ÁLGEBRA POLINOMIOS APUNTES. Ing. Francisco Raúl Ortíz González UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN DIVISIÓN DE LAS CIENCIAS FÍSICO-MATEMÁTICAS Y DE LAS INGENIERÍAS INGENIERÍA MECÁNICA-ELÉCTRICA APUNTES y 6 y P - 7-77 -9-6 -8-7 -6 8 7 6 - - - - - 6 7 8 - - - - - -6-7 -8 Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález,8

El presete trjo ovimete o pretede sustituir l tem relciodo los poliomios, coteidos e puliccioes t prestigids relciods co ls mtemátics Surge de l ecesidd de que el lumo de igeierí puede utilizrlo como u herrmiet de poyo pr el estudio de l mteri de Álger e el TEMA III, deomido del progrm ctul, sí como de mteris fies Cumple co el ojetivo de dicho tem e lo referete l mejo de los coceptos del álger de los poliomios y sus propieddes pr l oteció de ríces Por lo que si se quiere profudizr e el tem de poliomios, es ecesrio cosultr iliogrfí especilizd pr teer u iformció más mpli y co myor profudidd que l que quí se preset, y que solmete esto es u guí ATENTAMENTE Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález,8 Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

i CONTENIDO GENERAL INTRODUCCIÓN DEFINICIÓN FUNCIONES POLINOMIALES TEOREMAS GRÁFICA DE UN POLINOMIO 6 COEFICIENTES DEL POLINOMIO 8 7 RAÍCES DE UN POLINOMIO 8 EJERCICIOS 8 9 BIBLIOGRAFÍA Pág Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

ii CONTENIDO INTRODUCCIÓN DEFINICIÓN CLASIFICACIÓN EL GRADO FUNCIONES POLINOMIALES DE UNA VARIABLE OPERACIONES ARITMÉTICAS SUMA o ADICIÓN RESTA o SUSTRACCIÓN 6 MULTIPLICACIÓN o PRODUCTO 7 DIVISIÓN o COCIENTE 7 TEOREMAS TEOREMA DEL RESIDUO TEOREMA DEL FACTOR TEOREMA FUNDAMENTAL DEL GRÁFICA DE UN POLINOMIO 6 COEFICIENTES DEL POLINOMIO 8 7 RAÍCES DE UN POLINOMIO 7 NATURALEZA DE LAS POSIBLES RAÍCES 7 REGLA DE LOS SIGNOS DE DECARTES 7 RAÍCES RACIONALES 6 8 EJERCICIOS 8 9 BIBLIOGRAFÍA Pág Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

INTRODUCCIÓN Los tipos más simples de fució se costruye medite l plicció repetid de ls opercioes elemetles de: potecis, multiplicció, divisió, dició y, sustrcció Por ejemplo: y y 6 z z z z A cd u de ests epresioes que so llmds térmios lgericos idic sums y sustrcció de moomios, ls cules form poliomios Ests epresioes lgerics cuyos elemetos está seprdos por los sigos o -, se form por costtes y vriles como se idic cotiució Coeficietes uméricos:,,,,,,,, Vriles: 6,,, y, y z, z, z, z, z Los cules l socirse respectivmete se cre los siguietes moomios: 6,,, y, y z, z, z,, z Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

DEFINICIÓN U poliomio es l sum de uo o más térmios lgericos cuys vriles tiee epoetes eteros positivos Los poliomios se divide e: poliomios co u vrile y poliomios co vris vriles Por ejemplo, pr el primer cso siedo l vrile, el poliomio es l sum de uo o más térmios que tiee l form, dode es u úmero rel y es u úmero etero Ls epresioes siguietes so poliomios co u vrile: 7 8 Y pr el segudo cso, co, y y z como vriles, el poliomio es l sum m p de uo o más térmios de l form y z, dode es u úmero rel y m, y p so úmeros reles eteros Ls siguietes epresioes so poliomios co más de u vrile: y y yz y u v w y CLASIFICACIÓN U poliomio co u térmio se llm moomio, co dos térmios se llm iomio, y el de tres térmios se llm triomio E l siguiete tl se idic est clsificció: Moomios u térmio Biomios dos térmios Triomios tres térmios 7t y m m 7 z y y 7 yz y y 7 y Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

EL GRADO El grdo de u poliomio es l poteci eter positiv myor de u vrile Por ejemplo: 7 es u triomio de grdo Porque el grdo máimo de los tres moomios es 8 7 y y es u iomio de grdo, c y y es u triomio de grdo, y 7 9 d 8 y y y es u poliomio de grdo Si los epoetes de l vrile de u poliomio co u vrile dismiuye l ir de izquierd derech, se dice que prece e orde descedete Si umet l vzr de izquierd derech, se dice que prece e orde scedete Ejemplo: Escriir los epoetes de 7 e: Orde descedete, y Orde scedete Solució: 7 7 FUNCIONES POLINOMIALES Pr omrr u poliomio se utiliz l epresió del tipo P Dode P represet l fució poliomil, l cul puede ser culquier letr, y l idetermid correspodeci llmd vrile del poliomio Así se puede escriir los siguietes poliomios: 6 P Q y y y R z z z z z Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Dode cd uo de los sumdos o moomios que form cd poliomio, es u térmio del mismo A ésts epresioes se les llm fucioes poliomiles Pr evlur u fució poliomil e vlores específicos de su vrile, por 6 ejemplo P cudo, sustituimos por el vlor de y simplificmos: 6 P 6 P P P Como se puede ver, cd úmero de correspode u sólo vlor de P Si se plic ests opercioes u vrile idepediete y u cojuto de úmeros reles,,,, se otiee el poliomio geerl epresdo de l siguiete mer: y El poliomio más simple, es l fució liel: y, l cul se represet gráficmete por medio de u líe rect Otro cso es el de l fució cudrátic: y c, que represet u práol DE UNA VARIABLE E térmios geerles l represetció de u poliomio co sólo u vrile es l siguiete: P o Pero: y, recorddo que, por lo tto: P o Este poliomio es l sum de vrios térmios lgericos cuys vriles tiee epoetes eteros, dode: P es l vrile depediete, es l vrile idepediete,,,,,,,, so los úmeros reles, es el térmio idepediete; y, es l poteci o epoete etero máimo Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

OPERACIONES ARITMÉTICAS E est prte se descrie ls cutro opercioes ásics que se puede relizr pr dos o más poliomios de u vrile SUMA o ADICIÓN Se: P y Q o Relizr l siguiete operció ritmétic: Q P Solució: Q P Al sumr y grupr térmios semejtes result lo siguiete: Esto d como resultdo otro poliomio co u sol vrile, pero co diferete vlor e los coeficietes y el térmio idepediete Ejemplo: Se los siguietes tres poliomios: P Q y R Relizr: R Q P Solució: R Q P Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

6 Al order los poliomios e form descedete, result lo siguiete: cuy operció d como resultdo: 6 Por lo que: R Q P 6 RESTA o SUSTRACCIÓN Co ls dos epresioes de los poliomios P y Q del iciso, relizr: Q P Que l ser sustituidos e l epresió result lo siguiete: Q P - - Dode l restr y grupr térmios se otiee lo siguiete: Ddo como resultdo otro poliomio co u sol vrile, pero co diferete vlor e los coeficietes y el térmio idepediete Ejemplo: Se: P y Q Oteer: Q P Solució: Q P - Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

7 MULTIPLICACIÓN o PRODUCTO m m Se: P m m y Q Efectur: P Q o Sustituyedo e l epresió, result lo siguiete: P Q m m m m m m m m m m m m Lo que d como resultdo otro poliomio pero de grdo m, siedo l primer m el grdo del primer poliomio y l siguiete, el grdo del segudo poliomio Ejemplo: Se: P y Q Clculr P Q Solució: P Q 6 6 6 6 6 6 8 6 DIVISIÓN o COCIENTE P Q Se: P 6 y Q Efectur l siguiete operció divisió: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

8 Pr ello se reliz l divisió lgeric ordiri dode: P es el dividedo y Q el divisor Cosiderdo que Q su grdo es meor o igul que el de P L siguiete ilustrció idic el proceso de est operció: 8 6 6 9 Por lo que: 8 6 8 8 P Q 6 8 8 Siedo: 8 es el cociete y, es el residuo Esto idic que l divisió es o ect Eiste demás de este método pr dividir dos poliomios el Método de l Divisió Sitétic, el cul cosiste e que el divisor es u poliomio de l form r Por ejemplo: dividir el poliomio P 8 etre empledo el procedimieto de divisió sitétic Solució: Escriir los coeficietes del dividedo y del divisor e el siguiete rreglo: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

9 - - -8 osérvese que o dee omitirse el coeficiete cero de El proceso de operció se reliz de l siguiete mer: jr el primer térmio del dividedo - - -8 Multiplicr éste por, colocádolo dejo del siguiete coeficiete pr efectur l dició - - -8-6 - Repetir el pso terior, hor co el uevo coeficiete oteido - - -8-6 - Se cotiú co el proceso hst que se hy utilizdo todos los coeficietes, oteiedo el siguiete resultdo: - - -8-6 - 9 - - Coeficietes del cociete residuo Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Como se está dividiedo u poliomio de grdo co respecto uo de grdo, el cociete dee ser de grdo co su térmio idepediete Si se oserv el resultdo eiste coeficietes, pero el vlor de se llm residuo; el cul cudo es igul cero l divisió es ect, e cso cotrrio l divisió es o ect, por lo que: P 8 r es u divisió o ect Ejercicio: Se el siguiete poliomio P 8 9, dividirlo co respecto Q, por mos métodos Solució: Divisió lgeric ordiri cociete 8 9 9 residuo Divisió sitétic - 8-9 - Coeficietes del cociete residuo Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Esto idic que: ect P Q 8 9 por lo que es u divisió TEOREMAS TEOREMA DEL RESIDUO L divisió sitétic es importte e ls mtemátics deido l teorem del residuo El cul idic lo siguiete: Si u poliomio P se divide etre r, el residuo es P r Ejemplo: Se el siguiete poliomio P Determir: A P El residuo cudo P se divide etre Solució: Si P 7 6 P qué por divisió sitétic: 6 9 7 cuyo residuo es Los resultdos de ls prtes y muestr que el residuo es E ocsioes es más fácil determir P r empledo l divisió sitétic, que sustituyedo por r e P ; esto, se cumple especilmete cudo r es u deciml Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

TEOREMA DEL FACTOR Si r es u ríz de P, se deduce, por defiició de ríz, que P, etoces r es u fctor del poliomio P, y vicevers Ejemplo: Por medio del teorem del fctor, demostrr que es u fctor ddo de P 8 9 Solució: será fctor de P si P Por lo que: P 8 9 Esto idic que si este fctor es u ríz de dicho poliomio TEOREMA FUNDAMENTAL DEL El teorem fudmetl del Álger dice: u poliomio P tiee por lo meos u ríz, y se rel o complej; y, que l utilizr el siguiete teorem que idic: u ecució eter P, de grdo, tiee ectmete ríces Se el siguiete poliomio: P Dode, l emplerse el teorem fudmetl, dicho poliomio tiee por lo meos u ríz r Por tto, por el teorem del fctor, r es u fctor de P, y se puede escriir: P r Q, siedo Q u poliomio de grdo co coeficiete pricipl Así mismo, l seguir empledo el teorem fudmetl dode Q posee por lo meos u ríz, es decir r Por tto, por el teorem del fctor, r es u fctor de Q, co lo que P r r Q, e dode Q es u poliomio de grdo co coeficiete pricipl Cotiudo co este proceso veces, se otiee fctores lieles y u último cociete que será simplemete el coeficiete pricipl Por tto, P se puede escriir e l form siguiete: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

P r r r Dode r, r, r,, r, so ríces de l ecució o poliomio P Ejemplo: Costruir el siguiete poliomio que tiee ls siguietes ríces:,, y Solució: El primer miemro del poliomio uscdo tiee los fctores:,, y Por tto: Al efectur los tres productos result el siguiete poliomio o ecució 7 que es de grdo, co coeficietes:,, 7, y Siedo el térmio idepediete Ejemplo: Compror que es u ríz de l ecució 6, y hllr ls ríces resttes Solució: Primermete se comprorá que es u ríz usdo pr ello el método de l divisió sitétic: - -6-6 8 Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Dode su ecució reducid es de l siguiete mer: Ahor ie, utilizdo est ecució e lugr de l origil, pr compror que es l otr ríz Así se otiee por divisió sitétic lo siguiete: - - - - L ecució reducid es hor l ecució cudrátic, cuys ± c ríces puede oteerse fácilmete por l fórmul:, oteiédose ls siguietes ríces complejos úmeros complejos ± i GRÁFICA DE UN POLINOMIO E est prte se estudi el prolem geerl de l costrucció e iterpretció de l gráfic del poliomio P Pr ello se utiliz el sistem de coordeds rectgulres pr dr u represetció geométric o gráfic de u relció fuciol Este método tiee l vetj de que proporcio visulmete el digrm de comportmieto de u fució dd, ddo vlores u vrile y P Est epresió estlece que l vrile y depede de l vrile idepediete Esto sigific que pr cd vlor sigdo, puede ser determidos uo o más vlores correspodietes de y Dode cd pr de vlores correspodietes de y de y stisfce l poliomio ecució, tomdo cd uo de los pres de vlores reles como coordeds, y de u puto e u sistem de coordeds rectgulres Por lo que el cojuto de todos los putos, y sólo ellos, cuys coordeds stisfce l ecució o poliomio y P, se llm el lugr geométrico o gráfic del poliomio Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Todo puto cuys coordeds stisfce l poliomio se dice que perteece l lugr geométrico de y P Esto es, si ls coordeds de u puto stisfce u poliomio etoces ese puto perteece l lugr geométrico del poliomio, y recíprocmete, si u puto perteece l lugr geométrico de u poliomio o ecució sus coordeds stisfce l poliomio Y que ls coordeds de los putos de u lugr geométrico está restrigids stisfcer l poliomio, etoces, e geerl, dichos putos quedrá loclizdos e posicioes que determi u tryectori defiid llmd curv, gráfic o lugr geométrico Ejemplo: Costruir l gráfic del poliomio P 8 y loclizr ls ríces reles de l ecució P Solució: Primermete se otedrá ls coordeds de u úmero decudo de putos de l gráfic Ls ordeds se clcul por sustitució e P de los vlores sigdos Si emrgo, e muchos csos puede oteerse co meos esfuerzo utilizdo l divisió sitétic Geerlmete coviee empezr co los vlores de :, ±, ±, ±, ±, cotiudo mietrs de iformció útil cerc de ls ríces reles etc, P - - - - -6 6 6-6 Dode se oserv que si:, y P cuy prej orded es, y, Ahor ie, si:, y P, esto sigific que:, y, Siedo, y, ls primers dos ríces reles del poliomio que l plicrls como elemeto de P 8 result lo siguiete e l divisió sitétic: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

6 - - 8 - - - Ddo como resultdo el siguiete poliomio:, el cul l ser dividido por - - - - 6 - - se otiee el poliomio: Gráficmete se idic su represetció: y P 6 - - - - - - Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

7 Ejemplo: Trzr l gráfic del poliomio: 8 Solució: Hgmos y P 8, sigdo vlores, y clculdo los vlores correspodietes de y, se otiee ls coordeds de u úmero decudo de putos: y 6-8 6-8 - Dode:,, y so ls tres ríces reles del poliomio Su gráfic correspodiete es l siguiete: y P - - - - 6 - - Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

8 6 COEFICIENTES DEL POLINOMIO Se l siguiete epresió: P l cul se le llm poliomio e co coeficietes,,,,,,,, que perteece los úmeros reles, dode se le llm térmio idepediete A ls epresioes:,,,,,, se les llm térmios del poliomio y los úmeros,,,,,,,, coeficietes de,,,,,, respectivmete E l práctic es usul relizr ls siguietes simplificcioes e culquier poliomio: Escriir e lugr de Escriir e lugr de k k escriir e lugr de k k Escriir k e lugr de k Omitir los térmios cuyo coeficiete se cero Así, se escrie e l form: Ejemplo: Ecotrr todos los coeficietes que eiste e el siguiete poliomio: 6 P Solució: El poliomio es de grdo 6, por lo tto v teer 7 coeficietes Esto cosecueci de que se le sum u uidd l poteci eter de grdo máimo Etoces:,,,,,, y 6 Por lo que el poliomio e form geerl es de l siguiete mer: 6 P que l efectur los productos del coeficiete cero se otiee el poliomio origil Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

9 6 P Ejemplo: Ecotrr todos los coeficietes que eiste e el siguiete poliomio P 7 Solució: Primero hy que order e form descedete el poliomio: 7 P Seguidmete l poteci eter 7 sumrle l uidd 7 8, lo que idic que v ser 8 coeficietes los que compñrá cd u de ls,,,,,,, y 7 6 Ejemplo: Oteer todos lo coeficietes que cotiee l siguiete poliomio: P 8 8 Solució: Por ser u poliomio de grdo 8, est epresió dee de teer 9 coeficietes, pero si se oserv o está el térmio idepediete, esto cosecueci de que:,,,,,,,?, y? 8 8 7 6 Pero si se utiliz el último moomio como fctor comú múltiplo de todo el poliomio, result lo siguiete 6 [8 ] P como está como producto, este ps del otro ldo dividiedo, 6 Etoces: P 8 es el poliomio origil, por lo que este es de grdo 6, co 7 coeficietes Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Por lo que:,,,,,, y so los verdderos coeficietes 6 8 7 RAÍCES DE UN POLINOMIO El cocepto de ríz de u poliomio o solució de u ecució lgeric so equivletes, esto cosecueci de que u ecució lgeric de grdo es u ecució de l form: P Dode:, y, recorddo que Además:,,,,,, so los coeficietes, úmeros reles o costtes, el térmio idepediete y l vrile U poliomio de grdo tiee ectmete ríces Ests ríces se clsific y se e: ríces reles ls cules puede ser rcioles o irrcioles igules o diferetes o e el mejor de los csos ríces complejs, ls que siempre dee estr e prejs úmeros complejos e form iómic A cotiució se preset lguos ejemplos de ríces de poliomios,,,,,,,, 7 i; i, i y i i y i 7 NATURALEZA DE LAS POSIBLES RAÍCES Pr determir l turlez de ls posiles ríces de poliomios se s e el álisis de los sigos que prece e los coeficietes del poliomio, l cul se le llm Regl de los sigos de Descrtes Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

7 REGLA DE LOS SIGNOS DE DESCARTES L Regl de los Sigos de Descrtes, es muy importte e lo referete l estudio sore l turlez de ls ríces de culquier poliomio de orde, por medio de est regl es posile determir su úmero máimo de posiles ríces positivs y egtivs de coeficietes reles El cul dee de estr ordedo e potecis decrecietes de l vrile Se dice que eiste u cmio de sigo cudo dos térmios sucesivos difiere e el sigo de sus coeficietes Es por ello que: El úmero de ríces reles positivs de P es igul l úmero de cmios de sigos e P o meor e u úmero pr El úmero de ríces reles egtivs de P es igul l úmero de cmios de sigo e P o meor e úmero pr Pr poder compreder est regl cosiderr el siguiete poliomio: P L oteció de ls posiles ríces reles positivs es de l siguiete mer: Sí: Dode est iguldd l ser sustituid e P result que P P, por lo que el poliomio se represet como: P Que l efectur l poteci de cd vrile el poliomio qued igul l origil, por lo que: P Oservádose que eiste dos vricioes de sigo: P Esto idic que P tiee o ríces reles positivs, cosecueci de que eiste dos cmios de sigo Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Co respecto ls posiles ríces egtivs del poliomio, se sigue el mismo procedimieto pr ls ríces positivs, sólo que l vrile dee ser egtiv, por lo que: Esto implic que: P Que l efectur ls opercioes de ls diferetes potecis, result lo siguiete: P Viedo que eiste cmios de sigo, lo cul idic que tiee o ríces egtivs, el poliomio e estudio Puesto que el poliomio es de grdo, este dee teer ríces y ddo que o tiee ríces uls, ls úics posiiliddes so ls que se preset e l siguiete tl Pr ello huo l ecesidd de relizr comicioes etre cd u de ls ríces positivs co respecto cd u de ls ríces egtivs: RAÍCES PROPUESTA REALES POSITIVAS REALES NEGATIVAS COMPLEJAS TOTAL Est tl se llm Tl de l Nturlez de ls Ríces Es ecesrio hcer l clrció de que l oteerse ríces pres siempre es ecesrio restrls de dos e dos, hst llegr l cero Cudo ls ríces se impres es ecesrio tmié restr de dos e dos hst llegr l uidd EJEMPLOS Oteer l turlez del siguiete poliomio: P Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Solució: Es u poliomio de grdo, por lo tto v teer cutro ríces Si:, etoces el poliomio P, result P, que es el mismo poliomio origil Dode sólo eiste u sólo cmio de sigo, lo cul sigific que eiste u sol ríz positiv Si:, etoces el poliomio P, es P E dode tmié sólo hy u cmio de sigo; esto idic que sólo eiste u ríz egtiv Co lo iformció oteid, se puede relizr l Tl de l Nturlez de ls Ríces, como se idic cotiució: RAICES PROPUESTA REALES POSITIVAS REALES NEGATIVAS COMPLEJAS TOTAL Por lo que demás de u ríz rel positiv, y u ríz rel egtiv, tiee dos ríces complejs ls cules so ecesris pr justr el totl de ls cutro ríces del poliomio Oteer l turlez de ls ríces del siguiete poliomio: Solució: Si:, etoces P P, por lo que: P P es el mismo poliomio propuesto, dode se oserv que sólo eiste tres o u ríz Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

P Sí, etoces P P Oservádose que o hy vrició de sigos, por lo que el poliomio o tiee ríces egtivs L Tl de l Nturlez de ls Ríces, qued de l siguiete mer RAÍCES PROPUESTA REALES POSITIVAS REALES NEGATIVAS COMPLEJAS TOTAL De quí se tiee que el poliomio puede teer tres ríces positivs o u ríz positiv y dos ríces complejs Estlecer l Tl de l Nturlez de ls Ríces del siguiete poliomio: P 7 6 6 Solució: Este es u poliomio de grdo 7, por lo que tiee siete ríces, si emrgo como o preset el térmio idepediete, de est form o se puede oteer l turlez de ls ríces del poliomio Pero si se utiliz como fctor comú de dicho poliomio, result lo siguiete: P 6 dode: P 6 Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Por lo que el poliomio de grdo siete, es relmete de grdo cico, lo cul idic que v teer cico ríces Al plicr el teorem pr oteer l turlez de ls ríces del poliomio meciodo, result lo siguiete: Sí:, etoces P P 6 El poliomio qued igul co respecto l vrició del sigo, por lo que sigue presetdo sus cutro vricioes de sigo origiles: P 6 Esto idic que eistirá, o ríces positivs Ahor ie, sí:, etoces: P 6 dode sólo eiste u cmio de sigo, lo que implic que solmete tedrá u ríz egtiv Su Tl de l Nturlez de ls Ríces, qued de l siguiete form: RAÍCES PROPUESTA REALES POSITIVAS REALES NEGATIVAS COMPLEJAS TOTAL Est tl idic que eiste tres posiles solucioes, de ls cules u v ser l verdder L primer posiilidd será de ríces reles positivs, l segud posiilidd de dos ríces reles positivs y dos ríces complejs o e el mejor de los csos cutro ríces complejs Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

6 7 RAÍCES RACIONALES Pr determir ls ríces de culquier poliomio de grdo etero positivo, co coeficietes que perteece l cojuto de los úmeros rciol, es ecesrio utilizr el siguiete teorem: Se: P u poliomio e co coeficietes eteros, dode, y Si u úmero rciol es ríz de P c y es su míim epresió, etoces c es u fctor de y d es u fctor de d Siedo c y d úmeros primos reltivos Ejemplo: Ddo el siguiete poliomio, oteer sus ríces rcioles 7 P 6 Solució: Como se oserv e el poliomio sus coeficietes so úmeros rcioles, pero por lo geerl los coeficietes siempre dee ser úmeros eteros Pr ello es ecesrio multiplicr tod l epresió por el esclr seis 6, co lo cul se otiee l siguiete epresió: 7 P 6 resultdo lo siguiete: 6 P 7 que tiee ls misms ríces que P origil, y cuyos coeficietes so úmeros eteros Pr P se tiee que: cuyos fctores so c y, y cuyos fctores so q y Por lo que e se l teorem del residuo, si P tiee ríces rcioles tto positivs como egtivs, ésts deerá ser ls siguietes: P c d ±, ±, ±, ± los cules se cooce como posiles ríces rcioles de Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

7 Empledo l divisió sitétic y co se l teorem del residuo, se puede determir cuáles de ls posiles ríces lo so efectivmete 7-9 9 8 Por lo que o es ríz de P 7-6 9 Tmié o es ríz de P 7-8 6 8 6 Pero, es l primer ríz de P y el poliomio puede fctorizrse de l siguiete mer: P 8 6 Como 8 6 es u poliomio de segudo grdo sus ríces puede oteerse directmete de l siguiete epresió: ± c, dode, 8 y c 6, que l ser sustituidos dichos vlores result lo siguiete:, 8± 8 6 8± Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

8 Siedo l segud ríz co el vlor de y l tercer de Co lo que se puede epresr como: 8 6 Dode l descomposició de P e fctores lieles es: P cuys ríces so ls siguietes: ; ; y, 8 EJERCICIOS Ddos los siguietes poliomios, ecotrr los coeficietes que compñ l vrile idepediete P Solució: Es u poliomio de grdo, el cul v teer 6 coeficietes, y que: Si, etoces los coeficietes so 6 A cotiució se estlece cules so los coeficietes que compñ l poliomio e cuestió ; ; ; ; ; y, Siedo que es el térmio idepediete del poliomio 8 6 Q 6 Solució: El poliomio o está e orde decreciete, por lo tto hy que orderlo desde l poteci myor de l vrile idepediete que tiee como vlor 8, hst el vlor de Por lo que el poliomio qued ordedo de l siguiete form 8 6 Q 6 queddo los 9 coeficietes de l siguiete mer: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

9 8 7 6 6, siedo este coeficiete el térmio idepediete del poliomio c R 8 7 6 Solució: Como se oserv es u poliomio de grdo 8, por lo que v eistir 9 coeficietes, por lo que: ; ; ; ; ; ; ; y, 8 7 6 Oservádose que los coeficietes ; ; ; y, o tiee vlor Además de que o hy térmio idepediete Por lo que este poliomio o es de grdo 8, y que dee de eistir el térmio idepediete Pero, si de l vrile idepediete co poteci meor que es se utiliz como fctor comú múltiplo del poliomio origil, result lo siguiete: 8 7 6 R Que l despejr, result que: R y que Por lo que de u poliomio de grdo 8 si térmio idepediete, result ser poliomio de grdo co térmio idepediete, y cuyos coeficietes so los siguietes: ; ; : ; y Ddos los siguietes poliomio y, sumrlos Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Solució: Si P y Q, etoces Q P R, que l sustituir los vlores drá lo siguiete: R Relizr Q P R, si 8 P y Q Solució: Q P R 8 8 Cosiderr los siguietes poliomios: P y Q ; efectur el producto Q P Solució: Si Q P R l sustituir los vlores result lo siguiete: R 6 Ddos los siguietes poliomios: P y Q Efectur Q P e idicr si es u divisió ect o o Solució: Q P R Por lo que est divisió ordiri es NO EXACTA 6 Si P y Q Efectur su divisió ordiri Solució: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

P Si R por lo que est divisió ordiri ES Q EXACTA, por o eistir el residuo 7 Si P, plicr el teorem del residuo pr hllr P Solució: E se l teorem del residuo P d como resultdo su residuo P Siedo su residuo Ahor ie, si se divide etre el poliomio result lo siguiete: P R Q siedo su residuo igul, 8 Pror que es u fctor de P Solució: Como P, por el teorem del fctor, es u fctor de P Otro método de solució es el de dividir P etre y pror que el residuo es, dode el cociete de l divisió serí otro fctor de P, por lo que: P R Q Cuyo residuo es igul 9 Empler l divisió sitétic pr hllr el cociete y el residuo, si el primer poliomio se divide etre el segudo ; Solució: - - 6 7 Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Esto idic que: 7 6 dode el cociete tiee como resultdo: 6 y como residuo: 7 6 7; Solució: - 6 7-6 - 6-7 -6-8 6-6 y que: 6 7 es igul : 6 6 8 6 dode 6 8 6 es el cociete, y 6 es el residuo c 7 ; Solució: - 7 - - 7 Por lo que: es cero cuyo cociete es y su residuo Alizr el úmero posile de solucioes reles positivs, egtivs y complejs de l ecució P, dode: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

P 7 6 Solució: Aplicdo l regl de los sigos de Descrtes, pr: P 7 6 7 6 Dode sólo eiste tres cmios de sigo Por lo que l ctidd de ríces reles positivs será tres o u Ahor ie, si, P 7 6 7 6 E dode sólo eiste dos cmios de sigo, esto idic que l ctidd de ríces reles egtivs será dos o cero L siguiete tl resume ls diverss posiiliddes que puede ocurrir como solucioes del poliomio: P 7 6 NÚMERO DE RAÍCES PROPUESTA REALES POSITIVAS REALES NEGATIVAS COMPLEJAS TOTAL DE RAÍCES Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Ivestigr el posile úmero y l turlez de ls ríces del siguiete poliomio P 7 Solució: Si, etoces P 7 dode sólo eiste u cmio, por lo que l ctidd de ríces positivs será de uo Ahor ie, si, etoces: P 7 E este cso se preset dos cmios de sigo, por lo que l ctidd de ríces egtivs será de dos o cero L siguiete tl resume ls diverss posiiliddes que puede ocurrir como solucioes del poliomio: P 7 NÚMERO DE RAÍCES PROPUESTA REALES POSITIVAS REALES NEGATIVAS COMPLEJAS TOTAL DE RAÍCES Idicr l ctidd de diverss posiiliddes de ríces tto positivs, egtivs y complejs, que puede teer el siguiete poliomio 7 Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Solució: Si, etoces e poliomio qued igul P 7 Eistiedo dos cmios de sigo, y por lo tto l ctidd de ríces positivs puede ser de dos o cero Si, etoces: P 7 cuy ctidd de vricioes es de tres, lo que idic que puede eistir tres o u ríz egtiv Queddo de l siguiete mer l tl de l turlez de ls ríces NÚMERO DE RAÍCES PROPUESTA REALES POSITVAS REALES NEGATIVAS COMPLEJAS TOTAL DE RAÍCES Ecotrr ls ríces que coform l siguiete poliomio: Solució: Utilizdo l regl de los sigos de Descrtes Si, etoces: P sólo eiste u cmio de sigo, por lo que sólo hrá u ríz positiv Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

6 Si, etoces: P Idic que eiste tres cmios de sigo, por lo que sólo puede eistir tres o u ríz egtiv Y l tl de l turlez de ls ríces qued de l siguiete mer PROPUESTA NÚMERO DE RAÍCES REALES POSITIVAS REALES NEGATIVAS COMPLEJAS TOTALES Aplicdo el Teorem que dice lo siguiete: Se u poliomio P, dode,,,,, c perteece los úmeros eteros Si es u ríz rciol de dicho d poliomio; demás de que c y d so úmeros primos reltivos, etoces c divide y d divide Por lo que: y ; c, y d c Siedo ± d sitétic se otiee c y ± d posiles ríces reles, que por divisió Pr oteer l primer ríz rel positiv, se estlece que, dode l divisió sitétic qued de l siguiete mer: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

7 - - - - - - - - 6 De quí se oserv que o es u divisió ect, por eistir el residuo Sí, l divisió sitétic result de l mer siguiete: - - - Esto idic que es l primer ríz rel positiv, porque o eiste residuo diferete de cero, por lo que:, es u poliomio de grdo tres Cotiudo co l oteció de ls siguietes ríces, se procede l oteció de ls ríces reles egtivs, dode Que l plicrlo l poliomio de grdo tres e divisió sitétic result lo siguiete: - - - - Lo cul idic que, es otr ríz, pero rel egtiv, y que: es u poliomio de grdo dos Este último poliomio que es de grdo dos, se puede resolver plicdo l fórmul:, ± c Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

8 Co l cul se puede oteer ls dos últims ríces uscds Recorddo que proviee de c Dode: ;, y c, so sustituidos e dich fórmul ± ± ±, ± Por lo que: y Pero, recorddo que o eiste e el cojuto de los úmeros reles l siguiete epresió, ests o so ls dos últims ríces del poliomio uscds Por lo que es ecesrio relizr l siguiete operció si: i y i etoces: i y i Siedo ests dos epresioes, ls dos últims ríces que so del tipo complejs Por lo que: l primer ríz rel positiv es, l segud ríz rel egtiv es ; y c l tercer y curt ríz so complejs i y i Que si se oserv l tl de l turlez de ls ríces, l primer propuest es l verdder Resolver el siguiete poliomio: P 6 8 Solució: Aplicdo l regl de los sigos de Descrtes, dode: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

9 : P 6 8 Por eistir tres cmios de sigo, esto idic que puede ser tres o u ríz rel positiv Sí, etoces result lo siguiete: P 6 8 Lo cul idic que sólo eiste u sol vrició, y por lo tto eistirá u ríz rel egtiv L tl de l turlez de ls ríces es l siguiete: PROPUESTA RAÍCES REALES POSITIVAS REALES NEGATIVAS COMPLEJAS TOTAL Aplicdo el teorem que idic como oteer ls posiles ríces rcioles del poliomio, cosiderdo y, result lo siguiete: Sí 8 y, etoces c 8,,, y, d úmeros primos reltivos c 8 De dode: ± 8 d c ± d c ± d c ± so ls posiles ríces del poliomio d Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

A cotiució se reliz l divisió sitétic pr oteer ls ríces de este poliomio Pr ello se estlece que - 6-8 - - - Por lo que es l primer ríz rel positiv del poliomio origil, cuyo resultdo es el de: el cul se v volver dividir por medio de l divisió sitétic, cosiderdo que hor v vler ; es decir que:, etoces result lo siguiete: - - - - Oservádose que es l segud ríz rel del poliomio pero egtiv, cuyo cociete result el siguiete poliomio de orde :, que utilizdo l fórmul geerl pr resolverlo result lo siguiete: ± ± 6 6 ±, Esto idic que: ; y, so ls dos últims ríces del poliomio del tipo reles positivs Sí: ; ; ;, y, etoces tres ríces so reles positivs y l otr es u ríz rel egtiv, co lo cul l primer propuest de l tl de l turlez de ls ríces se cumple Ahor ie, si ést ríces:,,, y ; se igul cero:,,, y ; y se efectú se producto e form cojut: Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

se oserv: 6 8 P Se ls siguietes ríces de úmeros reles: ; ; ; ; y, Ecotrr el poliomio correspodiete Solució: Como so cico ríces reles dos positivs y tres egtivs el poliomio v ser de grdo cico, co seis coeficietes reles Pr l oteció de dicho poliomio hy que igulrlos cero y posteriormete efectur sus productos pr cd uo de los moomios: Ls cules se igulrá cero Seguidmete efectur el producto de moomio por moomio, como se idic cotiució Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

6 6 7 6 7 6 8 9 8 Por lo que el poliomio es 9 8 6 Grficr el poliomio del ejercicio terior e el itervlo compredido [, ] Solució: 7 Sí: y P 9 8 ; y,, etoces y P 9 8 y P 9 8 y P 9 8 y P 9 8 y P 9 8 8 y P 9 8 y P 9 8 6 6 Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

y P 9 8 y P 9 8 6 Que e form tulr qued de l siguiete mer: y P COORDENADAS, y - - - - - 8-6 6 -, - -, -, -,, 8,, -6,, 6 Y e form gráfic su represetció es l siguiete: y P - - - - - - - - - -6 Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

Dode se puede oservr que los vlores de: ; ; ; ; y, so ls iterseccioes e el eje de ls sciss cudo y 7 Al lzr u cohete de juguete directo hci rri u velocidd iicil de 8 pies por segudo, l ltur h, e pies, l que se ecuetr después de t segudos, está epresd por l fució poliomil P t 6t 8t dode h es el vlor Pt Clculr l ltur del cohete después de los: segudos segudos; y c 79 segudos Solució: Pr clculr l ltur los segudos, se sustituye t por y se simplific P t 6 8 Esto sigific que los segudos, el cohete está e tierr esperdo ser lzdo Pr clculr l ltur los segudos, se sustituye t por el vlor de y se simplific P 6 8 Lo que idic que los segudos, el cohete se ecuetr pies de ltur c Y, pr clculr l ltur los 79 segudos, se sustituye t por los 79 segudos y se simplific P 79 679 879 6 Que sigific, que los 79 segudos el cohete está cyedo y está t sólo 6 pies del suelo Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález

9 BIBLIOGRAFÍA Aputes de SECCIÓN DE MATEMÁTICAS FACULTAD DE INGENIERÍA, UNAM, 976 Gustfso, R Dvid Álger Itermedi Iterciol Thomso Editores, SA de CV 997 Swokoski, Erl W Álger y trigoometrí co geometrí lític Iterciol Thomso Editores, SA de CV 998 Lehm, Chrles H Álger Limus Norieg Ig Frcisco Rúl Ortíz Gozález