Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Polinomios Dra. Myriam Nuñez Expresión algebraica Racional Irracional Entera Fraccionaria monomio polinomio 2 P(x) = 3x4 +2x3 – x2 + 8x +10 Q(x;y) = 5xy3 +10x R(x;y;z) = 2zy4 + 2x3 – xy2 + 8xz + z Polinomio Suma o diferencia de monomios Ejemplos 3 Casos de Polinomios 1) 2x + 3y4 2) -4a2b – b2c 3) 6x2 - 3x + 8 4) -x2yz + 3y - 5 BINOMIOS TRINOMIOS 4 Grados de un polinomio 5 Grado relativo con respecto a una variable (mayor exponente de la variable) 84653 2081);;( yzxzyxzyxP += GR(x)= GR(y)= GR(z)=4 5 8 6 GA = 10 GA = 8 GA = 3 8x7y3 – 3x4y4 + 6xy2 GA = 10 Grado absoluto de un polinomio (mayor grado absoluto de los términos) 7 Ejercicio 1 4224 35);( yxyxyxQ m++−= Si se sabe que el grado relativo a x es 5 hallar: a) El valor de m b) El grado absoluto del polinomio Respuestas: a) m = 3 b) GA = 9 8 Ejercicio 2 2124324 435);( yxyxyxyxQ n+−+−= Si se sabe que el grado absoluto del polinomio es 9 hallar: 2n + 1 9 Ejercicio 3 25215 53);( +−+ ++= aaaaa yxyxyxyxP Si se sabe que el grado absoluto del polinomio es 31 hallar: GR(x) + GR(y) 10 Polinomios especiales 11 Polinomios especiales polinomio ordenado homogéneo idéntico completo opuesto nulo 12 Polinomio ordenado x4y3 + 2x2y5 – 3xy8 Polinomio ordenado respecto a “x” en forma descendente Polinomio ordenado respecto a “y” en forma ascendente 13 Polinomio completo Polinomio completo con respecto a x x4y + 3x2y5 – 3x3 +xy4 – 5x0 14 Polinomio homogéneo Polinomio homogéneo de grado 8 6x5y3 – 3x4y4 + 6x6y2 GA = 8 GA = 8 GA = 8 15 Polinomios idénticos Si P y Q son idénticos, entonces a = 5; b = 2; c = -8 P(x) = ax3 + bx2 + c Q(x) = 2x2 +5x3 – 8 P Q 16 Polinomio opuesto Si P(x;y) = x4y3 + 2x2y5 – 3xy8 el polinomio opuesto de P es: -P(x;y) = – x4y3 – 2x2y5 + 3xy8 17 Polinomio idénticamente nulo P(x) = ax3 + bx2 - c a = b = c = 0 P(x) = ax3 + bx2 - c P(x) 0 18 Ejercicio 1 xcbxaxxxxdxP 12392642)( 2323 −+−++−+= Si se sabe que el polinomio es idénticamente nulo, calcular el valor de -7(a+b+c+d) 19 Ejercicio 2 yxyxxyxR abb 22712 262);( ++ +−= Si se sabe que el polinomio es homogéneo, calcular el valor de a – b. 20 a) P = x2 - 2 Q = - 3 x2 + 6 b) P = x + 2 Q = x2 + 4 x +4 1) Efectuar P Q ; 3 P + Q ; P2 – Q e indicar su grado cuando esto sea posible 2) Si el grado de P es 4 y el grado de Q es 3 ; ¿qué puede decirse del grado de los siguientes polinomios? a) P Q b) P3 c) P + Q d) P3 + Q3 3) Determinar a R para : a) P = a x3 - a x + 2 es tal que P(2) = - 1 b) P = x2 + 2 x + a es tal que 0 es una de sus raíces c) P = a x2 - a x + 6 satisface que P(-1) = 6 y gr(P) = 2 Trabajo Práctico Nº3 Polinomios 21 4) Hallar el cociente y el resto de la división de P por Q en cada uno de los siguientes casos : 1 4 1 4 += xP axxP −+= 23 72 22 2 += xQ 2−= xQ 5) Determinar el valor de k tal que P = 2 x3 + k x2 + 5 x + 3 sea divisible por Q = x2 - x + 3 6) ¿ Para qué valores de a y b el polinomio es divisible por (x + 4) ; y tiene resto -18 al dividirlo por (x - 2) ? bxaxxP +−+= 234 4 1 a) b) 7) Determinar a, b, c R para que : a) P = a x2 + b x + c tenga a 1 y a 0 como raíces b) P = x2 - b x + a y Q = a x3 – b tengan a 2 como raíz común 22 8) Hallar todas las raíces de los siguientes polinomios : 122 23 −+−= xxxP 4 7 3 24 −+= xxP 3 2 11 3 2 1 23 −+−= xxxP 6575 234 +−+−= xxxxP xxxxP 44 234 −−+= si i es raíz de P 9) Factorear el polinomio x4 - 4 x3 + 6 x2 - 8 x + 8 sabiendo que x = 2 es una raíz doble. a) b) c) d) e) a) P = (x - 1)2 (x2 - 1) (x3 - 1) = 1 b) P = x8 - x6 + 6 x3 = 0 10) Determinar en cada caso la multiplicidad de como raíz de P : 23 11) a) Sea P = 2 x3 - 11 x2 + 17 x - 6 ; hallar todas sus raíces sabiendo que el producto de dos de ellas es 1. b) Dado P(x) = 8 m x2 + 7 (m - 1) x + 1 con m 0, determinar m en los siguientes casos i) las raíces son opuestas iii) las raíces son reales e iguales. ii) las raíces son recíprocas c) Hallar las raíces de los siguientes polinomios reales i) P(x) = 2 x3 - x2 - 18 x + 9 si 1 + 2 = 0 ii) P(x) = x3 + 2 x2 + 3 x + 2 si 1 = 2 + 3 24 Un polinomio es una expresión de la forma 01 2 2 2 2 1 1 axaxaxaxaxaP n n n n n n ++++++= − − − − ............... una sucesión de sumas de términos conformados por un coeficiente ai multiplicado por un factor xi Podemos escribir = = n i i i xaP 0 donde el coeficiente an se llama coeficiente principal el mayor exponente de x (n), le da el grado al polinomio Decimos entonces que el polinomio 0 2 2 2 2 axa...............xaxaP n n n n ++++= − − es de grado n Si an 0 y aunque alguno(s) –o todos- los coeficientes ai an sean nulos el polinomio es de grado n, pero incompleto P = x3 – 3 x2 + 6 x -1 P = x4 – 3 x2 + 6 x -1 polinomio completo de grado 3 polinomio incompleto de grado 4 1 2 3 Faltan los términos de grado 1 y n-1 25 La suma de polinomios, se efectúa operando solamente entre términos de igual grado P = x4 – 3 x2 + 6 x –1 Q = x3 – 5 x2 - 2 x + 3 P + Q = agrupamos los términos de igual grado de cada polinomio; x4 + Y luego operamos los términos obtenidos x3 + + +( - 3 x2 – 2 x2 ) ( 6 x – 2 x ) ( -1 + 3 ) P = x4 + x3 – 5 x2 + 4 x + 2 Para multiplicar dos polinomios, se usa la propiedad distributiva (aplicando la regla de los signos) y luego se resuelven cada uno de los términos que resulten R · S = ( x4 – 3 x2 + 6 x ) · ( x3 - 2 x + 3 ) = = x4 · x3 + x4 · (-2 x) + x4 · 3 + (-3x2) · x3 + (-3x2) · (-2x) + ( -3 x2) · 3 + 6x · x3 + 6x · (-2x) + 6x · 3 = R · S = x7 - 2x5 + 3x4 - 3x5 + 6x3 - 9x2 + 6x4 - 12x2 + 18x = Luego sumamos los términos de igual grado R · S = x7 - 5x5 + 9x4 + 6x3 - 21x2 + 18x P + Q = ( x4 – 3 x2 + 6 x –1 ) + ( x3 – 5 x2 - 2 x + 3 ) 1 2 3 1 ) Si a) P = x2 – 2 y Q = - 3 x2 + 6 P Q = ( x2 – 2 ) ( - 3 x2 + 6 ) = x2 (- 3 x2) + x2 6 + (– 2 ) (-3x2) + (-2) 6 = P Q = -3 x4 + 6 x2 + 6 x2 - 12 = -3 x4 + 12 x2 - 12 3P + Q = 3 ( x2 – 2 ) + ( - 3 x2 + 6 ) = 3 x2 – 6 - 3 x2 + 6 = 0 P2 - Q = ( x2 – 2 )2 - ( - 3 x2 + 6 ) = grado 4 ( x4 - 4x2 + 4 ) - ( - 3 x2 + 6 ) = = x4 - x2 - 2 grado 4 P Q = ( x + 2 ) ( x2 + 4 x + 4 ) = x3 + 4 x2 + 4 x + 2 x2 + 8 x + 8 = x3 + 6 x2 + 12 x + 8 3P + Q = 3( x + 2 ) + ( x2 + 4 x + 4 ) = (3 x + 6) + (x2 + 4 x + 4) = x2 + 7 x + 10 P2 - Q = ( x + 2 )2 - ( x2 + 4 x + 4 ) =( x2 + 4 x + 4 ) - ( x2 + 4 x + 4 ) = = x2 + 4 x + 4 - x2 - 4 x - 4 = 0 grado 0 grado 3 grado 2 b) P = x + 2 Q = x2 + 4 x +4 27 2) Si el grado de P es 4 y el grado de Q es 3 ; ¿qué puede decirse del grado de los siguientes polinomios ? d) P3 + Q4 a) P · Q El grado de un producto de polinomios siempre va a estar dado por la suma de los grados de los polinomios Si P es gr(4) y Q es gr(3) P · Q es gr (7) b) P3 La potencia de un polinomio será otro polinomio cuyo grado es el grado del polinomio base multiplicado por el exponente Si P es gr(4) P3 es gr (4 · 3) = 12 c) P + Q El grado de la suma de dos polinomios será igual al grado del polinomio de mayor grado ó eventualmente menos (si los términos de mayor grado se anulan entre sí) Si P es gr(4) y Q es gr(3) P + Q es gr (4) ó menor Si P es gr(4) P3 es gr(12) y si Q es gr(3) Q4 es gr(12) P3 + Q4 es gr (12) ó menor 28 3 a) si P = a x3 - a x + 2 para hallar a tal que P(2) = - 1 debemos especializar el polinomio por x = 2 Esto es colocar el valor 2 en cada uno de los lugares que ocupa x en el polinomio P = a x3 - a x + 2 = a 23 - a 2 + 2 a 8 - a 2 + 2 = 8 a – 2 a + 2 = 6 a + 2 e igualamos a - 1 = - 1 resolvemos despejando a = - 1 6 a = - 1 - 2 6 a = - 3 a = - 1/2 b) P = x2 + 2 x + a es tal que 0 es una de sus raíces Las raíces de un polinomio son los valores de x que hacen el polinomio igual a 0 P = x2 + 2 x + a = 02 +2 0 + a = 0 Entonces cuando x = 0 ; P = 0 a = 0 3 c 29 c) Si P = a x2 - a x + 6 satisface que P(-1) = 6 y gr(P) = 2 Para x = - 1 P = a x2 - a x + 6 = a (-1)2 - a (-1) + 6 = a 12 + a 1 + 6 = 2 a + 6 = 6 pero . . . 2 a = 6 - 6 a = 0entonces Si a = 0 P = 0 x2 - 0 x + 6 = 6 y resulta que P no es de grado 2; en consecuencia no existe el valor de a buscado 30 Algoritmo del cociente de polinomios 5432 2341 −+−+= xxxxPPara dividir un polinomio por un polinomio 1222 +−= xxP planteamos el esquema de la división entre números enteros 5432 234 −+−+ xxxx 12 2 +− xx buscamos un valor que multiplicado por el coeficiente principal de P2 2 resulte igual en valor absoluto al an de P1 y ése es el coeficiente principal del polinomio cociente 2 1 = 2 y le agregamos como factor x elevado a un valor tal, que multiplicado por el grado de P2 resulte del mismo grado que P1 x2 Multiplicamos el monomio así formado por cada término de P2 y los resultados encolumnamos debajo de P1 con los términos de igual grado 234 242 xxx Luego viene la colocación del signo, operamos en cada caso respetando la regla de los signos, y luego para restar cambiamos el signo que resulta buscando que al operar el primer término se anule - -+ + + + + = + para restar coloco - + - + - = - para restar coloco + + + + + = + para restar coloco - 4 5 31 Ahora sumamos 5432 234 −+−+ xxxx 12 2 +− xx 2 x2 234 242 xxx- + - 23 37 xx − Bajamos el término de mayor grado de P1 que todavía no se operó, con su signo x4+ Y empezamos de nuevo el procedimiento 7 x xxx 7147 23 + + - - xx 311 2 − 5− 11+ 112211 2 xx- -+ 1619 −x Resultado : 1172 2 ++= xxC resto 1619 −= xR De manera que: C P2 + R = P1 32 4) Para dividir axxP −+= 23 72 22 2 += xQpor Hacemos el esquema del cociente entre polinomios Examinamos P y Q, y hallamos que ambos son polinomios incompletos entonces los completamos con términos de coeficientes nulos axxxP −++= 072 23 202 2 ++= xxQ 202 2 ++ xxaxxx −++ 072 23 y operamos x xxx 202 23 colocamos los signos de manera que al cambiar para restar, el primer término del resultado se anule - - - sumamos . . . xx 27 2 − bajamos a con su signo a− Y empezamos a operar nuevamente 2 7 707 2 xx + - - - 72 −−− ax 2 7 += xC 72 −−−= axR + 33 4) Para dividir 1 4 1 4 += xP 2−= xQpor Hacemos el esquema del cociente entre polinomios Examinamos P y Q, y hallamos que P es un polinomio incompleto entonces lo completamos con términos de coeficientes nulos 1000 4 1 234 ++++= xxxxP 2−= xQ 2−x1000 4 1 234 ++++ xxxx y operamos 3 4 1 x34 2 1 4 1 xx colocamos los signos de manera que al cambiar para restar, el primer término del resultado se anule - + sumamos . . . 3 2 1 x+ bajamos 0x2 con su signo 20x+ Y empezamos a operar nuevamente 2 2 1 x 23 2 1 xx + - - 2x− 2 2 1 4 1 23 −−+= xxxC 3−=R + x0+ x xx 22 - + - 1+x2− otra vez . . . 2- 42x+ - - 3 34 352 23 +++= xkxxP 32 +−= xxQsea divisible por por Hacemos el esquema del cociente entre polinomios buscaremos el cociente P / Q, y al resto lo igualamoa a cero. Entonces podremos decir que P es divisible por Q 32 +− xx352 23 +++ xkxx y operamos x2xxx 622 23 - + - xx)k( −+ 22 bajamos 3 3+ Y empezamos a operar nuevamente )k( 2+ )k(x)k(x)k( 2322 2 +++ + - + - )k(x)k( 331 +−+ + 5) para determinar k tal que Para que P sea divisible por Q, el resto debe ser 0 0331 =+−+ )k(x)k( 0131 =+−+ )k(x)k( Ambos términos deben ser 0; y esto se logra con 01 =+ )k( 1−=k 35 es divisible por (x + 4) ; entoncesbxaxxP +−+= 234 4 1 6) Si P es divisible por (x+4); -4 es raíz del polinomio; luego si especializo el polinomio por –4, tendrá resultado 0 04 4 1 44 234 =+−−−+−= b)()(a)(P 0464256 =+−− baentonces Si al dividir por (x-2) se obtiene resto -18 182 4 1 22 234 −=+−+= baP 181816 −=+−+= baP entonces 181816 −=+−+ ba Con los resultados obtenidos componemos un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas 0464256 =+−− ba Se puede escribir 25264 −=+− ba 181816 −=+−+ ba Se puede escribir 181816 −=+−+ ba El sistema será: −=+ −=+− 338 25264 ba ba 36 En el sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas, Verificamos que las ecuaciones estén ordenadas, de manera que las incógnitas queden encolumnadas y los términos independientes en el 2º miembro Y resolvemos por cualquiera de los métodos conocidos (determinantes, sustitución, etc.) 7218164 18 164 −=−−= − = 2191331252 133 1252 −=−−−= − − = )(a 412825283364 338 25264 =−−−−= − −− = )()()( b == aa == bb −=+ −=+− 338 25264 ba ba 24 73 =a 3 172 −=b 24 73 72 219 = − − 3 172 18 1032 72 4128 −= − = − El polinomio es: bxxxP +−+= 234 3 172 24 73 37 7) P = a x2 + b x + c tiene a 1 y a 0 como raíces Si 1 y 0 son raíces del polinomio; si especializo el polinomio por 1 y 0 respectivamente, tendrán resultado 0 0002 =++= cbaP entonces 000 =++ c 0=c 0112 =++= cbaP entonces 00 =++=++ bacba ba −= Se verifica la condición siempre que c= 0 y a=b pero tienen signos diferentes b) Si P = x2 - b x + a y Q = a x3 – b para hallar valores de a y b que tengan a 2 como raíz común 0222 =+−= abP 023 =−= baQ Conformamos el sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnitas =− −=− 08 42 ba ba 38 Y resolvemos el sistema aplicando sustitución =− −=− 08 42 ba ba si 08 =−ba ba =8 Sustituimos este resultado en la primera ecuación y tenemos 482 −=− )a(a 416 −=− aa 415 −=− a entonces 15 4 =a Ahora que conocemos el valor de a, podemos buscar el valor de b, haciendo: ba =8 b)( = 15 4 8 15 32 =b Los polinomios buscados resultan ser: 15 4 15 322 +−= xxP 15 32 15 4 3 −= xQ 39 Regla de Ruffini Al dividir un polinomio 01 2 2 2 2 1 1 axaxaxaxaxaP n n n n n n ++++++= − − − − ............... por un polinomio Q de grado 1 de la forma x - −= xQ El resultado será un polinomio C de grado n – 1 01 2 2 2 2 1 1 cxcxcxcxcC n n n n +++++= − − − − ............... Aplicamos la siguiente regla : Se trazan dos rectas se escriben los coeficientes del polinomio P en orden de grado decreciente an an-1 an-2 a2 a1 a0. . . . . . . Se ubica convenientemente el valor y se procede con el siguiente algoritmo Bajamos el coeficiente principal an como cn-1 cn-1 multiplicamos cn-1 x y colocamos debajo de an-1 cn-1 Sumamos an-1+ cn-1 cn-2 y multiplicamos ese resultado cn-2 x y colocamos debajo de an-2 cn-2 cn-3 c2 c1 c0 c1 c0 r Y repetimos sucesivamente el procedimiento hasta terminar de operar los coeficientes 8a 9 8b 8c 10 8e 40 En el esquema a2 a1 a0. . . . . . . cn-1 cn-1 cn-2 cn-2 cn-3 c2 c1 c0 c1 c0 r an an-1 an-2 Los ci son los coeficientes del polinomio cociente 01 2 2 2 2 1 1 cxcxcxcxcC n n n n +++++= − − − − ............... Y r es el resto que resulta de dividir P / Q P r Q C Observe que si P es divisible por Q, r = 0 y también que si r = 0 ; es raíz del polinomio . . . . . . . . . . . . . . 8a 9 8b 8c 108e 41 Teorema de Gauss 01 2 2 2 2 1 1 axaxaxaxaxaP n n n n n n ++++++= − − − − ............... Sea Si P admite raíces racionales, éstas raíces serán de la forma q p donde p es divisor de a0 Si P = x3 - 2x2 – x + 2 a0 = 2 y an = 1 p: divisores de 2 son 2 ; 1 q: divisores de 1 son 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 1 2 −= − =−= − == q p posibles raíces son: 2 ; 1 Es claro que los valores p/q hallados no son necesariamente las raíces, sino que pueden ser raíces, porque, si el polinomio admite raíces racionales, entonces esas raíces son de la forma p/q pero . . . No todos los p/q tienen que ser necesariamente raíces del polinomio P Si las raíces no son racionales; son irracionales o complejas, en ese caso no estarán entre los valores hallados de la forma p/q y q es divisor de an 98a 8b 8c 42 Para comprobar cuales son raíces y cuales no, una alternativa es especializar en el Polinomio cada uno de los valores de p /q que son posibles raíces. y las posibles raíces son: 2 ; 1Si P = x3 - 2x2 – x + 2 Para x = 2 P = 23 – 2 22 – 2 + 2 = 8 – 8 – 2 + 2 = 0 x = 2 es raíz Para x = -2 P = (-2)3 – 2 (-2)2 – (-2) + 2 = - 8 – 8 + 2 + 2 = -12 x = - 2 no es raíz Para x = -1 P = (-1)3 – 2 (-1)2 – (-1) + 2 = - 1 – 2 + 1 + 2 = 0 x = -1 es raíz Para x = 1 P = 13 – 2 12 – 1 + 2 = 1 – 2 – 1 + 2 = 0 x = 1 es raíz P es polinomio es de grado 3 y tiene entonces tres raíces; por ser las tres raíces racionales, pudieron ser encontradas mediante el Teorema de Gauss Observe también que la aplicación del Teorema de Gauss nos proporcionó una “posible raíz” de la forma p/q; x = -2 que resultó no ser raíz de P Porque el teorema de Gauss proporciona todas las raíces racionales, pero no todas las expresiones p/q tienen necesariamente que ser raíces del polinomio 9 8a 8b 8c 43 Descomposición de un polinomio en un producto de factores binomiales 01 2 2 2 2 1 1 axaxaxaxaxaP n n n n n n ++++++= − − − − ............... Sea Cuyas raíces son 1; 2; 3; . . . . . n-1; n El polinomio P puede escribirse )x()x(...)x()x()x(aP nnn −−−−−= −1321 Observe que si x toma el valor de cualquiera de las raíces i Habrá al menos un factor que será (x - i) = (i - i ) = 0 Haciendo P = 0 Puede suceder que un valor i sea r veces raíz de un polinomio entonces tenemos una raíz múltiple; y suponiendo que 1 es dos veces raíz del polinomio y 2 es tres veces raíz del polinomio y las restantes raíces son simples, el polinomio factoreado será . . . )x()x(...)x()x()x(aP jjn −−−−−= −13 3 2 2 1 9 8a 8b 8c 8d 8e 44 8 a) Para hallar las raíces de 122 23 −+−= xxxP Aplicamos el Teorema de Gauss e identificamos an = 2 y a0 = -1 Los divisores de a0 son p = 1 Los divisores de an son p = 1; 2 Las posibles raíces son de la forma 2 1 2 1 11 −+−+= ;;; q p Podríamos especializar el polinomio con cada uno de estos valores, pero estaríamos solamente comprobando si esos valores son o no raíces del polinomio; en cambio si aplicamos la Regla de Ruffini, al verificar una raíz, hallamos también un polinomio de grado inferior que es submúltiplo de P y en consecuencia sus raíces son raíces de P; de manera que si las raíces no fueran todas racionales, vamos situándonos en mejores condiciones para resolver el polinomio, aplicamos entonces Ruffini. El “sentido” de aplicar Ruffini es que si es raíz del polinomio P, entonces P es divisible por (x - ). Detectamos si es raíz del polinomio P y al mismo tiempo obtenemos los coeficientes de un polinomio de grado inferior, cuyas raíces son los mismos valores de raíces que nos restan encontrar aún Ruffini Gauss 8 e8 d8 c8 b 45 122 23 −+−= xxxP -1 1 2 2 1 3 31 2 2 -1 2 2 1 2 1 11 −+−+= ;;; q p 0 1 No es raíz del polinomio -1 -1 2 -2 -3 5 -53 -6 2 -1 2 0 -1 No es raíz del polinomio -1 2 1 0 2 10 0 2 -1 2 → 1/2 ES raíz del polinomio 2 1 Ruffini Gauss 8 e8 d8 c8 b 46 2 -1 -1 2 0 2 2 1 − 0 No es raíz del polinomio 2 1 − Hemos encontrado que 1/2 es raíz del polinomio, entonces es posible escribir 122 23 −+−= xxxP como )x)(x(P 222 1 2 +−= Buscamos ahora raíces para el polinomio múltiplo de menor grado 2 1 2 5 De (2x2 + 2) = 0 despejamos x →=− 022 2x 22 2 −=x ix =−= 1 Entonces: 122 23 −+−= xxxP )ix)(ix)(x( +−−= 2 1 2 Las raíces son 1 = 1/2 ; 2 = i ; 3 = -i Observe que se cumple que: si P tiene raíces racionales, éstas son de la forma p/q; en este caso existe una raíz racional y dos raíces complejas asimismo se verifica que: si un número complejo es raíz de un polinomio, su conjugado también es raíz del mismo polinomio. Ruffini Gauss Factoreo Como ejercicio te propongo que verifiques los resultados obtenidos 8 e8 d8 c8 b 47 8 b) Para encontrar las raíces de 3 2 11 3 2 1 23 −+−= xxxP Multiplicamos previamente todo el polinomio por 2, para eliminar los coeficientes con forma de fracción y hallamos un polinomio equivalente 6116 23 −+−= xxxP Que este polinomio es equivalente al polinomio dado, significa que sus raíces son las mismas an = 1 y a0 = -6 p = 1; 2; 3; 6 y q = 1 6321 = ;;;q p -6 1 1 -5 6 6-5 0 1 -6 11 1 entonces 6116 23 −+−= xxxP )xx)(x( 651 22 +−−= Buscamos ahora las raíces de )xx( 65 22 +− Para aplicar el Teorema de Gauss Aplicando la Regla de Ruffini Ruffini Gauss Factoreo 8 e8 d8 c 48 Aplicando la fórmula de la ecuación de segundo grado encontramos las raíces de 065 22 =+− xx = = −− 2 15 12 61455 2)( x2 = 3 x3 = 2 Las raíces de Son x1 = 1; x2 = 2; x3 = 3 6116 23 −+−= xxxP )x)(x)(x(P 321 −−−= Pero recordemos que este es un polinomio equivalente del que realmente nos interesa, y que hemos comenzado multiplicando por 2 para trabajar “con mas comodidad”; de manera que lo recomponemos dividiendo todo el polinomio factoreado por 2 )x)(x)(x(P 321 2 1 −−−= Comprobamos que las raíces obtenidas son racionales (enteros) y están incluidas entre las posibles raíces de la forma p/q FactoreoGauss 8 e8 d8 c 49 8 c) Al polinomio xxxxP 44 234 −−+= Le falta el término independiente Podemos comenzar sacando factor común x )xxx(xP 4423 −−+= Encontramos que la primera raíz x1 = 0 (si x = 0 al ser x un factor, se anula toda la expresión) Buscamos entonces las restantes raíces en 4423 −−+ xxx an = 1 y a0 = -4 p = 1; 2; 4 y q = 1 421 = ;; q p donde -4 1 1 2 -2 -22 1 1 -4 1 -6 0 1 No es raíz -4 1 -1 0 -4 40 1 1 -4 -1 0 -1 ES es raíz; x2 = -1 p son divisores de a0 q son divisores de an Ruffini Gauss Factoreo 8 e8 d 50 despejamos 042 =−x 4=x el polinomio P se puede factorear (transformarlo en un producto de factores binomiales) )xxx(xP 4423 −−+= )x)(x(xP 41 2 −+= )x)(x)(x(x 221 +−+= 42 =x Factoreo Buscamos ahora las raíces de 42 −x entonces )x)(x(x 41 2 −+=)xxx(xP 4423 −−+= x3 = 2 y x4 = -2 Con x1 = 0 y x2 = -1 hallados 8 e8 d 51 12 4 71433 2 −−− =ix 2 1 1 =x ix 2 7 2 7 3 =−= 2 793 +− = 2 43 − = 2 1 2 −=x ix 2 7 2 7 4 −=−−= 4 7 3 24 −+= xxP Puede factorearse como + − + −= ixixxxP 2 7 2 7 2 1 2 1 a = 1; b = 3; c= -7/4 Factoreo Es posible aplicar la fórmula para la ecuación bicuadrática, que no es otra cosa que: a la fórmula de la ecuación de segundo grado a acbb x 2 42 21 −− =− Aplicarle nuevamente raíz cuadrada, y así a acbb x 2 42 4321 −− = −−− 4 7 3 24 −+= xxP8 d) Si Polinomio de grado cuatro con los términos de grado 3 y 1 nulos 8 e 52 -5 i 1 i -5 + i 6 - 5i 5 + 6i-1 - 5i 6i 1 -5 7 6 -6 0 -i -5 6 01 -i 5i -6i )xx)(ix)(ix(P 652 +−+−= 12 61455 2 32 −− =− )( x 2 15 2 24255 32 = − =−x 33 =x 24 =x Finalmente )x)(x)(ix)(ix(P 23 −−+−= ]ix)i(x)i(x)[ix(P 6565 23 +−++−+−= Ruffini Factoreo 6575 234 +−+−= xxxxP8 e) Si Sabiendo por la consigna que i es raíz del polinomio Entonces –i también es raíz del polinomio; aplicaremos Ruffini para esas dos raíces conocidas y el polinomio de grado 4 quedará reducido a un polinomio de grado 2 53 Factorear un polinomio es transformar la expresión 01 2 2 2 2 1 1 axaxaxaxaxaP n n n n n n ++++++= − − − − ............... En otra de tipo )x)(x.....().........x)(x(aP nnn −−−−= −121 Donde los i son las raíces del polinomio con 1 i n Puede suceder que 1 = 2 = 3 entonces diremos que ese valor de 1 es tres veces raíz del polinomio ó lo que es lo mismo 1 es raíz triple de P En un polinomio de grado 8 (que tiene n raíces) pueden haber, por ejemplo 2 raíces dobles, una triple y una simple, en ese caso será )x()x()x()x(aP n 4 3 3 2 2 2 1 −−−−=1 es raíz doble 3 es raíz triple 2 es raíz doble 4 es raíz simple Raíces múltiples 9 10 54 9) Para factorear el polinomio x4 - 4 x3 + 6 x2 - 8 x + 8 sabiendo que x = 2 es una raíz doble. Buscamos las restantes raíces aplicando Ruffini -8 2 1 2 -2 2 4-4 -4 1 -4 6 8 -8 0 2 0 2 01 2 0 4 Por ser x = 2 raíz doble, volvemos a aplicar Ruffini para x = 2 Ahora despejamos x de la expresión resultante 022 =+x 2−=x ix 23 = ix 24 −=Conocidas todas las raíces, factoreamos el polinomio )ix)(ix)(x)(x(P 2222 +−−−= Que también se puede escribir )x()x(P 22 22 +−= )xxx)(x(P 4222 23 −+−−= )x)(x)(x(P 222 2 +−−= Ruffini Factoreo 55 10 a) determinar la multiplicidad de = 1 en P = (x - 1)2 (x2 - 1) (x3 - 1) P es un polinomio de grado 7 porque (x - 1)2 y (x2 - 1) son de grado 2 ; y (x3 - 1) es de grado 3; entonces P es de grado 7 Significa que P tiene 7 raíces, que pueden repetirse varias veces; o ser todas iguales ó ser todas diferentes, etc. Analizamos por separado cada factor (x - 1)2 = (x - 1) (x - 1) Acá x = 1 es dos veces raíz del polinomio (x2 - 1) = (x – 1 ) (x + 1) acá x = 1 es una vez más raíz del polinomio En x3 – 1 -1 1 1 1 1 11 0 1 0 0 1 Resolviendo x2 + x + 1 = 0 se obtienen las restantes raíces 1 es nuevamente una vez mas raíz del polinomio también x = -1 es raíz del polinomio Ruffini Factoreo 10 b 56 −−− +−−−+−−= ixix)x()x()x()x(P 2 3 2 1 2 3 2 1 1111 2 = 1 es cuatro veces raíz de P; el orden de multiplicidad de =1 es 4 Resolviendo P = x2 + x + 1 = 0 con la fórmula de la ecuación de segundo grado Para a x2 + b x + c = 0 a cabb x −− = − 2 42 21 Resolvemos con a = 1; b= 1; c=1 = −− = 12 11411 2 = −− 2 31 2 31 i− = ix 2 3 2 1 1 +−= ix 2 3 2 1 2 −−= P = (x - 1)2 (x2 - 1) (x3 - 1) es −−− +−−−+−−−= ixix)x()x()x()x()x(P 2 3 2 1 2 3 2 1 11111 Diferencia de cuadrados Factoreo 10 b 57 Factoreamos P y obtenemos Con seguridad el factor Podemos afirmar entonces que el orden de multiplicidad de la raíz = 0 en 10 b) Para determinar la multiplicidad de = 0 en Es k = 3 368 6xxxP +−= )xx(xP 6353 +−= 635 +− xx No tiene raíz 0= )xx(xP 6353 +−= Factoreo 58 Relaciones entre Raíces y Coeficientes Dado un polinomio 01 2 2 2 2 1 1 axaxaxaxaxaP n n n n n n ++++++= − − − − ............... Con raíces 1; 2; 3; . . . . n-1; n Es posible establecer relaciones entre las raíces i y los coeficientes ai de P1 + 2 + 3 + n-1 + n = 1 2 + 1 3 + . . . . + n-1 n = n n a a 1−− n n a a 2− 1 2 3 + . . . . + n-2 n-1 n = n n a a 3−− 1 2 3 n-2 n-1 n = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . n n a a )( 01− La suma de las raíces es igual al segundo coeficiente cambiado de signo, dividido por el coeficiente principal La suma de los productos binarios de las raíces es igual al tercer coeficiente, dividido por el coeficiente principal Análogas reglas valen para las sumas de los productos ternarios, cuaternarios, etc, con signos – ó + alternativamente El producto de las n raíces es igual al término independiente dividido por el coeficiente principal, con signo + ó -, según que n sea par o impar, respectivamente 11a 11b 11c 59 11) a) Sea P = 2 x3 - 11 x2 + 17 x - 6 ; hallar todas sus raíces sabiendo que el producto de dos de ellas es 1. Por ser P de grado 3, sabemos que P tiene 3 raíces Por relaciones entre raíces y coeficientes 1 2 3 = −− 2 6 1 3)( 1 2 3 n-2 n-1 n = n n a a )( 01− 331 =−−= ))(( 3 1 2 3 = 3 1 2 = 1 1 3 = 3 3 = 3 -6 2 6 -5 2 6-15 0 2 -11 17 3 pero entonces ahora resolvemos la ecuación 0252 2 =+− xx 22 22455 2 21 − =−x 4 35 4 95 = = x1 = 2 x2 = 1/2Factoreando )x)(x)(x(P 2 1232 −−−= Aplicamos Ruffini con la raíz conocida Te propongo la verificación de los resultados, que consiste en efectuar el producto de los factores binomiales y obtener el polinomio P 11 c11 b 60 11 b i) Dado P = 8 m x2 + 7 (m - 1) x + 1 con m 0, determinar m para que las raíces de P sean opuestas Si las raíces de P deben ser opuestas 1 = - 2 Aplicando relaciones entre raíces y coeficientes 1 + 2 = n n a a 1−− en nuestro caso 1 + 2 = m )m( 8 17 − − pero por otro lado, sabemos que 1 + 2 = - 2 + 2 = 0 Entonces podemos escribir 1 + 2 = 08 17 = − − m )m( entonces m 0 y 017 =−− )m( 077 =+− m 77 =m 1=m Verificamos para m = 1 11178 2 +−+= x)(xP 18 2 += xP Igualando el polinomio a 0 y despejando x tengo las raíces 018 2 =+x 8 1 −=x ix 8 1 1 = ix 8 1 2 −= 11 c 61 11 b ii) Dado P = 8 m x2 + 7 (m - 1) x + 1 con m 0, determinar m para que las raíces de P sean recíprocas Si las raíces de P deben recíprocas Aplicando relaciones entre raíces y coeficientes 1 2 = na a0 en nuestro caso 1 2 = m8 1 pero por otro lado, sabemos que 1 2 = Entonces podemos escribir 1 2 = con m 0 y 18 =m 2 1 1 = m8 11 2 2 = = 2 2 1 m8 1 = 8 1 =m Verificamos para 11 8 1 7 8 1 8 2 +−+= x)(xP 1 8 492 +−= xxP Igualando el polinomio P a 0 y aplicando la fórmula que resuelve la ecuación de 2º grado 8 1 =m 12 114 8 49 8 49 2 21 − − = − x 9651 ,x 1702 ,x 11 c 62 P tiene dos raíces (grado 2) y si las raíces son iguales 1 = 2 En la fórmula que resuelve la ecuación de 2º grado a cabb 2 42 −− 042 =− cab Para que al quedar como soluciones solamente a b 2 − sean 1 = 2 ma 8= )m(b 17 −= 1=c 042 =− cab 018417 2 =−− )m()]m([ 032149 2 =−− m)m( 0321249 2 =−+− m)mm( 032499849 2 =−+− mmm 04913049 2 =+− mm Resuelvo ahora la ecuación de 2º grado = −− 492 49494130130 2)( 11 b iii) Dado P = 8 m x2 + 7 (m - 1) x + 1 con m 0, determinar m para que las raíces de P sean reales e iguales hacemos = 98 7296130 98 216130 1 + =m 98 216130 2 − =m 11 c 63 11 c i) Para hallar las raíces de P = 2 x3 - x2 - 18 x + 9 sabiendo que 1 + 2 = 0 Planteamos 2 1 2 1 321 = − −=++ Pero si 1 + 2 = 0 2 1 0 3 =+ entonces 2 1 3 = 9 2 1 0 -18 -90 0 2 -1 -18 2 1 Buscamos las restantes raíces 0182 2 =−x 9 2 182 ==x Entonces 1 = 3 y 2 = - 3Factoreando −+−=+−−= 2 1 3329182 23 x)x)(x(xxxP Aplicamos Ruffini Podemos escribir )x)(x(xxxP 182 2 1 9182 223 −−=+−−= Recuerde que se trata de un polinomio no mónico (an 0 ) El polinomio factoreado tiene como factor el coeficiente principal 64 11 c) ii) Para hallar las raíces de P = x3 + 2 x2 + 3 x + 2 sabiendo que 1 = 2 + 3 Planteamos 2 1 2 321 −=−=++ Pero si 1 = 2 + 3 211 −=+ entonces 22 1 −= 2 1 -1 1 2 -2-1 0 1 2 3 Buscamos las restantes raíces 022 =++ xx Factoreando −−+ +−−+= ixix)x(P 2 7 2 1 2 7 2 1 1 luego 11 −= -1 = −− 12 21411 2 = −− 2 811 La raíz cuadrada de un número negativo es un número imaginario, que lo resolvemos calculando la raíz cuadrada del valor absoluto y agregamos el imaginario i i 2 7 2 1 2 +−= i 2 7 2 1 3 −−= Aplicamos Ruffini 65
Compartir