División de polinomios
Yohanna y sus amigos van a montar un pequeño estudio de grabación para bachata en un local rectangular. El área del local es $3x^2 + 15x$ metros cuadrados y el ancho mide $3x$ metros. ¿Cuánto mide de largo? Para saberlo hay que dividir polinomios. Funciona igual que la división de números que aprendiste en primaria, y además tiene un atajo muy rápido: la división sintética (regla de Ruffini).
Dividir polinomios
Entre un monomio: se divide cada término del polinomio entre el monomio.
$$\frac{3x^2 + 15x}{3x} = \frac{3x^2}{3x} + \frac{15x}{3x} = x + 5$$Entre un polinomio: se hace como con los números, término a término. Mira cómo se divide $x^3 - 5x^2 + 3x - 4$ entre $x - 2$:
Divide el siguiente polinomio entre el monomio dado, simplificando cada uno de los términos resultantes: $$(12x^4 - 8x^3 + 4x^2) : (4x^2)$$
Divide el siguiente polinomio entre el monomio dado, simplificando cada uno de los términos resultantes:
$$(12x^4 - 8x^3 + 4x^2) : (4x^2)$$El área de un estudio de grabación rectangular viene dada por el polinomio $A(x) = 3x^2 + 15x$. Si sabemos que el ancho del estudio mide $3x$ metros, ¿cuál es la…
El área de un estudio de grabación rectangular viene dada por el polinomio $A(x) = 3x^2 + 15x$. Si sabemos que el ancho del estudio mide $3x$ metros, ¿cuál es la expresión algebraica que representa el largo del estudio?
Utiliza el algoritmo de la división para hallar el cociente $C(x)$ y el resto $R(x)$ de la siguiente operación entre polinomios. Recuerda ordenar y completar los…
Utiliza el algoritmo de la división para hallar el cociente $C(x)$ y el resto $R(x)$ de la siguiente operación entre polinomios. Recuerda ordenar y completar los términos del dividendo antes de comenzar:
$(6x^4 + 7x^3 - 5x^2 + 1) : (3x^2 - x + 2)$
La prueba de la división
Esta igualdad sirve para comprobar una división y también para reconstruir el dividendo. En el ejemplo anterior: $(2x - 1)(3x^2 + x - 2) + 2 = 6x^3 - x^2 - 5x + 2 + 2 = 6x^3 - x^2 - 5x + 4$. ¡Coincide!
En toda división de polinomios se cumple la relación $P(x) = d(x) \times c(x) + r(x)$. Si al dividir un polinomio entre $d(x) = x + 3$ hemos obtenido un cociente…
En toda división de polinomios se cumple la relación $P(x) = d(x) \times c(x) + r(x)$. Si al dividir un polinomio entre $d(x) = x + 3$ hemos obtenido un cociente $c(x) = x - 1$ y un resto $r(x) = 5$, ¿cuál es el polinomio dividendo $P(x)$?
Reconstruye el polinomio dividendo $D(x)$ sabiendo que, al dividirlo entre $d(x) = x^2 - 1$, se obtiene como cociente $C(x) = x + 5$ y como resto $R(x) = 3x - 2$.…
Reconstruye el polinomio dividendo $D(x)$ sabiendo que, al dividirlo entre $d(x) = x^2 - 1$, se obtiene como cociente $C(x) = x + 5$ y como resto $R(x) = 3x - 2$. Utiliza la propiedad fundamental de la división: $D(x) = d(x) \times C(x) + R(x)$.
Al dividir un polinomio $P(x)$ entre $Q(x) = x^2 - 4$, obtenemos como cociente $C(x) = x^2 + 2x - 3$ y como resto $R(x) = 5x + 1$. Reconstruye el polinomio original…
Al dividir un polinomio $P(x)$ entre $Q(x) = x^2 - 4$, obtenemos como cociente $C(x) = x^2 + 2x - 3$ y como resto $R(x) = 5x + 1$. Reconstruye el polinomio original $P(x)$ y exprésalo en su forma estándar (ordenado de mayor a menor grado).
Cocientes notables
Igual que hay productos notables, hay cocientes notables: divisiones exactas que se pueden hacer "de memoria". Salen de leer los productos notables al revés.
Un equipo de jóvenes programadores está diseñando un nivel de un videojuego donde el volumen de una caja de suministros es $V(x) = x^3 - 6x^2 + 12x - 8$. Si la base de…
Un equipo de jóvenes programadores está diseñando un nivel de un videojuego donde el volumen de una caja de suministros es $V(x) = x^3 - 6x^2 + 12x - 8$. Si la base de la caja tiene un área de $A(x) = x^2 - 4x + 4$, ¿cuál es la expresión de la altura de la caja? ¿Qué valor toma la altura si $x = 5$ unidades?
Se quiere diseñar una valla publicitaria rectangular cuya superficie total está definida por $S(x) = x^4 - 16$. Si sabemos que uno de sus lados mide $L(x) = x^2 + 4$,…
Se quiere diseñar una valla publicitaria rectangular cuya superficie total está definida por $S(x) = x^4 - 16$. Si sabemos que uno de sus lados mide $L(x) = x^2 + 4$, calcula el polinomio que representa el otro lado. A continuación, indica si el área es divisible por $(x - 2)$ y justifica tu respuesta sin realizar la división larga.
División sintética (regla de Ruffini)
Cuando el divisor es de la forma $x - a$, hay un atajo que solo usa los coeficientes. Dividimos otra vez $x^3 - 5x^2 + 3x - 4$ entre $x - 2$ (así que $a = 2$):
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Escribe los coeficientes del dividendo (con $0$ en los huecos) y el número $a$ a la izquierda.
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Baja el primer coeficiente.
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Multiplícalo por $a$, ponlo debajo del siguiente coeficiente y suma.
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Repite hasta el final. El último número es el resto; los demás son los coeficientes del cociente, que tiene un grado menos que el dividendo.
¿Por qué funciona? Es la misma división larga, pero sin escribir las $x$: como el divisor es $x - a$, cada paso solo multiplica por $a$ y suma.
Aplica la regla de Ruffini para calcular el cociente y el residuo de la siguiente división: $$(x^3 - 5x^2 + 3x + 9) : (x - 2)$$
Aplica la regla de Ruffini para calcular el cociente y el residuo de la siguiente división:
$$(x^3 - 5x^2 + 3x + 9) : (x - 2)$$Utiliza la regla de Ruffini para realizar la división del polinomio $P(x) = x^3 + 4x^2 - x - 4$ entre el binomio $d(x) = x + 1$. Indica claramente cuál es el cociente…
Utiliza la regla de Ruffini para realizar la división del polinomio $P(x) = x^3 + 4x^2 - x - 4$ entre el binomio $d(x) = x + 1$. Indica claramente cuál es el cociente $C(x)$ y el residuo $R$.
Aplica la Regla de Ruffini para calcular el cociente y el residuo de la división del polinomio $P(x) = x^4 - 3x^2 + 5x - 10$ entre el binomio $(x + 3)$. Indica…
Aplica la Regla de Ruffini para calcular el cociente y el residuo de la división del polinomio $P(x) = x^4 - 3x^2 + 5x - 10$ entre el binomio $(x + 3)$. Indica claramente cuál es el valor del residuo obtenido.
Cuando el divisor no es $x - a$
¿Y si el divisor es $2x - 1$? Sacamos factor común del coeficiente de $x$: $2x - 1 = 2\left(x - \tfrac{1}{2}\right)$. Se divide primero entre $x - \tfrac12$ con Ruffini ($a = \tfrac12$) y luego el cociente se divide entre $2$. El resto no cambia.
¿Por qué? Si $D = \left(x - \tfrac12\right)Q + R$, entonces $D = (2x - 1)\cdot\dfrac{Q}{2} + R$.
Calcula el cociente y el residuo de la siguiente división utilizando la regla de Ruffini. Presta atención, ya que el divisor no tiene coeficiente principal igual a 1:…
Calcula el cociente y el residuo de la siguiente división utilizando la regla de Ruffini. Presta atención, ya que el divisor no tiene coeficiente principal igual a 1:
$$(4x^3 - 6x^2 + 8x - 5) : (2x - 1)$$Recuerda que para usar Ruffini el divisor debe ser del tipo $(x - a)$. ¿Cómo podrías transformar $2x - 1$ para que tenga esa forma?
Problemas con áreas y volúmenes
Dividir polinomios sirve para hallar una medida desconocida: si $\text{Área} = \text{largo} \times \text{ancho}$, entonces $\text{largo} = \text{Área} : \text{ancho}$. Con el volumen es igual: $V = (\text{área de la base}) \times \text{altura}$.
El área de una pista de pádel rectangular viene dada por el polinomio $A(x) = 2x^2 + 11x + 12$. Si sabemos que el ancho de la pista mide $(x + 4)$ metros, determina la…
El área de una pista de pádel rectangular viene dada por el polinomio $A(x) = 2x^2 + 11x + 12$. Si sabemos que el ancho de la pista mide $(x + 4)$ metros, determina la expresión algebraica que representa el largo de la misma.
Una empresa de logística utiliza cajas de cartón cuyo volumen en centímetros cúbicos viene dado por el polinomio $V(x) = 2x^3 + 9x^2 + 7x - 6$. Si sabemos que el área de…
Una empresa de logística utiliza cajas de cartón cuyo volumen en centímetros cúbicos viene dado por el polinomio $V(x) = 2x^3 + 9x^2 + 7x - 6$. Si sabemos que el área de la base de la caja es $B(x) = 2x^2 + 5x - 3$, calcula el polinomio que representa la altura $H(x)$ de la caja.
El beneficio total de una tienda de videojuegos por la venta de un nuevo lanzamiento viene expresado por el polinomio $B(x) = x^3 + 15x^2 + 54x$. Si el beneficio por…
El beneficio total de una tienda de videojuegos por la venta de un nuevo lanzamiento viene expresado por el polinomio $B(x) = x^3 + 15x^2 + 54x$. Si el beneficio por cada videojuego vendido se representa por el binomio $(x + 6)$, realiza la división para hallar el polinomio que representa el número total de videojuegos vendidos.
El teorema del resto
En el ejemplo del principio, el resto de dividir entre $x - 2$ era $-10$. Calcula $P(2) = 8 - 20 + 6 - 4 = -10$. ¡Coincide! No es casualidad:
Así puedes conocer el resto sin dividir, solo sustituyendo.
Sin realizar la división larga ni usar Ruffini, calcula el valor del residuo de la siguiente operación utilizando el Teorema del Residuo: $$(x^4 - 3x^2 + 5x - 2) : (x -…
Sin realizar la división larga ni usar Ruffini, calcula el valor del residuo de la siguiente operación utilizando el Teorema del Residuo:
$$(x^4 - 3x^2 + 5x - 2) : (x - 1)$$Calcula el valor de la letra $k$ para que la división sea exacta (es decir, que el resto sea $0$): $$(x^2 - 6x + k) : (x - 4)$$
Calcula el valor de la letra $k$ para que la división sea exacta (es decir, que el resto sea $0$):
$$(x^2 - 6x + k) : (x - 4)$$Sin realizar la división, utiliza el Teorema del Resto para averiguar si el número $x = 2$ es raíz del polinomio $P(x) = 2x^3 - 5x^2 - x + 6$. Justifica tu respuesta…
Sin realizar la división, utiliza el Teorema del Resto para averiguar si el número $x = 2$ es raíz del polinomio $P(x) = 2x^3 - 5x^2 - x + 6$. Justifica tu respuesta indicando si la división de $P(x)$ entre $(x - 2)$ es exacta o no.
Hallar parámetros con el teorema del resto
Cuando un polinomio tiene una letra desconocida ($k$, $a$, $b$), el teorema del resto permite plantear una ecuación con ella: se sustituye $x = a$ y se iguala al resto que piden.
Si hay dos letras, se necesitan dos condiciones y resulta un sistema de ecuaciones. Por ejemplo, si $P$ es divisible entre $x - 1$ y entre $x + 2$, entonces $P(1) = 0$ y $P(-2) = 0$.
Si comparas los restos de dos divisiones, calculas cada resto con el teorema y los igualas.
Halla el valor del parámetro $k$ para que la división del polinomio $P(x) = x^3 - kx^2 + 4x - 8$ entre el binomio $(x - 2)$ tenga un resto igual a $10$.
Halla el valor del parámetro $k$ para que la división del polinomio $P(x) = x^3 - kx^2 + 4x - 8$ entre el binomio $(x - 2)$ tenga un resto igual a $10$.
Halla los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que el polinomio $P(x) = x^4 - ax^3 + bx^2 + x - 6$ sea divisible simultáneamente por $(x - 1)$ y por $(x + 2)$.…
Halla los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que el polinomio $P(x) = x^4 - ax^3 + bx^2 + x - 6$ sea divisible simultáneamente por $(x - 1)$ y por $(x + 2)$. Pista: utiliza el Teorema del Resto para plantear un sistema de ecuaciones.
Determina el valor de $k$ para que el resto de la división $(2x^4 - 5x^3 + kx^2 - 12) : (x + 2)$ sea igual al resto de la división $(x^3 + 2x^2 - x + 10) : (x - 3)$.
Determina el valor de $k$ para que el resto de la división $(2x^4 - 5x^3 + kx^2 - 12) : (x + 2)$ sea igual al resto de la división $(x^3 + 2x^2 - x + 10) : (x - 3)$.
Raíces y factorización
Un número $a$ es una raíz o cero de $P(x)$ si $P(a) = 0$. Por el teorema del resto, esto equivale a que la división entre $(x - a)$ sea exacta, es decir, que $(x - a)$ sea un factor de $P(x)$.
Factorizar es escribir un polinomio como producto de polinomios más sencillos. Para los de grado mayor que 2 se necesitan dos herramientas que te dicen dónde buscar las raíces.
Las raíces son los puntos donde la gráfica corta el eje $x$. Prueba con este polinomio:
Polinomios mónicos
Por ejemplo, $x^2 - 3x + 2$ es mónico, pero $2x^2 + 5x - 3$ no lo es porque su coeficiente principal es $2$. Al dividir entre $(x - a)$ con Ruffini, el primer coeficiente del cociente es siempre igual al del dividendo: si el dividendo es mónico, el cociente también.
Comprueba si el número $a = 3$ es una raíz del polinomio $P(x) = x^3 - 3x^2 + x - 3$ realizando la división por Ruffini y observando el residuo obtenido. Justifica tu…
Comprueba si el número $a = 3$ es una raíz del polinomio $P(x) = x^3 - 3x^2 + x - 3$ realizando la división por Ruffini y observando el residuo obtenido. Justifica tu respuesta basándote en el resultado de la operación.
Comprueba si el binomio $(x + 1)$ es un factor del polinomio $P(x) = x^4 - 1$. Para ello, puedes usar tanto la división larga, como Ruffini o el Teorema del Factor.…
Comprueba si el binomio $(x + 1)$ es un factor del polinomio $P(x) = x^4 - 1$. Para ello, puedes usar tanto la división larga, como Ruffini o el Teorema del Factor. Explica qué significa que un binomio sea "factor" de otro polinomio en relación con el residuo de la división.
Considera el polinomio $P(x) = 3x^3 - kx^2 + 12x - 4$. 1. Calcula el valor de $k$ para que $x = 2$ sea una raíz del polinomio. 2. Una vez hallado $k$, utiliza la regla…
Considera el polinomio $P(x) = 3x^3 - kx^2 + 12x - 4$.
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Calcula el valor de $k$ para que $x = 2$ sea una raíz del polinomio.
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Una vez hallado $k$, utiliza la regla de Ruffini para dividir $P(x)$ entre $(x - 2)$ y comprueba que el residuo es cero.
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¿Es el cociente obtenido un polinomio de segundo grado mónico? (Un polinomio es mónico si su coeficiente principal es 1).
Vuelve al principio: el largo del estudio de Yohanna mide $x + 5$ metros, porque $\dfrac{3x^2 + 15x}{3x} = x + 5$.