07 Factorització de Polinomis

pàg. 48
28 Factoritza el polinomi \(P(x)=x^3-x^2-8x+12\). Troba una arrel entera entre els divisors del terme independent. Determina totes les seves arrels.
28 Hem d'utilitzar Ruffini, el métode per trobar una solució entera (si es que en té) és:
  • Trobar els divisors del terme independent. Els divisors son \(D(12)=\{\pm1, \pm2, \pm3, \pm4, \pm6, \pm12\}\).
  • Si el polinomi té coeficients de signes diferents comencem amb els divisor positius. Els candidats son \(\{+1, +2, +3, +4, +6, +12\}\).
  • Usualment si els coeficients no son molt grans es comença pels de menor valor absolut. Els candidats son \(\{+1, +2, +3, +4\}\).
  • \(+1\) \(-1\) \(-8\)  \(+12\)
    \(2\) \(+2\) \(+2\) \(-12\)
    \(+1\) \(+1\) \(-6\) \(0\)
    \(2\) \(+2\) \(+6\)
    \(+1\) \(+3\)\(0\)
    \(-3\) \(-3\)
    \(+1\)\( 0\)
    \[P(x)=+1\cdot(x-(-3))\cdot(x-2)\cdot(x-2)\] Les arrels reals son \(+2\), \(+2\) i \(-3\).
    La factorització del polinomi \(P(x) = (x-2)^2(x+3) \)


    29 Factoritza aquests polinomis:
    a) \(x^4 -1\)    b) \(x^5 + x^4 -x -1\)
    c) \(x^4+4x^3+4x^2\)    d) \(9x^2+30x+25\)
    e) \(\displaystyle\frac{x^2}{9}-9\)    f) \(x^4-3x^3-3x^2+11x-6\)
    29 a) \(x^4 -1\)
    Només utilitzant productes notables \[x^4 -1 = (x^2)^2 -1^2 = (x^2+1)(x^2-1) = (x^2+1)(x+1)(x-1)\]
    29 b) \(x^5 + x^4 -x -1\)
    Podem utilitzar el resultat anterior. Treient factor comú: \[ \begin{array}{rl} x^5 + x^4 -x -1 &= x^4(x+1)-(x+1)\\ &=(x^4-1)(x+1)\\ &=(x^2+1)(x+1)(x-1)(x+1)\\ &=(x-1)(x+1)^2(x^2+1) \end{array} \] També podem utilitzar Ruffini. A simple vista es veu que \(+1\) i \(-1\) fan zero el polinomi i son arrels: \[1^5 + 1^4 -1 -1 = 1+1-1-1 = 0\] \[(-1)^5 + (-1)^4 -(-1) -1 = -1+1+1-1 = 0\]
    \(+1\) \(+1\) \(0\) \(0\) \(-1\) \(-1\)
    \(+1\)\(+1\)\(+2\) \(+2\) \(+2\) \(+1\)
    \(+1\) \(+2\) \(+2\) \(+2\) \(+1\) \(0\)
    \(-1\)\(-1\)\(-1\) \(-1\) \(-1\)
    \(+1\) \(+1\) \(+1\) \(+1\)\(0\)
    \(-1\)\(-1\) \(0\) \(-1\) \(-1\)
    \(+1\) \(0\) \(+1\)\(0\)
    \[x^5 + x^4 -x -1=(x-(+1))(x-(-1))(x-(-1))(x^2+1)\] \[x^5 + x^4 -x -1=(x-1)(x+1)^2(x^2+1)\]
    29 c) \(x^4+4x^3+4x^2\)
    Treient factor comú \[x^4+4x^3+4x^2=x^2\left(x^2+4x+4\right)\] Només utilitzant productes notables \[x^4+4x^3+4x^2=x^2\left(x^2+4x+4\right)=x^2\left(x^2+2\cdot2\cdot x+2^2\right)=x^2\left(x+2\right)^2\] \[x^4+4x^3+4x^2=x^2\left(x+2\right)^2\]
    29 d) \(9x^2+30x+25\)
    Només utilitzant productes notables \[9x^2+30x+25=(3x)^2+2\cdot3x\cdot5+5^2=(3x+5)^2\] \[9x^2+30x+25=(3x+5)^2\]
    29 e) \(\displaystyle\frac{x^2}{9}-9\)
    Només utilitzant productes notables \[\displaystyle\frac{x^2}{9}-9 = \displaystyle\frac{x^2}{3^2}-3^2 = \left(\displaystyle\frac{x}{3}\right)^2-3^2 = \left(\displaystyle\frac{x}{3}+3\right) \left(\displaystyle\frac{x}{3}-3\right) = \displaystyle\frac{1}{9}\left(x+9\right) \left(x-9\right) \] \[\displaystyle\frac{x^2}{9}-9 = \left(\displaystyle\frac{x}{3}+3\right) \left(\displaystyle\frac{x}{3}-3\right) \]
    29 f) \(x^4-3x^3-3x^2+11x-6\)
    Hem de probar Ruffini o Teorema del Residu per \(+1\) i \(+3\) que sembla que fan zero el polinomi.
    \(+1\) \(-3\) \(-3\) \(+11\) \(-6\)
    \(1\) \(+1\) \(-2\) \(-5\) \(+6\)
    \(+1\) \(-2\) \(-5\) \(+6\)\(0\)
    \(1\) \(+1\) \(-1\) \(-6\)
    \(+1\) \(-1\) \(-6\) \(0\)
    \(-2\) \(-2\) \(+6\)
    \(+1\) \(-3\) \(0\)
    \(3\) \(+3\) \(+6\)
    \(+1\) \(0\)
    Llegint el Ruffini \[x^4-3x^3-3x^2+11x-6=(+1)\cdot(x-3)\cdot(x-(-2))\cdot(x-1)\cdot(x-1)\] \[x^4-3x^3-3x^2+11x-6=(x-1)^2(x+2)(x-3)\]


    30 Troba les arrels d’aquests polinomis mitjançant la seva factorització:
    a) \(x^3+3x^2-13x-15\)    b) \(2x^4 + 6x^3 - 8x\)
    c) \(3x^2+3x+\displaystyle\frac{3}{4}\)    d) \(x^3+3x^2-4x\)
    e) \(x^4+x^3-2x^2\)    f) \(x^4-3x^3-3x^2+11x-6\)
    30 a) \(x^3+3x^2-13x-15\)
    Hem de probar Ruffini o Teorema del Residu per \(-1\) i \(+3\) que sembla que fan zero el polinomi.
    \(+1\) \(+3\) \(-13\)  \(-15\)
    \(-1\) \(-1\) \(-2\) \(+15\)
    \(+1\) \(+2\) \(-15\) \(0\)
    \(3\) \(+3\) \(+15\)
    \(+1\) \(+5\)\(0\)
    \(-5\) \(-5\)
    \(+1\)\( 0\)
    La factorització del polinomi és \(x^3+3x^2-13x-15=(x+1)(x-3)(x+5)\)
    Les arrels son \(-1\), \(3\) i \(-5\).


    30 b) \(2x^4 + 6x^3 - 8x\)
    \[2x^4 + 6x^3 - 8x=2x(x^3+3x^2-4)\] Hem de probar Ruffini o Teorema del Residu per \(+1\) i \(-2\) que sembla que fan zero el polinomi.
    \(+1\) \(+3\) \(0\) \(-4\)
    \(1\) \(+1\) \(+4\) \(+4\)
    \(+1\) \(+4\) \(+4\) \(0\)
    \(-2\) \(-2\) \(-4\)
    \(+1\) \(+2\)\(0\)
    \(-2\) \(-2\)
    \(+1\)\( 0\)
    La factorització del polinomi és \(2x^4 + 6x^3 - 8x = 2x(x^3+3x^2-4) = 2x(x-1)(x+2)^2\)
    Les arrels son \(+1\), \(-2\) i \(-2\). També es diu que \(-2\) és una arrel doble.


    30 c) \(3x^2+3x+\displaystyle\frac{3}{4}\)
    \[3x^2+3x+\displaystyle\frac{3}{4} = 3\left(x^2+x+\displaystyle\frac{1}{4}\right) = 3\left(x^2+2x\displaystyle\frac{1}{2}+\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)^2\right) = 3\left(x+\displaystyle\frac{1}{2}\right)^2\] La factorització del polinomi és \(3x^2+3x+\displaystyle\frac{3}{4} = 3\left(x+\displaystyle\frac{1}{2}\right)^2\)
    Les arrels son \(-\displaystyle\frac{1}{2}\) i \(-\displaystyle\frac{1}{2}\). També es diu que \(-\displaystyle\frac{1}{2}\) és una arrel doble.


    30 d) \(x^3+3x^2-4x\)
    Només treient factor comú i utilitzant l'equació de segon grau \[x^3+3x^2-4x = x\left(x^2+3x-4\right)=x(x-1)(x+4)\] La factorització del polinomi és \(x^3+3x^2-4x = x(x-1)(x+4)\)
    Les arrels son \(0\), \(1\) i \(-4\).


    30 e) \(x^4+x^3-2x^2\)
    Només treient factor comú i utilitzant l'equació de segon grau \[x^4+x^3-2x^2 = x^2\left(x^2+x-2\right)=x(x-1)(x+2)\] La factorització del polinomi és \(x^4+x^3-2x^2 =x(x-1)(x+2)\)
    Les arrels son \(0\), \(0\), \(1\) i \(-2\). Com abans es diu que \(0\) és una arrel doble.


    30 f) \(x^4-3x^3-3x^2+11x-6\) És exacte que el darrer apartat del problema anterior (#29 f))
    La factorització del polinomi és \(x^4-3x^3-3x^2+11x-6=(x-1)^2(x+2)(x-3)\)
    Les arrels son \(1\), \(1\), \(-2\) i \(+3\). Com abans es diu que \(1\) és una arrel doble.


    31 Les arrels d’un polinomi de segon grau són \(2\) i \(-\displaystyle\frac{1}{3}\) i el coeficient de \(x^2\) és 6. Quin és aquest polinomi?
    31 El polinomi de segon grau és \(6(x-2)\left(x+\displaystyle\frac{1}{3}\right) = (x-2)(6x+2) = 6x^2 -10x -4\)










    MathJax.version: