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Curso Completo de Polinômios Capítulos Gratuitos Conteúdo deste PDF Aula 01: Grau, Raízes e Valor Numérico de um Polinômio Aula 06: Equações Polinomiais I - Redução de grau de uma Equação Polinomial • Vídeo Aulas com teoria completa e resolução de exercícios (links) • Resumo da Teoria • Exercícios propostos • Resolução completa Prof. Lafayette Spósito Goyano Jota (ITA-2004) professor.lafayette@gmail.com www.materiaisdolafa.com.br 2 Aula 01: Grau, Raízes e Valor Numérico de um Polinômio Vídeo-Aula completa com teoria e exercícios aqui! Aula 01, Parte 01 – 17 minutos Assista em: https://youtu.be/ySwB94dKsg0 Ou use o QR code abaixo: Aula 01, Parte 02 – 22 minutos Assista em: https://youtu.be/JlUBcsF2fEA Ou use o QR code abaixo: Na aula 01, estudamos sobre o seguinte conteúdo: Grau de um polinômio Grau de um polinômio é o maior dos expoentes de x. Por exemplo, o polinômio 4 3 2( ) 2 2 20P x x x x= + + tem grau 4. Observe que se algum termo qualquer tiver coeficiente nulo, ele não conta para a determinação do grau. Por exemplo: 10 7 3 2( ) 0 0P x x x x x= + − − tem grau 3. http://www.materiaisdolafa.com.br/ https://youtu.be/ySwB94dKsg0 https://youtu.be/JlUBcsF2fEA www.materiaisdolafa.com.br 3 Já o polinômio 10 3 2( )P x mx x x= − − tem seu grau dependendo do valor de m. Se m = 0, então o grau é 3, caso contrário (m diferente de zero) então o grau é 10. Valor Numérico Valor numérico de um polinômio é o resultado de P(x), quando se substitui x por algum valor. Por exemplo, ao trabalhar com o polinômio 3( )P x x x= + , podemos calcular P(2): 3(2) 2 2 (2) 10P P= + = P(2) é o valor numérico do polinômio quando x vale 2, e neste caso, obtemos P(2) = 10. Note que não é correto dizer P(x) = 10. Da mesma forma, se substituirmos x por 1, obteremos P(1) = 2. Não é correto dizer P(x) = 1. Raiz de um polinômio Raiz é o valor de x que torna o valor numérico do polinômio igual a zero. Em muitos casos a raiz pode ser obtida por inspeção. Por exemplo, 3( ) 8P x x= − É possível notar que 2 é raiz, porque 3(2) 2 8 0P = − = . Expressando matematicamente, ( ) 0 a é raiz de P(x)P a = Quando uma raiz é dada, ela pode ser usada para obter coeficientes faltantes. Por exemplo, caso seja dado que 3 é raiz de 3( ) 3P x kx x= − . Neste caso sabemos que P(3) = 0, e portanto: 33 3 3 0 27 9 1 3 k k k − = = = Não tente fazer os exercícios abaixo antes de assistir à aula completa, inclusive as resoluções contidas no vídeo. Na aula em vídeo você encontrará a explicação de cada modelo de exercício. Ao “travar” em um exercício, você pode voltar e assistir de novo a resolução de um exercício parecido. http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 4 Exercícios Propostos Todos os exercícios abaixo possuem resolução disponível para você! As resoluções e o gabarito estão no final do material. 01- (PUC Campinas SP) Se os graus dos polinômios f, g, h são respectivamente, 4, 3 e 2, então o grau do polinômio: a) 3.f é 12 b) g2 é 9 c) f.g é 7 d) f + h é 6 e) g – h é 1 02 (UNIFOR CE) Sabe-se que uma das raízes da equação 4 3 22 10 4 0x x mx x− − + − = é 2 1 . A partir dessa informação conclui-se que m é um número a) primo. b) quadrado perfeito. c) múltiplo de 3. d) cubo perfeito. e) divisor de 18. 03- (UNIFOR CE) Se os polinômios p, q, r têm graus 2, 3, 4, respectivamente, então o grau do polinômio p q + r é? 04 - (FMJ SP) Se 3 é raiz do polinômio 3 2( ) 5 2 3p x x x x m= − + − , então o valor de m é: a) 13 +− b) 339− c) 6318 + d) )33(3 + e) )133(6 − 05 - (UNIFOR CE) Os polinômios p e q têm graus iguais a n. Se o grau do polinômio p q é igual a 10, então o grau do polinômio p + q é: a) igual a 10. b) igual a 5. c) no máximo igual a 5. d) no mínimo igual a 5. e) um número compreendido entre 5 e 10. http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 5 06 - (UFG GO/2007) Considere o polinômio: p(x) = (x − 1) (x − 3)2 (x − 5)3 (x − 7)4 (x − 9)5 (x − 11)6. O grau de p(x) é igual a a) 6 b) 21 c) 36 d) 720 e) 1080 07 - (UEM PR/2006) Considere o polinômio ( ) ( )2 3 2( ) 1 2 1 2p x m x m x x= + − + − + . Assinale a alternativa correta. a) Se x = 0, grau do polinômio p(x) é zero. b) Se m = −1, o grau do polinômio p(x) é 1. c) Se m = −1, p(x) tem 2 como raiz. d) Se m = 0, tem −1, 1 e 2 como raízes. e) Se m = 1, o grau do polinômio p(x) é 2. 08 - (UESPI/2014) O valor de m IR para que o grau do polinômio ( ) 4 33 2 6 7m x x x+ + − + seja igual a 3 é: a) m = 0 b) m = 1 c) m = –1 d) m = –3 e) m = 3 09 - (FGV /2013) Desenvolvendo-se o binômio ( ) 5 ( ) 1p x x= + , podemos dizer que a soma de seus coeficientes é a) 16 b) 24 c) 32 d) 40 e) 48 10 - (PUC RS/2012) A função Custo Total para produzir x unidades de um certo produto é dada, em reais, por 3 2( ) 30 400 500C x x x x= − + + . O custo de fabricação de 10 unidades é de _______ reais. a) 500 b) 1000 c) 2500 d) 3500 http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 6 e) 8500 11 - (ASCES PE/2012) Suponha que a função real f seja dada por 4 2( ) 2 3f x ax bx x= + + + , com a e b constantes reais, e que f(–2) = 12. Qual o valor de f(2)? a) 14 b) 16 c) 18 d) 20 e) 22 12 - (UFSCar SP/2009 - adaptada) Em relação a P(x), um polinômio de terceiro grau, sabe-se que P(−1) = 2, P(0) = 1, P(1) = 2 e P(2) = 7. b) Determine P(x). 13 - (PUC RS/2009) O número de raízes reais distintas da equação ( ) ( )3 3 3 3 0 3 x x x x x + − = é a) 0 b) 1 c) 3 d) 5 e) 7 14 - (UNIR RO/2009) Se p(x) é o polinômio dado por ( ) ( )1 2 2( ) 1 2 ... + 2n n np x nx n x n x x x− −= + − + − + + , com n inteiro positivo, o valor de p(1) é: a) b) c) n+1 d) n e) n+2 15 - (UEPG PR/2008 - adaptada) Assinale o que for correto. 01. O número 2 é raiz do polinômio 3 2( ) 5 12P x x x= − + 04. O polinômio ( )2 2( ) 1 3P x a x ax= − + + tem grau 2 se a = –1 16 - (CEFET PR/2008) 2 )1n(n + 2 )2n)(1n( ++ http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 7 Se os polinômios p, r e s são de graus 2, 3 e 4, respectivamente, pode-se afirmar que o grau de p + r – s: a) não pode ser determinado. b) é igual a 1. c) é igual a 4. d) é igual a 9. e) é igual a 2. 17 - (UEPG PR Adaptada) Em relação ao polinômio ( ) ( ) 24 2( ) 1 2 1P x x x x x x= − − + − , assinale o que for correto. 01. Se anula para 04. É do 4º grau 08. P(2) = 8 16. Possui raízes imaginárias 18 - (UDESC SC/2005) O grau do polinômio que expressa o determinante da matriz 1 2 1 1 x x A x x x = − é: a) 3 b) 2 c) 1 d) 0 e) 4 19 - (UNIFOR CE/2004) Considere os polinômios p = x2 – 2x + 1, q = x3 + x – 2 e r = –x5 + 2x4 – x3 + x2 – x + 1. O grau do polinômio p q + r é: a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1 Questões Extras e Desafios 20 - (UFU MG/2010) Considere o polinômio de variável real ( )( )( )( )( ) ( )2 3 4 5 15( ) 1 2 4 8 16 ... 16384p x x x x x x x= − − − − − − . Então, o grau de p e o valor de p(2) são, respectivamente: 0x = http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 8 a) 120 e 2112 b) 136 e 2112 c) 136 e 2105 d) 120 e 2105 21 - (UEPB) Seja P(x) um polinômio do 2º grau tal que: P(0) = –20 P(1) + P(2) = –18 P(1) – 3P(2) = 6 Então, o conjunto de todos os x para os quais P(x) < 0 é: a) {x R | x < –20 ou x > 1} b) {x R | x < –2 ou x > 10} c) {x R | 4 < x < 5} d) {x R | –2 < x < 10} e) {x R | x < 4 ou x > 5}22 - (UNIFOR CE) Sejam os polinômios f = (3a + 2)x + 2 e g = 2ax – 3a + 1 nos quais a é uma constante. O polinômio f.g terá grau 2 se, e somente se, a) a 0 b) c) a 0 e d) a 0 e e) e Gabaritos da Aula 01 01. C 02. B 03. Grau 5. 04. E 05. C. 06. B. 07. D 08. D 09. C 10. C 3 2 a − 3 2 a − 3 1 a 3 1 a 3 2 a − http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 9 11. D 12. 13. C 14. A 15. VF 16. C 17. VFVV. 18. A 19. C 20. D 21. E 22. 2 e a 0 3 a − Resoluções Completas da Aula 01 01. Vamos adotar os polinômios 4( )f x x= , 3( )g x x= e 2( )h x x= . Assim, a) 43 3f x = (grau 4, portanto o item “a” não está correto.) b) ( ) 2 2 3 6g x x= = (grau 6, portanto o item “b” não está correto. Lembre-se que potência de potência multiplica os expoentes.) c) 4 3 7f g x x x = = (grau 7, item c está correto). d) 4 2f h x x+ = + (grau 4, potências de graus diferentes ‘não se misturam’) e) 3 2g h x x− = − (grau 3, potências de graus diferentes ‘não se misturam’) 02. Lembre-se de que raiz é o valor de x que torna o valor do polinômio zero, ou também, que torna a equação verdadeira. Assim, 4 3 22 10 4 0x x mx x− − + − = 4 3 2 1 1 1 1 2 10 4 0 2 2 2 2 m − − + − = 2 1 10 4 0 16 8 4 2 m − − + − = 1 1 5 4 0 8 8 4 m − − + − = 1 4 4 m m− = − = Como 4 é o quadrado de 2, ele é um quadrado perfeito. 1 3 x x 3 x )x(P 2 3 +−+= http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 10 03. Vamos adotar 2p x= , 3q x= e 4r x= . Então, 2 3 4 5 4 p q r x x x x x + = + = + Cujo grau é 5. 04. Se 3 é raiz, então ( )3 0p = Assim, ( ) 3 2 3 5 3 2 3 3 3 0p m= − + − = 5 3 3 6 3 3 0m − + − = 15 3 6 3 3 0m− + − = 18 3 6 m− = ( )6 3 3 1m = − 05. A única forma de p e q terem graus iguais e p.q ter grau 10, é que os polinômios p e q tenham grau 5. Para imaginar o que ocorre com o polinômio p + q devemos imaginar alguns casos. Caso 1: vamos considerar que 5 5( ) e ( )p x x q x x= = . Neste caso, 52p q x+ = e o grau é 5. Caso 2: vamos considerar um caso em que os termos de maior grau se cancelem. Por exemplo: 5 4 5 4( ) +x e ( )p x x q x x x= − = + . Neste caso, 42p q x+ = e o grau é 4. Assim, o grau pode ser 5 ou menor que 5, caso haja cancelamentos. 06. Não é necessário fazer as distributivas, apenas observar que no primeiro termo o grau é 1, no segundo termo o grau é 2, depois 3, e assim sucessivamente. Considerando apenas os maiores expoentes de cada termo teremos: 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 21 x x x x x x x x + + + + + = = 07. Analisando cada alternativa. a) O grau de um polinômio não depende do valor de x. O item tenta fazer uma confusão entre o valor numérico do polinômio e seu grau. b) Para m = - 1, teremos: ( )( ) ( )2 3 2 3 2 3 ( ) 1 1 2 1 1 2 ( ) 2 0 2 ( ) 2 2 p x x x x p x x x x p x x x = − + − − + − + = − − + = − + Que tem grau 3. c) Para ver se 2 é raiz do polinômio basta substituir x = 2 e verificar se p(2) = 0. http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 11 3( ) 2 2p x x x= − + 3(2) 2 2 2 2 16p = − + = E assim, x = 2 não é raiz. d) Substituindo m por 0. ( ) ( )2 3 2 3 2 ( ) 0 1 2 0 1 2 ( ) 2 2 p x x x x p x x x x = + − + − + = − − + E fazendo as substituições podemos perceber que: 3 2( ) 2 2p x x x x= − − + 3 2(1) 1 2 1 1 2 (1) 1 2 1 2 0p p= − − + = − − + = 3 2( ) 2 2p x x x x= − − + ( ) ( ) ( ) 3 2 ( 1) 1 2 1 1 2 ( 1) 1 2 1 2 0p p− = − − − − − + − = − − + + = 3 2( ) 2 2p x x x x= − − + 3 2(2) 2 2 2 2 2 (2) 8 8 2 2 0p p= − − + = − − + = Portanto, 1, -1 e 2 são raízes. Item correto. e) Se m = 1, o polinômio se torna: ( ) ( )2 3 2 3 2 ( ) 1 1 2 1 1 2 ( ) 2 4 2 p x x x x p x x x x = + − + − + = − − + Que é de grau 3. 08. Para o grau ser 3, o coeficiente do termo em 4x deve ser nulo. Para isso, m + 3 = 0 E portanto, m = - 3 09. Observe um polinômio qualquer (neste exemplo vamos usar um polinômio de terceiro grau): 3 2( )p x ax bx cx d= + + + . Veja agora o que ocorre ao substituirmos x por 1, ou seja, calcularmos o valor de p(1): 3 2(1) 1 1 1 (1) p a b c d p a b c d = + + + = + + + Observe que p(1) é a soma dos coeficientes a, b, c, d. O que ocorreu para este polinômio ocorre para todos: a soma dos coeficientes é sempre igual a p(1). Por isso, a soma dos coeficientes será: ( ) 5 ( ) 1p x x= + http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 12 ( ) 5 5 (1) 1 1 (1) 2 32 p p = + = = 10. O custo de fabricação será o valor numérico quando x = 10. Assim, 3 2( ) 30 400 500C x x x x= − + + 3 2(10) 10 30 10 400 10 500 (10) 1000 3000 4000 500 (10) 2500 C C C = − + + = − + + = 11. Como f(-2) = 12, vamos substituir x por -2. 4 2( ) 2 3f x ax bx x= + + + ( ) ( ) ( ) 4 2 ( 2) 2 2 2 2 3f a b− = − + − + − + ( 2) 16 4 4 3f a b− = + − + Como f(-2) = 12, 12 16 4 4 3 16 4 13a b a b= + − + + = Agora, vamos à pergunta, que é f(2). 4 2( ) 2 3f x ax bx x= + + + 4 2(2) 2 2 2 2 3f a b= + + + 13 (2) 16 4 4 3 (2) 13 4 3 20 f a b f = + + + = + + = 12. Escrevendo o polinômio em sua forma geral: 3 2( )P x ax bx cx d= + + + . Substituindo os dados do exercício, começando do P(0), que nos dará o valor do termo independente, d: 1) P(0) = 1, portanto, 3 2(0) 0 0 0P a b c d= + + + 1 0 0 0 d= + + + 1d = Com isso, 3 2( ) 1P x ax bx cx= + + + 2) P(-1) = 2, portanto, ( ) ( ) ( ) 3 2 ( 1) 1 1 1 1 2 1 1 P a b c a b c a b c − = − + − + − + = − + − + − + = − http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 13 3) P(1) = 2, portanto, 3 2(1) 1 1 1 1 2 1 1 P a b c a b c a b c = + + + = + + + + + = 4) P(2) = 7, portanto, 3 2(2) 2 2 2 1 7 8 4 2 1 8 4 2 6 P a b c a b c a b c = + + + = + + + + + = O que nos conduz ao sistema: 1 1 8 4 2 6 a b c a b c a b c − + = − + + = + + = Uma das técnicas de resolver um sistema de três equações e três incógnitas é isolar uma variável em uma e substituir nas outras duas. Por isso, isolando “c” na primeira equação. 1 1 1 8 4 2 6 a b c c a b a b c a b c − + = − = − − + + + = + + = Substituindo nas outras duas: 1a b c+ + = 1 1 2 2 1 a b a b b b + − − + = = = ( ) 8 4 2 6 8 4 2 1 6 a b c a b a b + + = + + − − + = 8 4 2 2 2 6 6 6 8 a b a b a b + − − + = + = Como já obtivemos que b = 1, 1 6 6 8 3 a a+ = = E finalmente, 1c a b=− − + http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 14 1 1 1 1 3 3 c c= − − + = − Chegando, assim, a: 13. ( ) ( )3 3 3 3 0 3 x x x x x + − = Como a equação já se encontra fatorada, observe que basta igualar cada um dos fatores a zero. 3 0 0x x= = 3 0 3x x+ = =− 3 0 3x x− = = 0 0 3 x x= = 3 0 0x x= = Existem somente três valores distintos entre si: 0, - 3 e 3. 14. ( ) ( )1 2 2( ) 1 2 ... + 2n n np x nx n x n x x x− −= + − + − + + ( ) ( )1 2 2(1) 1 1 1 2 1 ... + 2 1 1n n np n n n− −= + − + − + + ( ) ( )(1) 1 2 ... + 2 1p n n n= + − + − + + Lendo a soma da direita para a esquerda, nota-se que é a soma dos termos de uma progressão aritmética: ( ) ( )(1) 1 2 3 .... 2 1p n n n= + + + + − + − + Primeiro termo: 1 Último termo: n Número de termos: n (porque quem conta de 1 até n conta n termos). Assim, usando a fórmula da soma de P.A.: ( )1 2 na a n S + = ( )1 2 n n S + = 15. 01. 3 2(2) 2 5 2 12 (2) 8 20 12 0 P P = − + = − + = Como P(2) = 0, então 2 é raiz. 1 3 x x 3 x)x(P 2 3 +−+= http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 15 04. Caso a = -1: ( )2 2( ) 1 3P x a x ax= − + + ( )( )2 2 2 ( ) 1 1 1 3 ( ) 0 3 ( ) 3 P x x x P x x x P x x = − − − + = − + = − + Que é de primeiro grau. 16. Podemos adotar polinômios representativos, como: 2p x= , 3r x= e 4s x= . Ao efetuar a soma proposta teremos: 2 3 4p r s x x x+ − = + − Que é um polinômio de grau 4. Como não há operação possível entre potências distintas de x, este resultado é válido para quaisquer outros polinômios destes graus, não precisando ser o exemplo que usamos. 17. Inicialmente vamos desenvolver P(x). ( ) ( ) 24 2( ) 1 2 1P x x x x x x= − − + − ( )4 2 2 2( ) 1 2 2 2P x x x x x x x= − − + + − 4 2 3 4 2( ) 2 2 2P x x x x x x x= − + − + − 3 2( ) 2 3 2P x x x x= − + Item 01: Verdadeiro. 3 2(0) 2 0 3 0 2 0 (0) 0P P= − + = Item 02: Falso. Após desenvolver todos os termos, o polinômio é de terceiro grau. Item 08: Verdadeiro: 3 2( ) 2 3 2P x x x x= − + 3 2(2) 2 2 3 2 2 2 (2) 16 12 4 8 P P = − + = − + = Item 16: Verdadeiro. Igualando o polinômio a zero: ( ) 3 2 2 2 3 2 0 2 3 2 0 x x x x x x − + = − + = Na forma fatorada, podemos concluir que x = 0 ou 22 3 2x x− + = 0. O discriminante da equação é ( ) 2 3 4 2 2 = − − , que resultará - 7. Portanto, as raízes são complexas. 18. O grau do polinômio que expressa o determinante da matriz http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 16 1 2 1 1 x x A x x x = − é: a) 3 b) 2 c) 1 d) 0 e) 4 Resolução: primeiro devemos desenvolver o determinante de acordo com a Regra de Sarrus: 1 det 2 2 1 1 1 x x x x A x x x x x = − 2 2 3 3 det 2 2 det A x x x x x x A x x = − + − + − = − Que é um polinômio de terceiro grau. 19. Considere os polinômios p = x2 – 2x + 1, q = x3 + x – 2 e r = –x5 + 2x4 – x3 + x2 – x + 1. O grau do polinômio p q + r é: a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1 Resolução: ( )( ) ( )2 3 5 4 3 22 1 2 2 1p q r x x x x x x x x x + = − + + − + − + − + − + 5 3 2 4 2 3 5 4 3 22 2 2 4 2 2 1p q r x x x x x x x x x x x x x + = + − − − + + + − − + − + − + ¨ Fazendo as contas, os termos de quinto grau se cancelam e os de quarto grau também. 3 23 4 1p q r x x x + = − + − Que é um polinômio de terceiro grau. Questões Extras e Desafios 20. O grau de p será obtido imaginando que, na distributiva, teremos a seguinte multiplicação: 1 2 3 4 5 15x x x x x x = 1 2 3 4 5 ... + 15x + + + + + Somando, ou usando soma de P.A., obteremos: ( )1 15 15 1 2 3 4 ... 15 120 2 + + + + + + = = http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 17 Portanto, obtemos o termo: 1 2 3 4 5 ... + 15 120x x+ + + + + = Já substituindo x por 2, vamos calcular os primeiros termos: ( )( )( )( )( ) ( ) 14 2 3 4 5 15 1 2 4 8 16 2 (2) 2 1 2 2 2 4 2 8 2 16 ... 2 16384p = − − − − − − Observando que os resultados são potências de 2, multiplicando, 0 1 2 3 4 14 0 1 2 3 ... 14 (2) 2 2 2 2 2 ...2 (2) 2 p p + + + + + = = ( )0 14 15 1052(2) 2 2p + = = 21. Escrevendo o polinômio na forma genérica, temos 2( )P x ax bx c= + + . Agora substituindo as informações do enunciado podem ser obtidos os valores de a, b, c. 2(0) .0 0 20 20 P a b c c = + + = − = − E portanto, 2( ) 20P x ax bx= + − Em seguida, partindo de P(1)+P(2) = - 18: 2 2 (1) (2) 18 1 1 20 2 2 20 18 5 3 22 P P a b a b a b + = − + − + + − = − + = E de: P(1) – 3P(2) = 6 ( )2 2 (1) 3 (2) 6 1 1 20 3 2 2 20 6 20 12 6 60 6 11 5 34 11 5 34 P P a b a b a b a b a b a b − = + − − + − = + − − − + = − − = − + = Chegando ao sistema: 5 3 22 11 5 34 a b a b + = + = ` Isolando a na primeira equação: 22 3 5 b a − = Substituindo na segunda: http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 18 22 3 11 5 34 5 242 33 25 34 5 242 8 170 9 b b b b b b − + = − + = − = = E portanto, 22 3 22 27 1 5 5 b a − − = = = − Assim, 2( ) 9 20P x x x= − + − Agora devemos resolver a inequação: 2 9 20 0x x− + − As raízes da equação associada são: x = 4 e x = 5. Por isso, o estudo do sinal é: Como a inequação busca os valores de x, que tornarão negativa a expressão 2 9 20x x− + − , então a solução é {x R | x < 4 ou x > 5} 22. ( )3 2 2f a x= + + e 2 3 1g ax a= − + O polinômio fg será: ( )( ) ( )3 2 2 2 3 1f g a x ax a = + + − + Analisando apenas o termo de segundo grau que ocorre após a distributiva: ( ) 23 2 2a a x+ É necessário que este coeficiente seja diferente de zero: ( )3 2 2 0 3 2 0 e 2a 0 2 e a 0 3 a a a a + + − http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 19 Aula 06: Equações Polinomiais I - Redução de grau de uma Equação Polinomial Vídeo-Aula completa com teoria e exercícios aqui! Aula 06 – 20 minutos Assista em: https://youtu.be/Q8deW0KG7xQ Ou use o QR code abaixo: Pequeno Resumo Teórico O que são equações polinomiais Equações polinomiais podem sempre ser expressas na forma P(x) = 0 E nelas, estamos procurando os valores de x que tornam a igualdade verdadeira. Assim, equações polinomiais podem ter graus maiores que 2, como: 3 27 8 1 0x x x− − + = 4 3 24 6 4 1 0x x x x− + − + = 5 28 0x x− = Os exemplos acima são equações polinomiais. Em cada uma delas, procuramos os valores de x que tornam as equações verdadeiras. Esses valores são as raízes da equação. Redução de Grau (para equações de grau 3 ou maior) Não faz parte do ensino médio resolver qualquer equação de terceiro ou quarto grau. Essas equações podem ser resolvidas e existem métodos para isso, mas não fazem parte do conteúdo de ensino médio. http://www.materiaisdolafa.com.br/ https://youtu.be/Q8deW0KG7xQ www.materiaisdolafa.com.br 20 O vestibular se restringe a casos em que já conhecemos previamente uma raiz. É isto que vamos estudar agora. Para isso, vamos a um problema de exemplo. PROBLEMA: “Sabendo que x = 1 é uma das raízes da equação 3 26 11 6 0x x x− + − = , obtenha as outras duas raízes.” Justificativa/Demonstração Para usar essa informação – de que x = 1 é uma das raízes – devemos pensar na forma fatorada (vimos algumas aulas atrás....). A forma fatorada da expressão dada é: ( )( )( )1 2 3( )p x a x x x x x x= − − − Sabendo que 1 é raiz, então a expressão fica: ( )( )( )2 3( ) 1p x a x x x x x= − − − Neste caso, podemos reduzir o grau do polinômio. Veja o que acontece se dividirmos por (x – 1): ( )1( ) 1 a xp x x − = − ( )( ) ( ) 2 3 1 x x x x x − − − ( )( )2 3 ( ) 1 p x a x x x x x = − − − E o termo do lado direito é uma expressão de segundo grau, com as raízes desconhecidas. Aplicação “Sabendo que x = 1 é uma das raízes da equação 3 26 11 6 0x x x− + − = , obtenha as outras duas raízes.” Não é necessário repetir os passos acima, apenas notar que podemos dividir o polinômio por (x – 1) obtendo um polinômio de segundo grau. Assim: 3 2 3 2 2 2 2 6 11 6 1 5 6 5 11 6 5 5 6 6 6 6 0 x x x x x x x x x x x x x x − + − − − + − + − + − + − − − + Veja o que aconteceu: ao dividir o polinômio 3 26 11 6x x x− + − por (x – 1), obtemos o quociente 2 5 6x x− + , onde estão as outras duas raízes. http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 21 Basta resolver 2 5 6 0x x− + = , obtendo as raízes x = 2 e x = 3. Assim, a solução é: S = {1, 2, 3}. Portanto: Conhecida uma raiz de um polinômio, basta dividi-lo por (x – raiz) para abaixarseu grau. As demais raízes continuarão sendo raízes do resultado da divisão. Exercícios Propostos 1. (IFPE/2014) Uma das raízes do polinômio 3 26 30P x x x= + − − é – 5. A soma das outras duas é: a) –6 b) –5 c) –2 d) –1 e) 3 2. (UNCISAL/2015) Funções polinomiais: uma visão analítica Uma das principais razões pelas quais estamos interessados em estudar o gráfico de uma função real é determinar o número e a localização (pelo menos aproximada) de seus zeros. (Recorde que zero de uma função f é uma raiz da equação f(x) = 0). O problema de calcular as raízes de uma equação sempre foi objeto de estudo da Matemática ao longo dos séculos. Já era conhecida, na antiga Babilônia, a fórmula para o cálculo das raízes exatas de uma equação geral do segundo grau. No século XVI, matemáticos italianos descobriram fórmulas para o cálculo de soluções exatas de equações polinomiais do terceiro e do quarto grau. Essas fórmulas são muito complicadas e por isso são raramente usadas nos dias de hoje. Perguntas do tipo: • Qual é o maior número de zeros que uma função polinomial pode ter? • Qual é o menor número de zeros que uma função polinomial pode ter? • Como podemos encontrar todos os zeros de um polinômio, isto é, como podemos encontrar todas as raízes de uma equação polinomial? ocuparam as mentes dos matemáticos até o início do século XIX, quando este problema foi completamente resolvido. [...] Disponível em: <http://www.im.ufrj.br/dmm/projeto/projetoc/precalculo/ sala/conteudo/capitulos/cap111s4.html>. Acesso em: 24 out. 2014 (adaptado). http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 22 Levando em conta que x = 1 é um dos zeros da função f(x) = x3 – 6x2 + 11x – 6, qual o valor da soma dos outros zeros? a) –6 b) –5 c) 0 d) 5 e) 6 3. (UEPA/2014) Girolamo Cardano (1501 – 1576) apresentou no livro Ars Magna, demonstrações sobre como resolver equações cúbicas. Ele propôs para equações da forma x3 + px + q = 0 a solução . Sabe-se que Rafael Bombelli (1526 – 1572) estendeu às ideias de Cardano e encontrou uma das raízes da equação x3 – 15.x – 4 = 0, o número 4. Nessas condições, a soma dos inversos das outras raízes dessa equação é: a) 4 b) 2 c) 0 d) –2 e) –4 4. (UFRGS/2015) Considere o polinômio p(x) = x4 + 2x3 – 7x2 – 8x + 12. Se p(2) = 0 e p(–2) = 0 , então as raízes do polinômio p(x) são a) –2, 0, 1 e 2. b) –2, –1, 2 e 3. c) –2, –1, 1 e 2. d) –2, –1, 0 e 2. e) –3, –2, 1 e 2. 5. (FM Petrópolis RJ/2016) Seja f : R → R a função polinomial definida por f(x) = x4 – 3x3 + 3x – 9. O fato de x = 3 ser um zero da função f é equivalente ao fato de o polinômio x4 – 3x3 + 3x – 9 ser divisível por a) x2 – 9 b) x + 3 c) 3 d) x – 3 e) x 3 32 3 32 27 p 4 q 2 q 27 p 4 q 2 q x +−−+++−= http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 23 6. (MACK SP/2015) Seja P (x) = 2x3 – 11x2 + 17x – 6 um polinômio do 3º grau e 2x – 1 um de seus fatores. A média aritmética das raízes de P (x) é a) 2 7 b) 2 8 c) 2 9 d) 2 10 e) 6 11 7. (UNICAMP SP/2015) Considere o polinômio P(x) = x3 – x2 + ax – a, onde a é um número real. Se x = 1 é a única raiz real de p(x), então podemos afirmar que a) a < 0 b) a < 1 c) a > 0 d) a > 1 8. (PUC RJ/2011) A fatoração do polinômio 3( ) 7 6p x x x= − + é: a) (x − 1) (x − 2) (x + 3) b) (x + 1) (x + 2) (x − 3) c) (x − 1) (x + 2) (x − 3) d) (x + 1) (x − 2) (x + 3) e) (x + 1) (x + 2) (x + 3) 9. (UNIMONTES MG/2015) Considere a função polinomial f:IR → IR, definida por f(x) = –x3 – x. O esboço que melhor representa o gráfico de f é http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 24 a) b) c) d) Gabaritos da Aula 06 1. D 2. D 3. E 4. E 5. D 6. E 7. C 8. A 9. D Resoluções da Aula 06 1. Como estudado, para reduzir o grau da equação basta dividir por (x – raiz). Assim, dividiremos por x – (–5), ou seja, por x + 5. http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 25 3 2 3 2 2 2 2 6 30 5 5 6 30 5 6 30 6 30 0 x x x x x x x x x x x x x x + − − + − − + − − − − − − − + + As outras raízes são as raízes de 2 6 0x x+ − = . Resolvendo a equação obtemos raízes 2 e -3, cuja soma é – 1. Gab: D 2. Dividindo 3 26 11 6x x x− + − por (x – 1): 3 2 3 2 2 2 2 6 11 6 1 5 6 5 11 6 5 5 6 6 6 6 0 x x x x x x x x x x x x x x − + − − − + − + − + − − − − + As outras raízes são as raízes de 2 5 6 0x x− + = , que são 2 e 3. A soma das outras 2 raízes é 2 + 3 = 5. Gab: D 3. Do longo texto, basta extrairmos que 4 é raiz da equação. Portanto iremos dividir a expressão por (x – 4). 3 3 2 2 2 2 15 4 4 4 4 1 4 15 4 4 16 4 4 0 x x x x x x x x x x x x x − − − − + + + − − − + − − + As outras duas raízes são as raízes de 2 4 1 0x x+ + = . Resolvendo: 24 4 1 1 12 = − = http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 26 4 12 4 2 3 2 2 x − − = = ( ) 1 1 2 2 34 2 3 2 2 2 3 x x − +− + = = = − + ( ) 2 2 2 2 34 2 3 2 2 2 3 x x − −− − = = = − − E o exercício pede a soma dos inversos. Chamando de S esta soma: 1 1 2 3 2 3 S = + − + − − Tirando o mínimo: ( )( ) 2 3 2 3 2 3 2 3 4 4 2 3 2 3 3 4 4 1 S S S − − − + = − + − − − = + − − − = = − Gab: E 4. Observe que p(2) = 0 indica que 2 é raiz; e p(-2) = 0 indica que – 2 é raiz. Portanto iremos reduzir o grau do polinômio duas vezes seguidas. 4 3 2 4 3 3 2 3 2 3 2 2 2 2 7 8 12 2 2 4 6 4 7 8 12 4 8 8 12 2 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x + − − + − − + + + − − − + − + − + − + 6 12 6 12 0 x x − + − As outras três raízes estão no quociente, que é 3 24 6x x x+ + − . Note que já usamos a raiz 2 ao dividir por (x – 2), não podemos usá-la novamente. Agora iremos usar a outra raiz fornecida, que é -2. Para isso, dividindo por x + 2. http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 27 3 2 3 2 2 2 2 4 6 2 2 2 3 2 6 2 4 3 6 3 6 0 x x x x x x x x x x x x x x + + − + − − + − + − − − − − + As outras duas raízes são as raízes de: 2 2 3 0x x+ − = Que são x = 1 e x = - 3. Logo, as raízes são: 1, 2, -2 e -3. Gab: E 5. Como estudamos, o fato de 3 ser uma raiz indica que existe o termo (x – 3) na forma fatorada do polinômio, e por isso ele é divisível por (x – 3). Gab: D 6. Dizer que (2x – 1) é um dos fatores é equivalente a dizer que é um dos termos da fatoração. Isso tem duas consequências: • Uma das raízes é a raiz de 2x – 1, portanto: 1 2 1 0 2 x x− = = • Podemos proceder da mesma forma que na aula para achar as outras raízes, dividindo o polinômio por (2x – 1). (Também poderíamos dividir por 1 2 x − ) 3 2 3 2 2 2 2 2 11 17 6 2 1 2 5 6 10 17 6 10 5 12 6 12 6 0 x x xx x x x x x x x x x x − + − − − + − + − + − − − − + E as outras raízes são as raízes de 2 5 6 0x x− + = , que são 2 e 3. A média aritimética pedida é: http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 28 1 2 3 2 3 1 4 6 112 3 6 M M + + = + + = = Gab: E 7. Tendo sido dada uma raiz, podemos abaixar o grau: 3 2 3 2 2 1 0 x x ax a x x x x a ax a ax a − + − − − + + − − + As outras raízes do polinomio são as raízes de 2 0x a+ = . Agora devemos usar a informação do enunciado: x = 1 é a única raiz real do polinômio. Ora, se é a única, então 2 0x a+ = não pode ter outras raízes reais, pode apenas ter raízes imaginárias. Isolando o x chegamos a: 2x a= − Esta equação não vai ter raiz se o termo –a for negativo. Para isso, precisamos que a seja positivo. Por isso a resposta pedida é a > 0. Neste ponto já chegamos à resposta pedida. Apenas para compreender melhor a ideia de não ter raízes você poderia substituir valores de “a”. Por exemplo, 4a = − 4a = 2 4 0x − = 2 4 0x + = 2 4 2 x x = = 2 4 4 Não tem raiz real x x = − = − Assim, para a = - 4, a equação tem raízes, exatamente o contrário do que o enunciado pede. E para a = 4, a equação não tem raízes, que é o que procuramos. Gab: C 8. Nenhuma raiz é fornecida. Como visto na aula, quando isso ocorre, devemos procurar as chamadas “raízes óbvias”, que são 1, -1 ou 0. Fazemos isso por tentativa. Testando x = 1: http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 29 3 3 7 6 0 1 7 1 6 0 0 0 (ok!) x x− + = − + = = Então 1 é raiz. Abaixando o grau, dividindo por x – 1, obteremos: 3 3 2 2 2 2 7 6 1 6 7 6 6 6 +6 6 0 x x x x x x x x x x x x x − + − − + + − − + − + − + − E as outras raízes são 2 e – 3. A forma fatorada é: ( )( )( )1 2 3( )p x a x x x x x x= − − − ( )( ) ( )( )( ) 1 1 2 3p x x x x= − − − − ( )( )( )( ) 1 2 3p x x x x= − − + Gab: A 9. Vamos obter as raízes: ( ) 3 3 2 0 (-1) 0 1 0 x x x x x x − − = + = + = O produto de dois fatores é zero. Por isso, um dos dois fatores tem que ser zero: 0x = ou 2 1 0x + = (não tem raízes reais) Por isso, o gráfico pode ter apenas uma raiz real. Isso já exclui as alternativas a e b. As alternativas que sobram, c e d se comportam diferente no primeiro quadrante. Por isso podemos substituir um valor de x positivo e ver qual o resultado que obtemos para y. Vamos usar x = 1. 3 3 ( ) (1) 1 1 (1) 2 f x x x f f = − − = − − = − Logo, para x = 1, y = -2. http://www.materiaisdolafa.com.br/ www.materiaisdolafa.com.br 30 Assim, só a alternativa D é possível. http://www.materiaisdolafa.com.br/
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