Operaciones con polinomios
Ximena vende pulseras en un tianguis. Sus ingresos son $I(x) = 300x - 2x^2$ pesos y sus costos son $C(x) = 50x + 200$ pesos, donde $x$ es el número de pulseras. Su ganancia $B(x) = I(x) - C(x)$ es otro polinomio. Operar con polinomios (sumarlos, multiplicarlos, dividirlos) convierte varias fórmulas en una sola, lista para evaluar o factorizar. Al final calcularemos cuánto gana Ximena si vende 100 pulseras.
Valor numérico y suma, resta y producto
El valor numérico de un polinomio se obtiene sustituyendo la variable por un número y haciendo las operaciones respetando la jerarquía. Por ejemplo, si $P(x)=x^2-3x+1$, entonces $P(-2)=(-2)^2-3(-2)+1=4+6+1=11$. Usa paréntesis al sustituir un número negativo.
Sumar o restar polinomios es reducir los términos semejantes. El signo menos de una resta afecta a todos los términos del segundo polinomio.
Para multiplicar, cada término del primer polinomio se multiplica por cada término del segundo. Un rectángulo de áreas lo hace visible.
Calcula el valor numérico del polinomio $P(x) = -2x^3 + 5x^2 - 3x + 4$ para $x = -2$ y para $x = 1$.
Calcula el valor numérico del polinomio $P(x) = -2x^3 + 5x^2 - 3x + 4$ para $x = -2$ y para $x = 1$.
Dados los polinomios $A(x) = 3x^2 - 5x + 1$ y $B(x) = -x^2 + 4x - 6$, calcula la expresión resultante de realizar la operación $2 \times A(x) - B(x)$.
Dados los polinomios $A(x) = 3x^2 - 5x + 1$ y $B(x) = -x^2 + 4x - 6$, calcula la expresión resultante de realizar la operación $2 \times A(x) - B(x)$.
Multiplica los polinomios $P(x) = x^2 - 3x + 2$ y $Q(x) = 2x - 5$. Expresa el resultado ordenado de mayor a menor grado.
Multiplica los polinomios $P(x) = x^2 - 3x + 2$ y $Q(x) = 2x - 5$. Expresa el resultado ordenado de mayor a menor grado.
Productos notables
Son productos tan frecuentes que conviene reconocerlos sin desarrollar paso a paso. Ahorran tiempo al operar y, al revés, son la primera herramienta para factorizar.
Los binomios conjugados también sirven al revés: $16x^2-25=(4x+5)(4x-5)$.
Desarrolla las siguientes expresiones aplicando los productos notables correspondientes: a) $(3x + 4)^2$ b) $(2x - 5)^2$
Desarrolla las siguientes expresiones aplicando los productos notables correspondientes:
- a) $(3x + 4)^2$
- b) $(2x - 5)^2$
Expresa los siguientes binomios como un producto de dos factores utilizando la identidad notable de suma por diferencia: a) $16x^2 - 25$ b) $9x^4 - 49$
Expresa los siguientes binomios como un producto de dos factores utilizando la identidad notable de suma por diferencia:
- a) $16x^2 - 25$
- b) $9x^4 - 49$
Opera y simplifica al máximo la siguiente expresión algebraica: $(x + 3)(x - 3) - (x - 2)^2$.
Opera y simplifica al máximo la siguiente expresión algebraica: $(x + 3)(x - 3) - (x - 2)^2$.
Opera y simplifica al máximo la siguiente expresión algebraica, prestando especial atención a los signos y los productos notables:…
Opera y simplifica al máximo la siguiente expresión algebraica, prestando especial atención a los signos y los productos notables:
$3(x - 2)^2 - 2(x + 1)(x - 1) + (x + 3)^2$
División de polinomios
Dividir $D(x)$ entre $d(x)$ da un cociente $C(x)$ y un residuo $R(x)$ tales que $D(x) = d(x)\cdot C(x) + R(x)$, igual que en la división de números. El residuo tiene grado menor que el divisor (o es $0$).
Empecemos por el caso más sencillo: dividir entre un monomio. Se divide cada término del polinomio entre el monomio: los coeficientes se dividen (con la regla de signos) y los exponentes de la misma variable se restan.
Para dividir entre un binomio (o cualquier polinomio) se usa el procedimiento largo, como en la división de números.
Realiza la división del polinomio $D(x) = 4x^4 - 2x^3 + 6x^2 - x + 5$ entre el binomio $d(x) = x^2 + 2$. Indica claramente cuál es el polinomio cociente $C(x)$ y el…
Realiza la división del polinomio $D(x) = 4x^4 - 2x^3 + 6x^2 - x + 5$ entre el binomio $d(x) = x^2 + 2$. Indica claramente cuál es el polinomio cociente $C(x)$ y el polinomio resto $R(x)$.
Comprueba si el polinomio $P(x) = x^4 - 5x^3 + 7x^2 - 5x + 6$ es divisible por el binomio $(x^2 + 1)$ realizando la división correspondiente. En caso afirmativo, escribe…
Comprueba si el polinomio $P(x) = x^4 - 5x^3 + 7x^2 - 5x + 6$ es divisible por el binomio $(x^2 + 1)$ realizando la división correspondiente. En caso afirmativo, escribe la factorización de $P(x)$ como producto de dos polinomios.
Determina los valores de los coeficientes $m$ y $n$ para que la división del polinomio $D(x) = 4x^4 - 2x^3 + mx^2 + nx - 5$ entre el divisor $d(x) = 2x^2 - x + 3$ sea…
Determina los valores de los coeficientes $m$ y $n$ para que la división del polinomio $D(x) = 4x^4 - 2x^3 + mx^2 + nx - 5$ entre el divisor $d(x) = 2x^2 - x + 3$ sea exacta.
División sintética (regla de Ruffini)
Cuando el divisor es de la forma $x - a$ hay un atajo: la división sintética (en otros libros, regla de Ruffini). Solo se trabaja con los coeficientes y el número $a$.
Otra forma de ver lo mismo: si conoces cociente y residuo, reconstruyes el dividendo con $P(x)=(x-a)\,C(x)+R$.
Aplica la división sintética (regla de Ruffini) para dividir el polinomio $P(x) = 3x^3 - 5x^2 + 2x - 7$ entre $(x - 2)$. Escribe el cociente y el residuo obtenidos.
Aplica la división sintética (regla de Ruffini) para dividir el polinomio $P(x) = 3x^3 - 5x^2 + 2x - 7$ entre $(x - 2)$. Escribe el cociente y el residuo obtenidos.
Sabiendo que al dividir un polinomio $P(x)$ entre $(x - 3)$ se obtiene como cociente $C(x) = 4x^2 - 2x + 1$ y como resto $R = -7$, reconstruye el polinomio $P(x)$ y…
Sabiendo que al dividir un polinomio $P(x)$ entre $(x - 3)$ se obtiene como cociente $C(x) = 4x^2 - 2x + 1$ y como resto $R = -7$, reconstruye el polinomio $P(x)$ y exprésalo en su forma desarrollada.
El teorema del residuo y del factor
Calcula el valor del parámetro $k$ para que la división del polinomio $P(x) = 2x^3 - kx^2 + 5x - 4$ entre el binomio $(x + 2)$ tenga un resto igual a $10$. Utiliza el…
Calcula el valor del parámetro $k$ para que la división del polinomio $P(x) = 2x^3 - kx^2 + 5x - 4$ entre el binomio $(x + 2)$ tenga un resto igual a $10$. Utiliza el teorema del resto para justificar tu respuesta.
Encuentra los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que el polinomio $P(x) = x^3 + ax^2 + bx - 6$ sea divisible exactamente por $(x - 2)$ y, al mismo tiempo, deje un…
Encuentra los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que el polinomio $P(x) = x^3 + ax^2 + bx - 6$ sea divisible exactamente por $(x - 2)$ y, al mismo tiempo, deje un resto de $-12$ al dividirlo entre $(x + 1)$.
Un polinomio $P(x)$ de grado 3 tiene como raíces $x = 1$, $x = -2$ y $x = 4$. Sabiendo además que el valor numérico del polinomio para $x = 0$ es igual a $16$, encuentra…
Un polinomio $P(x)$ de grado 3 tiene como raíces $x = 1$, $x = -2$ y $x = 4$. Sabiendo además que el valor numérico del polinomio para $x = 0$ es igual a $16$, encuentra la expresión desarrollada de $P(x)$ (es decir, en la forma $ax^3 + bx^2 + cx + d$).
Operaciones combinadas y aplicaciones
Los problemas reales encadenan varias operaciones: plantea el polinomio con lo que dice el enunciado, simplifícalo y, si hace falta, evalúalo, divídelo o factorízalo.
Vuelve al principio: con $I(x)=300x-2x^2$ y $C(x)=50x+200$, la ganancia de Ximena es $B(x)=-2x^2+250x-200$ pesos. Si vende $x=100$ pulseras: $B(100)=-2(10{,}000)+250(100)-200=-20{,}000+25{,}000-200=4{,}800$. Gana $\$4{,}800$ (ingresos de $\$10{,}000$ menos costos de $\$5{,}200$).
Fórmulas de geometría que necesitas
Muchos problemas piden un área, un perímetro o un volumen escrito como polinomio. Las medidas son expresiones con $x$, y las fórmulas son las de siempre. Si no las recuerdas, aquí están.
Un jardín rectangular tiene unas dimensiones de $(2x + 5)$ metros de largo y $(2x - 5)$ metros de ancho. En su interior se va a construir una fuente cuadrada de lado…
Un jardín rectangular tiene unas dimensiones de $(2x + 5)$ metros de largo y $(2x - 5)$ metros de ancho. En su interior se va a construir una fuente cuadrada de lado $(x - 1)$ metros, y el resto se cubrirá de césped. Expresa el área de la zona de césped como un polinomio en $x$ simplificado.
Se quiere construir una caja de cartón sin tapa a partir de una lámina rectangular de $30 \text{ cm}$ de largo por $20 \text{ cm}$ de ancho. Para ello, se recortan…
Se quiere construir una caja de cartón sin tapa a partir de una lámina rectangular de $30 \text{ cm}$ de largo por $20 \text{ cm}$ de ancho. Para ello, se recortan cuatro cuadrados idénticos de lado $x \text{ cm}$ en cada una de las esquinas y se doblan las solapas hacia arriba. Encuentra el polinomio $V(x)$ que expresa el volumen de la caja resultante en función de $x$.
El costo de producción de $x$ unidades de un dispositivo electrónico está dado por el polinomio $C(x) = 50x + 200$. El precio de venta al público de cada unidad depende…
El costo de producción de $x$ unidades de un dispositivo electrónico está dado por el polinomio $C(x) = 50x + 200$. El precio de venta al público de cada unidad depende de la cantidad fabricada y sigue la expresión $p(x) = 300 - 2x$.
Encuentra el polinomio beneficio $B(x)$, sabiendo que el beneficio es igual a los ingresos totales (cantidad por precio) menos los costos totales. ¿Cuál será el beneficio si se fabrican y venden $40$ unidades?
La altura en metros de una pelota lanzada verticalmente en función del tiempo en segundos viene dada por el polinomio $H(t) = -5t^2 + 20t + 2$. Una segunda pelota,…
La altura en metros de una pelota lanzada verticalmente en función del tiempo en segundos viene dada por el polinomio $H(t) = -5t^2 + 20t + 2$. Una segunda pelota, lanzada desde otro punto, sigue una trayectoria descrita por $G(t) = -5t^2 + 15t + 10$.
Encuentra el polinomio $D(t)$ que representa la diferencia de altura entre la primera y la segunda pelota ($D(t) = H(t) - G(t)$). ¿En qué instante $t$ se encuentran ambas pelotas a la misma altura?
Una pista de atletismo está formada por una región rectangular central de largo $3x$ y ancho $2x$, rematada por dos semicírculos en sus extremos de diámetro $2x$.…
Una pista de atletismo está formada por una región rectangular central de largo $3x$ y ancho $2x$, rematada por dos semicírculos en sus extremos de diámetro $2x$. Expresa el área total y el perímetro exterior de la pista como polinomios dependientes de $x$ (deja el número $\pi$ indicado en los coeficientes).
Demuestra algebraicamente que, para cualquier número real $x > 1$, las expresiones $a = x^2 - 1$, $b = 2x$ y $c = x^2 + 1$ forman siempre los lados de un triángulo…
Demuestra algebraicamente que, para cualquier número real $x > 1$, las expresiones $a = x^2 - 1$, $b = 2x$ y $c = x^2 + 1$ forman siempre los lados de un triángulo rectángulo (es decir, cumplen el Teorema de Pitágoras). Comprueba tu resultado evaluando los polinomios para $x = 4$.
Una empresa emergente estima que sus ingresos mensuales siguen el polinomio $I(x) = -2x^3 + 60x^2$ y sus costos de operación son $C(x) = 15x^2 + 400x$, donde $x$ es el…
Una empresa emergente estima que sus ingresos mensuales siguen el polinomio $I(x) = -2x^3 + 60x^2$ y sus costos de operación son $C(x) = 15x^2 + 400x$, donde $x$ es el número de meses transcurridos desde su creación.
Encuentra el polinomio de beneficio $B(x)$. Sabiendo que en el mes $x = 10$ el beneficio es exactamente cero (punto de equilibrio), factoriza el polinomio $B(x)$ para determinar en qué otro mes el beneficio vuelve a ser cero.
Opera y simplifica la siguiente expresión algebraica, factorizando el resultado final si es posible: $\frac{(2x - y)^3 - (2x + y)^3}{-2y}$ A continuación, evalúa el…
Opera y simplifica la siguiente expresión algebraica, factorizando el resultado final si es posible:
$\frac{(2x - y)^3 - (2x + y)^3}{-2y}$
A continuación, evalúa el polinomio resultante para $x = 2$ e $y = -1$.
Un depósito de agua tiene forma cilíndrica con un radio base de $(x + 2)$ metros y una altura de $(2x - 1)$ metros. En su interior se sumerge un bloque cúbico sólido de…
Un depósito de agua tiene forma cilíndrica con un radio base de $(x + 2)$ metros y una altura de $(2x - 1)$ metros. En su interior se sumerge un bloque cúbico sólido de arista $x$ metros. Expresa mediante un polinomio ordenado el volumen de agua necesario para llenar el espacio libre del depósito. Deja la constante $\pi$ indicada en los coeficientes que la requieran.