: -2 = -4 2 3 3 8 11 -2 1 Sumamos: 2 + -2 -4 7 Las operaciones que se realizan se repiten primero se divide luego se multiplica después sumamos para nuevamente dividir y así sucesivamente. observa 119 Luego el esquema resulta: q(x) = 1 . x + 2 = x + 2 R(x) = 7 Dividir: 4x3 + 4x2 + 1 – 3x entre x + 2x2 - 3 Ordenemos: D(x) = 4x3 + 4x2 – 3x + 1 Ubicamos los coeficientes d(x) = 2x2 + x – 3 en el esquema: Procedemos: Resumiendo: Q(x) = 2x + 1 R(x) = 2x + 4 3 3 8 11 -2 1 2 -4 7 -2 Coef. del Cociente Coef. del Resto recuerda Luego la línea punteada solo se suma. Además el cociente y resto que se obtienen están completos y ordenados decrecientemente. Dividimos: Multiplicamos: Sumamos: Si el resto de una división no es nulo (R(x) 0) entonces la división se llama inexacta. 2 4 4 -3 -1 signo cambiado 2 espacios porque el grado del divisor es 2. 1 3 2 4 4 -3 -1 1 3 2 x 2 4 4 -3 -1 1 3 2 x x -2 6 2 4 4 -3 -1 1 3 2 -2 6 + 2 Dividimos: 2 4 4 -3 -1 1 3 2 -2 6 1 = Sumamos: 2 4 4 -3 -1 1 3 2 -2 6 + 1 -1 3 + 2 4 2 4 4 -3 -1 1 3 2 -2 6 + 1 -1 3 + 2 4 + x Multiplicamos: 2 4 4 -3 -1 1 3 2 -2 6 1 -1 3 = = x x 120 Dividir: 4x3x 4x3x5x3x 2 324 +− +−+− Q(x) = 1 . x2 + 0x + 1 ; R(x) 0 Q(x) = x2 + 1 Dividir: 2x5 1x11x10 2 − ++ Q(x) = R(x) = Dividir: 2x3 0x8x6 2x3 x8x6 22 + +− = + − Q(x) = R(x) = Dividir: 2x0x3 5x0x3x15 2x3 x35x15 2 23 2 23 ++ ++− = + −+ Q(x) = R(x) = Dividir: x1x2 1x5x6x8 2 23 −+ −+− Q(x) = R(x) = 1 1 4 -3 -3 3 4 -4 1 3 + 0 0 + 0 0 + x 5 -4 1 + 0 3 -4 ¡Ahora tu! 5 10 11 1 4 3 + 2 7 + x Si el resto de una división es nulo (R(x) 0) entonces la división se llama exacta. 3 6 -8 0 8 2 + -2 + x 3 15 -3 0 0 5 -2 0 -10 0 2 x 121I. Hallar el cociente en las siguientes divisiones: 1. 3x 18x8x2 + ++ a) x + 5 b) x + 1 c) x d) x – 2 e) x + 3 2. 2x 7x5x2 − −+ a) x – 1 b) x + 3 c) x + 7 d) x – 7 e) x - 3 3. 1x 7x5x3x 23 + +++ a) x2 + 2x – 3 b) x2 - 2x – 3 c) x2 + 2x + 3 d) x2 - 2x – 8 e) -x2 + 2x + 3 II. Hallar el residuo en las siguientes divisiones: 4. 1x3 4xx6 2 − ++ a) -1 b) 5 c) 3 d) 6 e) 2 5. 2x5 22x9x33x10 23 + −+− a) 8 b) 1 c) -2 d) 4 e) -8 6. x2x3 x129x27 2 3 + −+ a) 1 b) 2 c) 3 d) -8 e) 9 7. 32 24 x4x5 7x25x7x16 +− +−+ a) 7x b) 3 c) 7x + 7 d) 7 e) 2x - 1 8. 5x3 14x3x21x44 2 42 + +++ a) 5 b) 2x + 4 c) 3x - 1 d) x – 1 e) 2x - 2 9. 4x3x2 x1813x32x2x16 3 325 −+ ++−− a) 4x2 + 3 b) 1 c) 3x - 1 d) 7x + 1 e) 7x 10. 2x5 x167x15x35 3 235 + +++ a) 3x – 1 b) 2x2 + 1 c) 4 d) x2 + 3 e) 3x2 - 8 11. Indicar el término independiente del resto en la siguiente división: 1x3x2 6x2xx6 2 23 −+− ++− a) 1 b) 3 c) 4 d) 7 e) 2 12. Indicar si la siguiente división es exacta o inexacta. 3x 6x9x2x3 2 23 + +++ Si es inexacta indicar el resto. a) Es exacta b) 1 c) 2x d) 3 e) 4x - 2 13. En la siguiente división: 4x 5x4x2x 3 235 + −+− Calcular la suma de coeficientes del cociente. a) -1 b) 2 c) 0 d) 3 e) 1 14. Dada la siguiente división exacta: 1x2 x2xxx2 234 + −−+ Hallar el mayor coeficiente del cociente. a) 3 b) 2 c) -1 d) 1 e) -2 15. Hallar “b” si la siguiente división: 3x bx8x2 + ++ es exacta: a) 13 b) 12 c) 14 d) 15 e) 2 EJERCICIOS DE APLICACIÓN 122 TAREA DOMICILIARIA Nº 2 I. En las siguientes divisiones hallar el cociente: 1. 4x 10x7x2 + ++ a) x – 2 b) x + 3 c) x + 4 d) x + 1 e) x 2. 5x 42x12x2 − +− a) 4x + 1 b) 2 c) x + 7 d) x + 5 e) x – 7 3. 2x 2x3x3x 23 + +++ a) 2 b) 1 c) 0 d) 3 e) 5 II. Hallar el residuo en las siguientes divisiones: 4. 2x3 3x3x9 2 − +− a) 3 b) 5 c) -3 d) -5 e) 1 5. 3x4 3x10xx8 23 + −+− a) 3 b) 7 c) 0 d) 1 e) -1 6. 2 23 x5x3 x27x11x20 + ++ a) 5x b) 4 c) 2x d) –x e) 0 7. x5x4 x25x157x12x20 2 324 + +−+− a) 0 b) 1 c) 2x d) x + 1 e) 7 8. 2 42 x52 x15x26x9 +− +−+ a) x + 1 b) 0 c) x - 1 d) x e) 2x + 1 9. 3x2 7x4x27x16 3 325 + −−+ a) 2x2 – 1 b) x2 – 2 c) 3x2 + 1 d) 3x2 – 1 e) 0 10. 3 325 x25 8x2xx35x14 − −+++− a) x – 1 b) x + 2 c) x - 3 d) x – 4 e) 0 11. En la siguiente división: 1x3x 6x2xx6 2 23 ++ ++− Indicar el término independiente del resto. a) 0 b) 7 c) 1 d) 2 e) -1 12. Indicar si la siguiente división: 3x 6xx 2 24 + −+ Es exacta o inexacta. Si es inexacta indicar el residuo. a) Es exacta b) 5 c) 2 d) -1 e) 1 13. En la siguiente división: 1x 5xx2x 4 45 + ++− Indicar la suma de coeficientes del cociente. a) -1 b) 0 c) 2 d) 1 e) 3 14. En la siguiente división: 1x2 6x2x3x6 3 34 − ++− Señalar el mayor coeficiente del cociente. a) 1 b) 3 c) 2 d) -1 e) -3 15. Hallar “b” en la siguiente división exacta: 3x bx7x2 + ++ a) 15 b) 3 c) 7 d) 12 e) -7 123 GRADO : Característica que solo poseen los polinomios y esto dado por los exponentes de las variables. Cuando el polinomio posee una sola variable el grado es el mayor exponente que presenta. Ejemplo: P(x) = 3x + 5x2 – 2 + x4 + 3x3 Polinomio de Grado 4 POLINOMIO COMPLETO : Es aquel polinomio que posee todos los exponentes desde cero hasta un máximo. POLINOMIO ORDENADO : Es aquel polinomio cuyos exponentes están ordenados en forma creciente o decreciente. COEFICIENTE : La parte constante de un monomio. También se considera a un término independiente.
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