Grado 9 ↓
Polinomios
Los polinomios son una parte esencial de las matemáticas que encontrarás a menudo en álgebra. Entender los polinomios es importante porque forman la base de las ecuaciones que resuelves en matemáticas, física, ingeniería e incluso en informática.
¿Qué son los polinomios?
Un polinomio es una expresión matemática que consta de una suma de potencias en una o más variables multiplicadas por coeficientes. La palabra "polinomio" proviene de las palabras griegas "poly" (que significa "muchos") y "nomial" (que significa "término"), por lo que básicamente significa "muchos términos".
Una variante simple de un polinomio en una variable, usualmente x, se escribe así:
a n *x n + a n-1 *x n-1 + ... + a 2 *x 2 + a 1 *x + a 0
Donde:
a n
,a n-1
, ...,a 0
son constantes llamadas coeficientes.- n es la potencia más alta, llamada el grado del polinomio.
- x es la variable.
Entender los polinomios a través de ejemplos
Ejemplo 1: Un polinomio simple
Considera el polinomio:
2x 3 + 4x 2 - x + 7
Este polinomio tiene:
- Grado de 3 (debido al término
2x 3
). - Los coeficientes son 2, 4, -1 y 7.
- Cuatro términos.
Ejemplo 2: Otro polinomio
Consideremos otro polinomio:
5y 4 - 3y 2 + 2
Estamos aquí:
- El grado de 4 (del término
5y 4
). - Los coeficientes son 5, 0, -3 y 2.
- Tres términos (aunque el término
y 3
falta, está presente con coeficiente 0).
Representación visual de los polinomios
Intentemos visualizar el polinomio 2x 2 + 3x + 1
.
Explicación: En esta representación SVG, cada círculo rojo representa el valor del polinomio para una coordenada x dada. Los puntos representados son (1,6), (2,11) y (3,22), que muestran cómo crece el polinomio a medida que aumenta x.
Tipos de polinomios
Los polinomios pueden clasificarse según el número de términos que tienen:
- Monomio: Un polinomio con un solo término. Ejemplo:
4x 3
- Binomio: Un polinomio con dos términos. Ejemplo:
3x + 2
- Trinomio: Un polinomio con tres términos. Ejemplo:
x 2 + 5x + 6
Operaciones con polinomios
Suma de polinomios
Para sumar polinomios, combinas términos semejantes. Los términos semejantes son términos que tienen la misma variable elevada al mismo poder.
Ejemplo: Suma los polinomios 2x 2 + 3x + 4
y x 2 - 2x + 5
.
(2x 2 + 3x + 4) + (x 2 - 2x + 5) = (2x 2 + x 2) + (3x - 2x) + (4 + 5) = 3x 2 + x + 9
Resta de polinomios
Restar polinomios es lo mismo que sumarlos, excepto que restas los coeficientes de los términos semejantes.
Ejemplo: Resta el polinomio x 2 + 4x - 2
de 3x 2 - x + 5
.
(3x 2 - x + 5) - (x 2 + 4x - 2) = (3x 2 - x 2) + (-x - 4x) + (5 + 2) = 2x 2 - 5x + 7
Multiplicación de polinomios
Para multiplicar polinomios, utiliza la propiedad distributiva para asegurarte de que cada término del primer polinomio multiplique cada término del segundo polinomio.
Ejemplo: Multiplica (x + 2)
por (x - 3)
.
(x + 2)(x - 3) = x(x) + x(-3) + 2(x) + 2(-3) = x 2 - 3x + 2x - 6 = x 2 - x - 6
División de polinomios
La división de polinomios se puede hacer usando la división larga o la división sintética. Para ser breves y claros, discutiremos una simple división larga.
Ejemplo: Divide 2x 2 + 3x + 4
entre x + 1
.
_________
x + 1 | 2x 2 + 3x + 4
- (2x 2 + 2x)
-----------------
x + 4
-(x + 1)
-----------------
3
El resultado es 2x + 1 y el residuo es 3.
Teorema del resto y teorema del factor
Teorema del resto
El teorema del resto dice que si divides el polinomio f(x) por (x - a)
, el resto es f(a).
Ejemplo: Encuentra el resto al dividir f(x) = 2x 3 + 3x 2 - 5x + 4
por x - 2
.
f(x) = 2x 3 + 3x 2 - 5x + 4
f(2) = 2(2) 3 + 3(2) 2 - 5(2) + 4 = 16 + 12 - 10 + 4 = 22
Por lo tanto, el resto es 22.
Teorema del factor
El teorema del factor es una extensión del teorema del resto. Afirma que (x - a)
es un factor de un polinomio f(x) si y solo si f(a) = 0.
Ejemplo: Verifica si x - 3
es un factor de x 3 - 6x 2 + 11x - 6
.
f(x) = x 3 - 6x 2 + 11x - 6
f(3) = 3 3 - 6(3) 2 + 11(3) - 6 = 27 - 54 + 33 - 6 = 0
Ya que f(3) = 0, x - 3
es realmente un factor.
Graficar los polinomios
Graficar los polinomios proporciona una representación visual de la función y sus soluciones. El grado del polinomio determina cuántos giros posibles puede tener el gráfico.
Gráfico de un polinomio cuadrático
Un polinomio cuadrático de la forma ax 2 + bx + c
se representa como una curva llamada parábola. La dirección de la parábola depende del signo del coeficiente principal a.
Considera el polinomio f(x) = x 2 - 4x + 3
.
Este gráfico es una parábola que se abre hacia arriba. El vértice de la parábola está en el punto donde la parábola gira.
Gráfico de un polinomio cúbico
Los polinomios cúbicos de la forma ax 3 + bx 2 + cx + d
pueden tener gráficos en forma de S. Pueden tener uno o dos puntos de giro, dependiendo de los coeficientes.
Considera el polinomio f(x) = x 3 - 3x 2 - x + 3
.
El gráfico tiene una forma de S, mostrando el comportamiento típico de un polinomio cúbico.
Importancia de los polinomios
Entender los polinomios no se limita solo a resolver problemas matemáticos en papel. Los polinomios se utilizan ampliamente en varios campos como economía, física, ingeniería, gráficos por computadora y estadística. Se utilizan para modelar escenarios donde las entidades tienen cambios en las tasas, proporcionan curvas para gráficos por computadora, describen las trayectorias de los objetos en física y mucho más.
Conclusión
Los polinomios son un concepto importante en matemáticas cuyas aplicaciones se extienden mucho más allá del aula. Comprender los fundamentos de los polinomios, incluidas las operaciones, los teoremas y la graficación, te proporciona las habilidades para resolver y entender problemas matemáticos más complejos. Al ser capaz de manipular y entender los polinomios, desbloqueas un conjunto de herramientas poderosas tanto para la resolución de problemas académicos como del mundo real.