Factorización de polinomios (1ºBach)

De Wikipedia

(Diferencia entre revisiones)
Revisión de 09:25 13 ene 2009
Coordinador (Discusión | contribuciones)
(Procedimientos para la factorización de polinomios de grado mayor que 2)
← Ir a diferencia anterior
Revisión actual
Coordinador (Discusión | contribuciones)

Línea 6: Línea 6:
}} }}
{{p}} {{p}}
-==Divisibilidad de polinomios==+{{Factorización de polinomios (1ºBach)}}
-===Polinomios múltiplos y divisores===+
-La divisibilidad en el conjunto de los polinomios es muy similar a la .+
-{{p}}+
-{{Caja_Amarilla|texto=Un polinomio <math>D(x)\,</math> es '''divisor''' de otro, <math>P(x)\,</math> y lo representaremos por <math>P(x)|Q(x)\;</math>, si la división <math>P(x):\,D(x)\,</math> es exacta. Es decir, cuando +
-{{p}}+
-{{Caja|contenido=<math>P(x)=\,D(x)\cdot C(x)\,</math>}}+
-{{p}}+
-En tal caso, diremos que <math>P(x)\,</math> es '''divisible''' por <math>Q(x)\,</math>. También diremos que <math>P(x)\,</math> es un '''múltiplo''' de <math>D(x)\,</math>.+
-}}+
-{{p}}+
-{{Desplegable|titulo=Ejemplos:{{b}}|contenido=+
-<math>(3x+1) \cdot (x^2-5x+3) =3x^3-14x^2+4x+3 \Rightarrow (3x^3-14x^2+4x+3):(3x+1)=x^2-5x+3</math>+
-}}+
-La divisibilidad de polinomios es semejante a la [[Divisibilidad|divisibilidad con números enteros]]. Asimismo, la factorización de polinomios equivale a la descomposición de un número en factores primos, y los conceptos de '''máximo común divisor''', '''mínimo común múltiplo''' e '''irreducibilidad''' son similares a los correspondientes conceptos numéricos.+
-{{p}}+
-===Polinomios irreducibles===+
-{{Caja_Amarilla|texto=Un polinomio <math>P(x)\,</math> es '''irreducible''' cuando ningún polinomio de grado inferior es divisor suyo.}}+
-{{p}}+
-{{Desplegable|titulo=Ejemplos:{{b}}|contenido=+
-Son polinomios irreducibles, entre otros:+
-* Los de primer grado: <math>3x,\ x-3,\ 5x-3\ \cdots \;</math>+
-* Los de segundo grado sin raíces: <math>x^2+1,\ 2x^2-3x+5 \cdots \;</math>+
-}}+
-{{p}}+
-==Factorización de polinomios==+
-{{Caja_Amarilla|texto='''Factorizar''' un polinomio es descomponerlo en producto de polinomios con el menor grado posible.}}+
-===Factorización de polinomios de grado 2===+
-{{Teorema|titulo=''Factorización de polinomios de segundo grado''+
-|enunciado= +
-Un polinomio de segundo grado, <math>kx^2+mx+n\;</math>, con raíces rales, <math>a\;</math> y <math>b\;</math>, se puede factorizar de la forma+
-{{p}}+
-<center><math>k(x-a)(x-b)\;</math></center>+
-{{p}}+
-|demo=+
-}}+
-{{p}}+
-{{ejemplo|titulo=Ejemplos: ''Factorización de polinomios de segundo grado y reducibles''+
-|enunciado= Factoriza los siguientes polinomios+
-::a) <math>5x^2+5x-60\;</math>+
-::b) <math>5x^3+5x^2-60x\;</math>+
-|sol=+
-*El polinomio <math>5x^2+5x-60\;</math> tiene dos raíces: <math>x_1=3,\ x_2=-4</math>, que se obtienen de resolver la ecuación de segundo grado <math>5x^2+5x-60=0\;</math>. Entonces:+
-{{p}}+
-<center><math>5x^2+5x-60=5(x-3)(x+4)\;</math></center>+
-{{p}}+
-*El polinomio incompleto de grado 3, <math>5x^3+5x^2-60x\;</math>, se puede descomponer de la siguiente manera:+
-{{p}}+
-<center><math>5x^3+5x^2-60x=x(5x^2+5x-60)=5x(x-3)(x+4)\;</math></center>+
-{{p}}+
-:(Observa que primero hemos sacado factor común <math>x\;</math> y luiego hemos factorizado el polinomio de grado 2, como hicimos en el ejemplo anterior).+
-}}+
-===Procedimientos para la factorización de polinomios de grado mayor que 2=== 
-{{caja_Amarilla|texto= 
-*Siempre que se pueda, sacaremos <math>x\;</math> '''factor común'''. 
-*Mediante la '''[[Cociente de Polinomios. Regla de Ruffini (4ºESO-B)#División de un polinomio por (x-a). Regla de Ruffini|regla de Ruffini]]''' buscaremos las raíces enteras del polinomio, que se hallan entre los divisores del término independiente. Así, si encontramos una raíz <math>x=a\;</math> de un polinomio <math>P(x)\;</math>, tendremos que <math>P(x)=(x-a)Q(x)\;</math>, donde <math>Q(x)\;</math> tiene un grado menos que <math>P(x)\;</math>. ([[Factorización de Polinomios (4ºESO-B)|Más detalles]]). 
-}} 
-Un polinomio de grado mayor que 2 no pueda factorizarse usando los procedimientos anteriores, es poco probable que podamos hacerlo con los conocimientos que tenemos. 
- 
-En algunos casos, como en el de los '''polinomios bicuadrados''', que son polinomios de la forma <math>ax^4+bx^2+c\;</math>, si podremos hallarle las raices, resolviendo la [[ecuación bicuadrada]] que resulta de igualarlo a cero. 
- 
-===Factorización de un polinomio mediante la regla de Ruffini=== 
-Para factorizar un polinomio mediante la [[Cociente de Polinomios. Regla de Ruffini (4ºESO-B)#División de un polinomio por (x-a). Regla de Ruffini|regla de Ruffini]], aplicaremos ésta sucesivamente, utilizando como candidatos a raíces los divisores del término independiente, hasta que nos quede un polinomio de segundo grado. Cuando estemos en este punto, aplicaremos la fórmula de la ecuación de segundo grado y obtendremos las dos últimas raíces y por tanto los dos últimos factores. Esto será así, siempre y cuando, el discriminante de la ecuación no sea negativo, ya que de serlo, no habrá más raíces y no podremos descomponerlo más. 
- 
-<div style="background: white; padding:.75em; border:2px solid MediumBlue;border-left:4px solid MediumBlue;border-bottom:4px solid MediumBlue;"> 
-[[Image:ejemplo_blue.png|44px|left|ejercicio]] 
-<font color="MediumBlue">'''Ejemplo: Factorización de polinomios'''</font> 
----- 
-Factoriza el siguiente polinomio: 
-::<math>P(x)=3x^6-3x^5-117x^4+327x^3-210x^2\,\!</math> 
-<div class="NavFrame" style="background: white; border: 0px solid #aaaaaa; padding:3px; margin-bottom:0em; margin-left:0em;"> 
-<div class="NavHead rad" align="right" style="background: WhiteSmoke;">''Solución:''</div><div class="NavContent" align="left"> 
----- 
-Primero sacamos factor común <math>3x^2\,\!</math>: 
-:<math>P(x)=3x^6-3x^5-117x^4+327x^3-210x^2 = 3x^2 (x^4-x^3-39x^2+109x-70)\,\!</math> 
- 
-Ahora aplicamos Ruffini. Los divisores de <math>70\,\!</math> son <math>1,\ -1,\ 2,\ -2,\ 5,\ -5,\ \mbox{etc.}\,\!</math> 
- 
-Empezaremos probando con el <math>1\,\!</math> 
- 
-:{| 
-|- style="height:50px" 
-| 
-|align="center" style="width:25px; border-left:1px solid black"|1 
-|align="center" style="width:25px"| -1 
-|align="center" style="width:25px"| -39 
-|align="center" style="width:25px"|109 
-|align="center" style="width:25px"| -70 
-|- 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|1 
-|align="center" style="border-left:1px solid black; border-bottom:1px solid black"|&nbsp;  
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|1 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|0 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|-39 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|70 
-|- 
-| 
-|align="center" style="border-left:1px solid black"|1 
-|align="center"|0 
-|align="center"|-39 
-|align="center"|70 
-|align="center" style="border-left:1px solid black; border-bottom:1px solid black"|0 
-|} 
- 
-Como el resto es cero, hemos encontrado una de las raíces, x=1 y uno de los factores (x-1).  
- 
-:<math>P(x)=3x^6-3x^5-117x^4+327x^3-210x^2 =\,\!</math> 
-:::<math>= 3x^2 (x^4-x^3-39x^2+109x-70=\,\!</math> 
-:::<math>= 3x^2(x-1)(x^3 -39x +70)\,\!</math> 
- 
-Seguimos aplicando Ruffini. Probamos con 1, de nuevo ya que podría repetirse dicha raíz: 
- 
-:{| 
-|- style="height:50px" 
-| 
-|align="center" style="width:25px; border-left:1px solid black"|1 
-|align="center" style="width:25px"| 0 
-|align="center" style="width:25px"| -39 
-|align="center" style="width:25px"|70 
-|- 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|1 
-|align="center" style="border-left:1px solid black; border-bottom:1px solid black"|&nbsp;  
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|1 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|1 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|-38 
-|- 
-| 
-|align="center" style="border-left:1px solid black"|1 
-|align="center"|1 
-|align="center"|-38 
-|align="center" style="border-left:1px solid black; border-bottom:1px solid black"|32 
-|} 
- 
-El resto es diferente de cero con lo que tenemos que seguir probando, con el -1: 
-:{| 
-|- style="height:50px" 
-| 
-|align="center" style="width:25px; border-left:1px solid black"|1 
-|align="center" style="width:25px"| 0 
-|align="center" style="width:25px"| -39 
-|align="center" style="width:25px"|70 
-|- 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|-1 
-|align="center" style="border-left:1px solid black; border-bottom:1px solid black"|&nbsp;  
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|-1 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|1 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|38 
-|- 
-| 
-|align="center" style="border-left:1px solid black"|1 
-|align="center"|-1 
-|align="center"|-38 
-|align="center" style="border-left:1px solid black; border-bottom:1px solid black"|108 
-|} 
- 
-El resto vuelve a ser diferente de cero, probamos con 2: 
- 
-:{| 
-|- style="height:50px" 
-| 
-|align="center" style="width:25px; border-left:1px solid black"|1 
-|align="center" style="width:25px"| 0 
-|align="center" style="width:25px"| -39 
-|align="center" style="width:25px"|70 
-|- 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|2 
-|align="center" style="border-left:1px solid black; border-bottom:1px solid black"|&nbsp;  
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|2 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|4 
-|align="center" style="border-bottom:1px solid black"|70 
-|- 
-| 
-|align="center" style="border-left:1px solid black"|1 
-|align="center"|2 
-|align="center"|-35 
-|align="center" style="border-left:1px solid black; border-bottom:1px solid black"|0 
-|} 
- 
-Ya hemos encontrado otra raíz, x=2, y el factor correspondieente, (x-2). 
- 
-El polinomio quedará de la siguiente forma: 
- 
-:<math>P(x)=3x^6-3x^5-117x^4+327x^3-210x^2 =\,\!</math> 
-:::<math>= 3x^2 (x^4-x^3-39x^2+109x-70=\,\!</math> 
-:::<math>= 3x^2(x-1)(x^3 -39x +70)\,\!</math> 
-:::<math>= 3x^2(x-1)(x-2)(x^2+2x-35)\,\!</math> 
- 
-Finalmente para encontrar las dos últimas raíces utilizamos la fórmula de la ecuación de 2º grado: 
- 
-:<math>x^2+2x-35=0 \rightarrow x=\frac{-2 \pm \sqrt{2^2 -4 \cdot (-35)}}{2}=\frac{-2 \pm 12}{2}=\begin{cases} x_1=-7 \\ x_2=5 \end{cases}</math> 
- 
-Así, sus raíces son 5 y -7 y sus factores (x-5) y (x+7). 
- 
-De esta manera: 
- 
-:<math>P(x)=3x^6-3x^5-117x^4+327x^3-210x^2 =\,\!</math> 
-:::<math>= 3x^2 (x^4-x^3-39x^2+109x-70=\,\!</math> 
-:::<math>= 3x^2(x-1)(x^3 -39x +70)\,\!</math> 
-:::<math>= 3x^2(x-1)(x-2)(x^2+2x-35)\,\!</math> 
-:::<math>= 3x^2(x-1)(x-2)(x-5)(x+7)\,\!</math> 
- 
-Con lo que queda descompuesto el polinomio. 
- 
-</div> 
-</div> 
-</div> 
[[Categoría: Matemáticas]][[Categoría: Álgebra]] [[Categoría: Matemáticas]][[Categoría: Álgebra]]

Revisión actual

Tabla de contenidos

Divisibilidad de polinomios

(pág. 74)

Polinomios múltiplos y divisores

  • Un polinomio Q(x)\, es divisor de otro, P(x)\, y lo representaremos por Q(x)|P(x)\;, si la división P(x):\,Q(x)\, es exacta, es decir, cuando existe otro polinomio C(x)\; tal que P(x)=\,Q(x)\cdot C(x)\,.
  • En tal caso, diremos que P(x)\, es divisible por Q(x)\, y que P(x)\, es un múltiplo de Q(x)\,.
  • También diremos que Q(x)\, y C(x)\, son factores del polnomio P(x)\,.

La divisibilidad de polinomios es semejante a la divisibilidad con números enteros. Asimismo, la factorización de polinomios equivale a la descomposición de un número en factores primos, y los conceptos de máximo común divisor, mínimo común múltiplo e irreducibilidad son similares a los correspondientes conceptos numéricos.

Polinomios irreducibles

Un polinomio P(x)\, es irreducible cuando ningún polinomio de grado inferior (distinto de grado cero) es divisor suyo.

Máximo común divisor y mínimo común múltiplo

Se dice que el polinomio D(x)\; es el máximo común divisor de los polinomios P(x)\; y Q(x)\;, y lo expresaremos:

m.c.d \,[P(x), Q(x)]=D(x)\;

si D(x)\; es divisor de ambos y no existe otro polinomio que divida a ambos que tenga mayor grado que él.

Se dice que el polinomio M(x)\; es el mínimo común múltiplo de los polinomios P(x)\; y Q(x)\;, y lo expresaremos:

m.c.m \,[P(x), Q(x)]=M(x)\;

si D(x)\; es múltiplo de ambos y no existe otro polinomio que sea múltiplo de ambos que tenga menor grado que él.

Raíces de un polinomio

Un número a\, es una raíz o un cero de un polinomio P(x)\,, si P(a)\, = 0\,.

Dicho de otra forma, las raíces de un polinomio son las soluciones de la ecuación P(x)\,= 0\,.

ejercicio

Teorema del factor


x=a\; es una raíz de un polinomio P(x)\; si y solo si (x-a)\; es un factor de dicho polinomio.

Factorización de polinomios

Factorizar un polinomio es descomponerlo como producto de otros polinomios con menor grado que el de partida.

Normalmente buscaremos la factorización máxima, que es la que se obtiene cuando los polinomios de la descomposición son irreducibles.

Por el teorema del factor, encontrar las raíces del polinomio nos ayudará a factorizarlo.

Factorización sacando factor común

Si quieres recordar cómo se saca factor común, a continuación tienes el enlace:



Factorización usando productos notables

Si quieres recordar las identidades notables y cómo se factoriza usando dichas identidades, aquí tienes el enlace:



Factorización de polinomios de grado 2

ejercicio

Factorización de polinomios de segundo grado


Un polinomio de segundo grado, kx^2+mx+n\;, con raíces rales, a\; y b\;, se puede factorizar de la forma

k(x-a)(x-b)\;

ejercicio

Ejemplos: Factorización de polinomios de segundo grado y reducibles


Factoriza los siguientes polinomios

a) 5x^2+5x-60\;
b) 5x^3+5x^2-60x\;

Procedimientos para la factorización de polinomios de grado mayor que 2

(pág. 75)

ejercicio

Procedimiento para factorizar polinomios


  • Siempre que se pueda, sacaremos x\; factor común.
  • Mediante la regla de Ruffini podremos buscar las raíces enteras o fraccionarias del polinomio y obtener la factorización.

Un polinomio de grado mayor que 2 no pueda factorizarse usando los procedimientos anteriores, es poco probable que podamos hacerlo con los conocimientos que tenemos.

En algunos casos, como en el de los polinomios bicuadrados, si podremos hallarle las raices, resolviendo la ecuación bicuadrada que resulta de igualarlo a cero.

ejercicio

Ejemplos: Factorización de polinomios bicuadrados


Factoriza el siguiente polinomio: P(x)=x^4 - 7x^2 + 6 \;\!

Factorización de un polinomio mediante la regla de Ruffini

ejercicio

Factorización de un polinomio por Ruffini


Para factorizar un polinomio mediante la regla de Ruffini, aplicaremos ésta sucesivamente, utilizando como candidatos a raíces enteras, los divisores del término independiente y como candidatos a raices fraccionarias, las que resultan de dividir los divisores del término independiente entre los divisores del término de mayor grado.



ejercicio

Ejemplo: Regla de Ruffini


Factoriza el siguiente polinomio:

P(x)=3x^6-3x^5-117x^4+327x^3-210x^2\,\!

Ejercicios propuestos

ejercicio

Ejercicios propuestos: Factorización de polinomios


(Pág. 75)

1, 2

3

Ejercicios y videotutoriales

Herramientas personales
* AVISO: Para que te funcionen los applets de Java debes usar Internet Explorer y seguir las instrucciones de la Ayuda del menu de la izquierda