Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Matemática para o Ensino Básico I - MAT/CEAD/UFOP - 2013 Cláudia Raquel Martins Corrêa 1.Polinômios Como o conteúdo de Polinômios será visto anteriormente ao conteúdo de funções, não daremos o enfoque para as funções polinomiais. Trataremos os polinomios como expressões. 1.1. Definição Um polinômio na variável x é uma expressão composta da soma de produtos de constantes por potências inteiras positivas de x e sempre pode ser escrito na forma: p(x) = anx n + an−1x n−1 + . . .+ a2x 2 + a1x+ a0, onde n ∈ N, ai, i = 0, 1, 2, . . . , n são números reais chamados de coeficientes. Cada parcela da soma em p(x) é chamada monômio. Um polinômio p(x) é chamado identicamente nulo se p(x) = 0, ou seja, se todos os seus coeficientes são iguais a zero. Exemplos: a) p(x) = 5x4 − 3x2 + x+ 5 b) p(x) = 2x7 + √ 3x2 − 2 c) p(x) = −7x+ π d) p(x) = 0 e) p(x) = x− 3x− 12 não é polinômio pois existe expoente de x que não é um número natural. Dois polinomios p(x) e q(x) são iguais se seus coeficientes são ordenadamente iguais. Exemplo: p(x) = ax5 + bx4 + cx3 + dx2 + ex+ f = q(x) = 3x4 − 7x3 + 2x+ 1⇔ a = 0, b = 3, c = −7, d = 0, e = 2 e f = 1 1.2. Grau de um polinômio Seja p(x) = anx n + an−1x n−1 + . . .+ a2x 2 + a1x+ a0 um polinomio não identicamente nulo. Se an 6= 0, dizemos que o grau de p(x) é n e denotamos gr(p(x)) = n. O grau de um polinômio não identicamente nulo corresponde a mais alta potência de x presente no polinomio. Exemplos: 1 2 1) p(x) = 4x3 − 2x+ 5 tem grau 3. 2) p(x) = −2x8 + 5 tem grau 8. 3) p(x) = 5 tem grau 0. 1.3. Valor Numérico Ao atribuirmos um valor fixo para x, por exemplo, se x = α e calculamos p(α) = anα n +an−1α n−1 + · · ·+a2α2 +a1α+a0, obtemos o valor numérico do polinômio para α. Exemplos: Se p(x) = x3 − 4x2 + 6x− 4, então p(−1 2 ) = (−1 2 )3 − 4(−1 2 )2 + 6(−1 2 )− 4 = −1 8 − 4 · 1 4 − 3− 4 = −65 8 . OBS: Se p(α) = 0, então dizemos que α é um zero ou raiz do polinômio. Vimos que um polinômio é determinado se conhecemos todos os seus coeficientes. Assim, para determinarmos um polinômio de grau n, devemos conhecer seus n+ coeficientes. Se queremos determinar n + 1 números, é intuitivo que necessitamos de n + 1 in- formações. O próximo resultado trata dessa afirmação envolvendo polinmios. Ele não será demosntrado neste texto. Teorema: Dados n + 1 números reais distintos x0, x1, · · · , xn e fixados arbitraria- mente valores y0, y1, . . . , yn, existe único polinômio de grau ≤ n, tal que: p(x0) = y0, p(x1) = y1, . . . , p(xn) = yn. 1.4. Operações com polinômios Consideremos os seguintes polinômios: p(x) = anx n + an−1x n−1 + . . .+ a2x 2 + a1x+ a0 q(x) = bmx m + bm−1x m−1 + . . .+ b2x 2 + b1x+ b0 onde an 6= 0 e bm 6= 0. 1.4.1. Soma de polinômios A soma p(x) + q(x) é um polinômio obtido somando os coeficientes correspondentes (coeficientes de x elevado a mesma potência). Denotamos p(x) + q(x) = (p+ q)(x). Considerando m < n, temos: (p+q)(x) = anx n+. . .+(am+bm)x m+(am−1+bm−1)x m−1+. . .+(a2+b2)x 2+(a1+b1)x+(a0+b0). OBS: gr(p+ q) ≤ máx{gr(p), gr(q)} e a igualdade é válida quando n 6= m. 3 Exemplo: Se p(x) = 3x3 − 2x2 + 7 e q(x) = 3x4 − 7x3 + 2x+ 1, então (p+q)(x) = (0+3)x4+(3−7)x3+(−2+0)x2+(0+2)x+(7+1) = 3x4−4x3−2x2+2x+8. 1.4.2. Multiplicação de um polinômio por um número real Seja α ∈ R. Então αp(x) é o polinômio obtido multiplicando cada coeficiente de p(x) por α: αp(x) = αanx n + αan−1x n−1 + . . .+ αa2x 2 + αa1x+ αa0 OBS: gr(αp) = gr(p) se α 6= 0. Exemplo: Se p(x) = 3x3 − 2x2 + 7 e α = −2, então αp(x) = −6x3 + 4x2 − 14. 1.4.3. Multiplicação de polinômios O produto p(x) · q(x) é um polinômio obtido aplicando a propriedade distributiva. Denotamos p(x) · q(x) = (p · q)(x). (p · q)(x) = (an·bm)xn+m+. . .+(a0·bi+a1·bi−1+. . . ai·b0)xi+. . .+(a0·b2+a1·b1+a2·b0)x2+(a0·b1+a1·b0)x+a0·b0 OBS: gr(p · q) = n+m. Exemplo: Se p(x) = 3x3 − 2x2 + 7 e q(x) = 3x4 − 7x3 + 2x+ 1, então (p · q)(x) = 3x3 · q(x)− 2x2 · q(x) + 7 · q(x) = (9x7 − 21x6 + 6x4 + 3x3) + (−6x6 + 14x5 − 4x3− 2x2) + (21x4 − 49x3 + 14x+ 7) = 9x7 − 27x6 + 14x5 + 27x4 − 50x3 − 2x2 + 14x+ 7. 1.4.4. Divisão de polinômios Dados dois polinomios p(x)e d(x) não identicamente nulos, existem únicos polinômios q(x) e r(x) tais que: p(x) = d(x) · q(x) + r(x) e 0 ≤ gr(r(x)) < gr(d(x)). Esta afirmação é conhecida como o algoritmo da divisão de Euclides. Os polinômios q(x) e r(x) são chamados respectivamente de quociente e resto da divisão de p(x) (dividendo) por d(x) (divisor). Se gr(r(x)) = 0, então dizemos que d(x) divide p(x). As operações com polinômios satisfazem as seguintes propriedades: 1) Comutatividade da soma e da multiplicação. 2) Associatividade da soma e da multiplicação. 3) Existência do elemento neutro aditivo (polinomio identicamente nulo). 4 4) Existência do simétrico aditivo (−p(x)). 5) Distributividade. 1.5. Exerćıcios 1) Determine o valor de r no polinomio p(x) = x3 + 4x2 + rx− 3 sabendo que x = −2 é raiz de p(x). 2) Dado o polinomio p(x) = (m2 − 1)x2 + (m− 1)x + 7, discuta, em função de m, o seu grau. 3) Dados os polinomios p(x) = 10x4 − 3x2 + 3x+ 10 e q(x) = 2x2 − 5x, determine: a) (p+ q)(x) b) (p− q)(x) c) −5 · p(x) d) (p · q)(x) e) p(x) 2x+6 4) Calcule 8x 4−5x3+3x+9 x+6 . 5) Complete o quadrado da expressão: ax2 + bx+ c, sendo a 6= 0.
Compartilhar