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163 Grado de las Expresiones Algebraicas DEFINICIONES PREVIAS: o MONOMIO : Expresión del tipo Racional entera de UN solo término Ejemplo: � ���� 4�� o POLINOMIO: Es aquella expresión matemática donde intervienen las operaciones de adición y sustracción para unir monomios. Ejemplo: ����� 4�� � 7�� � 8�� GRADO DE UN POLINOMIO Se denomina grado a la característica relacionada con los exponentes de las variables de una expresión algebraica. Se distinguen dos tipos de grados: Grado Absoluto (GA) y Grado Relativo (GR). Para un Monomio: Grado Relativo: Es el exponente que afecta a la variable indicada. Grado Absoluto: Es la suma de los exponentes que afectan a todas las variables indicadas. Ejemplo: Dado el monomio F (x,y,z) = -52x9y5x GR(x) = 9 GR(y) = 5 GR(z) = 1 GA(F) = 15 Para un Polinomio: Grado Relativo: Es el mayor exponente que afecta a la variable seleccionada en toda la expresión. Grado Absoluto: Es el grado absoluto (simplemente grado), del término de mayor grado en dicho polinomio. Dado el polinomio 356427 yx5yx3yx7)y,x(P +−= GR(x) = 7 GR(y) = 6 GA = 10 Nota: El grado del término independiente es cero. Representación general de polinomios de acuerdo al grado Considerando la variable "x" y las constantes a, b, c y d tal que a ≠ 0, tenemos : De grado cero: a De primer grado: ax + b De segundo grado: ax2 + bx + c De tercer grado: ax3 + bx2 + cx + d Grados en operaciones con polinomios Sean los polinomios P(x) de grado m, y Q (x) de grado n (con m > n), entonces: 1. GA [P(x) ± Q (x) ] = m 2. GA [P(x) . Q(x) ] = m + n 3. GA )x(Q )x(P = m − n 4. GA r)]x(P[ = r.m 5. GA r m)x(Pr = , r ≠ 0 POLINOMIOS ESPECIALES Ø Polinomio Homogéneo Es aquel polinomio cuyos términos tienen el mismo grado absoluto. A éste grado común se le denomina grado de homogeneidad. Ejemplo : P( x, y, z ) = x3 - 6x2y + 7xy2 - 9y3 Es un polinomio homogéneo de grado 3 PROPIEDAD: Sea ),( yxP un polinomio homogéneo de grado ""n Entonces: ),(),( yxpkkykxP n= Ø Polinomio Ordenado Con respecto a una variable, un polinomio está ordenado si los exponentes de esta variable lo están ya sea en forma ascendente o descendente, no necesariamente en forma consecutiva. Ejemplo: P(x,y) = x5y - x3y2 + xy3 , es un polinomio ordenado en forma descendente respecto a "x" y en forma ascendente respecto a "y". Ø Polinomio completo Con respecto a una variable, un polinomio es completo, si existen todos los exponentes de dicha variable, desde el exponente 0 hasta el grado del polinomio. Teorema: Si un polinomio es completo en una variable, entonces el número de términos es igual a su grado aumentado en 1, es decir: NT = GA + 1 Ejemplo: 164 P(x) = 2 +x5 + 2x- π x4 + 4x3+ ( 2 -1)x2, es de quinto grado con seis términos. Ø Polinomio entero en “x” Es aquel que depende únicamente de la variable "x", siendo sus coeficientes números enteros. Ejemplo : P(x) = 3x3 + 2x2 - 1 , es un polinomio entero en "x" de tercer grado. Ø Polinomio mónico Es aquel polinomio entero en "x" que se caracteriza por que su coeficiente principal (coeficiente de la variable con mayor exponente) es igual a la unidad. Ejemplo : P(x) = x5 – 5x + 8, es un polinomio mónico de quinto grado. Ø Polinomios idénticos Dos o más polinomios en las mismas variables son idénticos, cuando tienen los mismos valores numéricos para cualquier valor que se le asigne a sus variables. Ejemplo: P(x,y) = (x+y)2-4xy Q(x,y) = (x-y)2 Vemos que P y Q tienen el mismo valor numérico, y se denota por: P(x,y) ≡ Q(x,y) Teorema: Polinomios idénticos son aquellos cuyos términos semejantes poseen el mismo coeficiente. Ø Polinomios equivalentes Son aquellos polinomios que teniendo formas diferentes aceptan igual valor numérico para un mismo sistema de valores asignados a sus variables. Ejemplo. Dados los polinomios P(x,y) = (x + y)2 + (x - y)2 Q (x,y) = 2(x2 + y2) Nótese que : P(x,y) y Q (x,y) son equivalentes y denotamos: P(x,y) �� Q (x,y) Ø Polinomio idénticamente nulo Es aquel que tiene sus coeficientes todos nulos. Su valor es cero para cualquier valor de la variable. Ejemplo: Si P(x) = ax4 + bx + c es idénticamente nulo. Se cumplirá que: a = b = c = 0 y se representa por : P(x) ≡ 0 Valor numérico de un polinomio Es el valor que adquiere un polinomio cuando se le asigna un determinado valor a su variable. Ejemplo: Si P(x) = x3 – 5x2 + 4, entonces P(1) = (1)3 – 5(1)2 + 4 = 0 P(-2) = (-2)3 – 5(-2)2 + 4 = 6 Nota : La suma de los coeficientes del polinomio P(x) es P(1), es decir, Σ coef. de P(x) = P(1) El término independiente del polinomio P(x) es P(0), es decir T. I. de P(x) = P(0) EJERCICIOS RESUELTOS 1. Hallar la suma de valores de “n” para los cuales la expresión. n n yx 2 128 2 210 34 − − es un polinomio a) –14 b) 8 c) 6 d) 9 e) 3 Solución Por ser polinomio: NyN n n ∈∈ − 2 128 2 210 Sólo se cumple si: n = 1,2,3 ∑ n = 1+2+3 = 6 Respuesta : alternativa “c” 2. En el polinomio homogéneo 1n42n42n41n4 yxyyxx −−−− ++++ L que también es completo y ordenado se verifica que la suma de los grados absolutos de sus términos es de 240. Hallar su grado de homogeneidad: a) 4 b) 15 c) 16 d) 60 e) 4n Solución Por dato del problema : 165 ∑ de los grados absolutos = 240, entonces (4n−1) + (4n−1) + (4n−1) + LL + (4n−1) = 240 como el polinomio es completo, homogéneo y ordenado, entonces : # de términos = G.A. + 1 además G.A. = 4n − 1 entonces # de términos = 4n luego 240)1n4()1n4()1n4( vecesn4 =−++−+− 444444 3444444 21 L 4n(4n−1) = 240 de donde n = 4 luego el grado de homogeneidad es: 4n−1 = 15 Respuesta: alternativa “b” 3. Dado el polinomio P(x) y Q(x), se sabe que los polinomios: P3(x).Q(x) y P3(x) ÷ Q2(x), son de grado 17 y 2 respectivamente. Hallar el grado de P(x).Q(x). a) 4 b) 6 c) 10 d) 15 e) 9 Solución Sea P(x) un polinomio de grado m Sea Q(x) un polinomio de grado n Luego: P3(x).Q(x) = 3m + n P3(x) ÷ Q2(x) = 3m – 2n Entonces: 3m + n = 17 3m – 2n = 2 de donde m = 4 y n = 5 entonces P(x).Q(x) es de grado: m + n = 9 Respuesta: alternativa “e” 4. En el polinomio P(x + 1) = (3x+2)2n (5x+7)2 (4x+7) Se observa que: 3∑ coef = 343 veces el término independiente Calcular el valor de n a) 4 b) 3 c) 1 d) 2 e) 0 Solución I. ∑ coef = P(1) Si x = 0 → P(1) = 22n . 72 . 7 = 2n . 343 II. T. Ind. = P(o) Si: x = -1 → P(o) = (-1)2n . (-5 + 7)2 . (-4 + 7)= 22 . 3 Por dato: 3(22n . 343) = 343 . 22 . 3 n = 1 Respuesta: alternativa “c” 5. Determinar el valor de “k” si el polinomio 5 202b 1a5 2b ka2a y3yx2x)y,x(P + +++ +−= es homogéneo ; a < b < 9 , k ∈ Z Solución como P(x,y) es homogéneo entonces: 5 20b1a 5 bkaa 222 +=++=++ ⇒ 5 20b1a 5 b 22 + =++ 4 5 b1a 5 b 22 +=++ ⇒ a = 3 luego como a < b < 9 entonces 3 < b < 9 y puesto que 5 20b2 + debe ser entero por ser P(x,y) un polinomio, entonces b = 5. ahora 5 20bkaa 22 +=++ ⇒ 12 + k = 9 ⇒ k = -3 Respuesta: alternativa “c”
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