PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIÓN
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
PROFESOR: JULIO C BARRETO G TRAYECTO I ÁLGEBRA
TEMA I: DESPEJES UNIDADES ACREDITABLES I
ANTECEDENTES HISTÓRICOS
EXPRESIONES ALGEBRAICAS Y LITERALES
Hasta el siglo XVI, los avances de la Matemática no fueron suficientes, siendo una de las
causas de esta situación, el no contar con símbolos que permitieron a los matemáticos expresar
sus trabajos en forma simple y que facilitaran su lectura. Desde los babilonios (1700 a. de C.)
hasta Diofanto (250 d. de C.) las operaciones se expresaban con el lenguaje ordinario (Período
retórico o verbal). Por ejemplo, en el papiro de Rhind (1650 a. de C.) se puede leer: "Un montón
y un séptimo del mismo es igual a 24". Con la palabra "un montón" designaban la incógnita; Un
par de piernas andando en la dirección de la escritura era el signo (+) y en contra el signo (-).
¿Cómo se escribiría hoy esta ecuación?
Luego, desde Diofanto y hasta comienzos del siglo XVI se comenzaron a utilizar algunas
abreviaturas (Período abreviado o sincopado). Por ejemplo, para expresar la ecuación
,0653 2 xx tenemos que Regiomontano (1464) escribía: 3 CENSUS ET 6 DEMPTIS 5
REBUS AEQUATUR ZERO mientras que Luca Pacioli (1494) escribía: 3 CENSUS P 6 DE 5
REBUS AE 0 A partir del siglo XVI, con Vieta y Descartes sobre todo, se empezó a utilizar un
lenguaje simbólico muy parecido al actual (Período simbólico).
Por ejemplo, la ecuación anterior era expresada así:
Actualmente, el lenguaje de las Matemáticas es internacional. Se puede desconocer el
idioma en que está escrito un problema, pero la expresión algebraica será la misma que en
cualquier libro español.
En este texto sólo son legibles las letras x e ,y así como la fórmula ,2xy (salvo que se
sepa leer japonés). La palabra Álgebra viene del título del libro "Al-jabr w'al_muqabalah", escrito
en Bagdad alrededor del año 825 por el matemático y astrónomo Mohamed ibn-Musa al-
Khwarizmi (hijo de Musa y nativo de Khwarizmi). «Al-jabr» significa transposición y con ello se
hacía referencia al paso de términos de un miembro a otro de la ecuación y «w'al-muqabalah»
significa eliminación y se hacía referencia a la eliminación de términos iguales en los dos
miembros.
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 2 ÁLGEBRA
Así, en la ecuación: xxxx 314532 22 «Al-jabr» será: xxx 3393 2 «W'al-
muqabalah» será: .093 2 x A la incógnita la llamaba «sahy» (cosa), nombre que perduró
durante bastante tiempo. El Álgebra se caracteriza por el uso de letras y expresiones literales
sobre las que se hacen operaciones. La posibilidad de representar con una sola letra una infinidad
de valores y el hecho de poder operar con ellas de forma natural y sencilla es lo que la hace ser de
gran utilidad. Al ser el algebraico un lenguaje, tiene unas reglas particulares que hay que
aprender. Así, por ejemplo, es probable que te hayas encontrado con la expresión "8m" y la hayas
traducido por "ocho metros"; en las expresiones algebraicas su significado será "ocho por m" o lo
que es lo mismo "ocho veces m".
Cuando manejamos solamente números (Aritmética), los signos de operaciones indican una
acción cuyo resultado es siempre un número (7 + 6 = 13), sin embargo, cuando tratamos además
con letras(Álgebra) estas operaciones no tienen siempre por qué realizarse sino que se dejan
indicadas (3 + x). Por otra parte, mientras que en el primero de los casos se llega a un resultado
único, en el segundo se expresan todos los resultados posibles, según el valor que demos a x. Otra
"regla" algebraica que has de tener en cuenta es que cuando escribes 35 significa 5 + 3 · 10, sin
embargo cuando escribes "3a" significa "tres por a" o, lo que es lo mismo, "a + a + a" (salvo que
se especifique que "a" es la cifra de las unidades de un número y 3 es la cifra de las centenas). El
signo igual también tiene en muchas ocasiones un significado distinto cuando trabajamos en
Aritmética o en Álgebra. Así, 2 · 6 = 6 + 6 = 2 · (4 + 2) = 6 · (1 + 1) =... aquí el signo igual se
utiliza para expresar de distintas formas varias operaciones que dan todas el mismo resultado, en
cambio, en x + 6 = 10 es cierto sólo para x = 4.
En cuanto a las expresiones literales, cuenta la historia que a mediados del siglo XVI los
estados españoles estaban muy distanciados y para comunicarse sin que sus mensajes pudiesen
ser conocidos por sus enemigos, empleaban una serie de caracteres desconocidos. Durante los
desórdenes de la unión, su código secreto estaba compuesto por unos 500 caracteres diferentes y
aunque sus mensajes eran frecuentemente interceptados, no podían ser descifrados. Mandadas
estas cartas a Vieta las descifró sin mayores problemas. Esto desconcertó a los españoles durante
dos años que pensaron que el rey lo había descubierto a través de un mago. Este mago, que era
solo un matemático, había aplicado sus inventos de escrituras y notaciones matemáticas. Estos
trabajos están publicados en el libro "El Álgebra nueva" donde Vieta muestra el enorme interés
que tiene para las matemáticas (y otras ciencias) el efectuar cálculos con letras en lugar de con
números.
El álgebra nos permite ir del número al símbolo, de una situación particular a una general.
El lenguaje algebraico permite de manera simple, hallar relaciones, propiedades y en
consecuencia, resolver problemas. Las expresiones algebraicas deben operarse convenientemente
con el fin de convertirlas en expresiones equivalentes más sencillas.
Una expresión algebraica es cualquier combinación de números representados por letras o
por letras y cifras vinculadas entre sí por operaciones de suma, resta, multiplicación, división,
potenciación, radicación.
Ejemplos de expresiones algebraicas son:
TEMA II: CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS Y NÚMEROS COMPLEJOS
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 3 ÁLGRBRA
Únicamente consideraremos expresiones algebraicas en las que estén presentes números
reales. Una de las aplicaciones de expresiones algebraicas es el simbolizar frases:
a) El padre de Carlos tiene triple edad que él: .3yx
b) La suma de dos números consecutivos es 253: .253 yx
Además, permite expresar fórmulas:
a) El área de un rectángulo de base a y altura b es .abA
b) Volumen de un cubo de arista a es .3aV
c) La velocidad es igual a la velocidad inicial más la aceleración por el tiempo:
.0 atvv
El signo igual, también tiene significado distinto cuando se trabaja en Aritmética o en
Álgebra:
En Aritmética: ,81141324442 el signo igual se emplea
para expresar de distintas formas varias operaciones que dan el mismo resultado.
En Álgebra: 117 x es verdadero sólo para .4x
Las expresiones algebraicas se utilizan en diversas disciplinas como Matemática, Física,
Química.
Se pueden definir diversas operaciones directas como suma, resta, multiplicación,
potenciación con exponentes naturales, e inversas de éstas como resta, división, radicación. Estas
operaciones se denominan algebraicas para diferenciales de las de no algebraicas o trascendentes,
en éstas últimas intervienen funciones como la exponencial, la logarítmica y las trigonométricas.
En las expresiones algebraicas se observa una parte literal que puede significar:
Variables: cantidades que pueden tomar cualquier valor dentro del conjunto numérico en
que se opera y a las cuales se denotan con las últimas letras del abecedario: r, s, t, u, v, x, y, z. –
Constantes: cantidades fijas pero no especificadas ya sea porque no se conoce su valor o
porque no conviene darlo y se indican con las primeras letras del alfabeto: a, b, c, d, etc.
Al considerar las operaciones algebraicas a las que se encuentra sometida la/s variables, es
posible clasificarlas del siguiente modo:
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 4 ÁLGEBRA
POLINOMIOS
Pedro Rothe (Petrus Roth), en su libro Arithmetica Philosophica (publicado en 1608),
escribió que una ecuación polinómica de grado n (con coeficientes reales) puede tener n
soluciones. Alberto Girardo, en su libro L'invention nouvelle en l'Algebre (publicado en 1629),
aseveró que una ecuación de grado n tiene n soluciones, pero no menciona que dichas
soluciones deban ser números reales. Más aún, él agrega que su aseveración es válida "salvo que
la ecuación sea incompleta", con lo que quiere decir que ninguno de los coeficientes del
polinomio sea igual a cero.
Sin embargo, cuando explica en detalle a qué se está refiriendo, se hace evidente que el
autor piensa que la aseveración siempre es cierta; en particular, muestra que la
ecuación: .344 xx A pesar de ser incompleta, tiene las siguientes cuatro soluciones (la raíz
1 tiene multiplicidad 2): 21,1,1 i y .21 i Leibniz en 1702 y más tarde Nikolaus
Bernoulli, conjeturaron lo contrario.
Como se mencionará de nuevo más adelante, se sigue del teorema fundamental del álgebra
que todo polinomio con coeficientes reales y de grado mayor que cero se puede escribir como un
producto de polinomios con coeficientes reales del cual sus grados son 1 ó 2. De todas formas, en
1702 Leibniz dijo que ningún polinomio de tipo44 ax (con a real y distinto de 0) se puede
escribir en tal manera. Luego, Nikolaus Bernoulli hizo la misma afirmación concerniente al
polinomio ,4424 234 xxxx , pero recibió una carta de Euler en 1742 en el que le decía
que su polinomio pasaba a ser igual a:
712712 22 xxxx
Con igual a raíz cuadrada de .724 Igualmente mencionó que:
222244 22 axaxaxaxax
El primer intento que se hizo para demostrar el teorema lo hizo d'Alembert en 1746. Su
demostración tenía un fallo, en tanto que asumía implícitamente como cierto un teorema
(actualmente conocido como el teorema de Puiseux) que no sería demostrado hasta un siglo más
tarde. Entre otros Euler (1749), de Foncenex (1759), Lagrange (1772) y Laplace (1795)
intentaron demostrar este teorema. A finales del siglo XVIII, se presentaron dos nuevas pruebas,
una por James Wood y otra por Gauss (1799), pero ambas igualmente incorrectas. Finalmente,
en 1806 Argand publicó una prueba correcta para el teorema, enunciando el teorema fundamental
del álgebra para polinomios con coeficientes complejos. Gauss produjo otro par de
demostraciones en 1816 y 1849, siendo esta última otra versión de su demostración original.
TEMA II: CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS Y NÚMEROS COMPLEJOS
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 5 ÁLGRBRA
El primer libro de texto que contiene la demostración de este teorema fue escrito
por Cauchy. Se trata de Course d'anlyse de l'École Royale Polytechnique (1821). La prueba es la
debida a Argand, pero sin embargo en el texto no se le da crédito. Ninguna de las pruebas
mencionadas más arriba son constructivas.
Es Weierstrass quien por primera vez, a mediados del siglo XIX, menciona el problema de
encontrar una prueba constructiva del teorema fundamental del álgebra. En 1891 publica una
demostración de este tipo. En 1940 Hellmuth Knesser consigue otra prueba de este estilo, que
luego sería simplificada por su hijo Marin Kneser en 1981.
Ahora bien, en matemáticas, un polinomio (del griego, «poli»-muchos y «νόμος»- división,
y el latín «binomius») es una expresión constituida por un conjunto finito de variables (no
determinadas o desconocidas) y constantes (números fijos llamados coeficientes), utilizando
únicamente las operaciones aritméticas de suma, resta y multiplicación, así como exponentes
enteros positivos. En otras palabras, un polinomio es una combinación lineal de productos de
potencias enteras de una o de varias indeterminadas. Es frecuente el término polinomial, como
adjetivo, para designar cantidades que se pueden expresar como polinomios de algún parámetro,
como por ejemplo en tiempo polinomial.
POLINOMIOS DE UNA VARIABLE
Para , a,a n0 constantes en algún conjunto de los números racionales (en cuyo caso
los coeficientes del polinomio serán números) con an distinto de cero y ,Nn entonces un
polinomio ,P de grado n en la variable x es un objeto o expresión de la forma:
0
0
1
1
1
1 xaxaxaxaxP n
n
n
n
Las constantes , a,a n0 se llaman los coeficientes del polinomio. A 0a se le llama el
coeficiente constante (o término independiente) y a , an el coeficiente principal.
Cuando el coeficiente principal es 1, al polinomio se le llama mónico o normado.
POLINOMIOS DE VARIAS VARIABLES
Los polinomios de varias variables, a diferencia de los de una variable, tienen en total más
de una variable.
Por ejemplo los monomios: .2,,,3,,5, 232 zxyzyxRzxxzQxyyxP
En detalle el último de ellos 232,, zxyzyxR es un monomio de tres variables (ya
que en él aparecen las tres letras ,x ,y z ), el coeficiente es 2, y los exponentes son 1, 3 y 2 de
,x ,y z respectivamente.
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 6 ÁLGEBRA
GRADO DE UN POLINOMIO
Se define el grado de un monomio como el mayor exponente de su variable. El grado de un
polinomio es el del monomio de mayor grado.
Ejemplos:
, = xP 2 es un polinomio de grado cero (el polinomio solo consta del término
independiente).
, x + = xP 23 es un polinomio de grado uno.
, x + x = xP 22 23 es un polinomio de grado dos.
, x + + x = xP 232 2 es un polinomio de grado dos.
CLASIFICACIÓN DE POLINOMIOS SEGÚN EL GRADO
a) DE GRADO CERO: Es el de la forma: =k, xP donde k es un número real. La
variable en este caso se dice que esta elevada a la potencia cero. Ejemplos:
, =xP 4 , =yP3
1 , =zP
6
1 =wP .2
b) DE PRIMER GRADO O LINEAL: Es el polinomio de la forma: b, =mxxP donde
m y b son números reales, x es la variable con exponente uno. Ejemplos:
, x =xP 63 x =xP .4
En dos variables: yx =yxP .32,
En tres variables: abc=cbaP .2,,
.
c) DE SEGUNDO GRADO O CUADRÁTICO: Es el polinomio de la forma:
cbx =axxP ,2 donde ba, y c son números reales, la x es la variable con
exponente máximo 2. Ejemplos:
, xx =xP 632 2 , x =xP 43 2 x, x =xP 65 2 .2 2x =xP
En dos variables:
TEMA II: CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS Y NÚMEROS COMPLEJOS
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 7 ÁLGRBRA
yxy =xyxP .2, 22
También hay polinomios de tercer grado, cuarto, quinto, etc. Y es determinado por el
mayor exponente de la variable.
CLASIFICACIÓN DE POLINOMIOS POR EL NÚMERO DE TÉRMINOS
a) MONOMIO: Es un pol inomio que consta de un sólo monomio o termino .
x= xP 22
b) BINOMIO: Es un pol inomio que consta de dos monomios .
x + x = xP 32 2
c) TRINOMIO: Es un pol inomio que consta de t res monomios .
132 2 x + x = xP
d) Si la expresión consta de cuatro términos o más, se le llama comúnmente POLINOMIO.
Por ejemplo:
xx + - x - = xP 23 3254
En dos variables:
432234 2532 + yxy - yxy - x + x= x,y P
TÉRMINOS SEMEJANTES
Llamaremos términos semejantes a todos aquellos que difieren solo en sus coeficientes pero
que tiene exactamente el mismo factor literal. Así por ejemplo:
b a,b y b,- a a 222 536
Son términos semejantes.
Ahora bien, si en un polinomio aparecen varios términos semejantes, se deben reducir
para trabajar en forma más simplificada y ordenada.
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 8 ÁLGEBRA
Reducir los términos semejantes en el siguiente polinomio:
yyxxyyx+xy+x+xyx= x, y P 32234223 22232642
VALOR NUMÉRICO DE UN POLINOMIO
El valor numérico de un polinomio es el nombre que resulta de sustituir la indeterminada
x por el número y efectuar las operaciones indicadas a la expresión del polinomio. Ejemplo,
consideremos el polinomio: .x + + x + xxP 2323 23 Y calculando el valor numérico
para ;x = -2 tenemos:
.202
.268242
.2232223223
= --P
+ - + = --P
+ - + - + -= -P
IDENTIDAD DE POLINOMIOS
Dos polinomios de la misma indeterminada son idénticos si tienen iguales los coeficientes
del mismo grado.
CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS
DESPEJE DIRECTO: Esto se basa en la transposición de términos en una ecuación.
Comúnmente es denominado despeje de manera física. Y se cambian al cambiar de los lados del
miembro de una ecuación las operaciones básicas ( , ) por sus respectivas opuesta e inversa
multiplicativa ( , ), además la potenciación y su inversa la radicación y viceversa. En general
existen más operaciones o funciones inversas para cada una de las funciones definidas, lo cual va
a depender del dominio de definición. Vea los ejemplos:
16445995
48224242
2222
2222
44
1616431941934
22
xxxxx
xxxxx
xxxxx
TEMA II: CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS Y NÚMEROS COMPLEJOS
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 9 ÁLGRBRA
399
125553223
22
333333
xxx
xxxxx
FACTOR COMÚN DE UN MONOMIO: Veamos geométricamente la Figura:
Figura: Acepción geométrica de la Factorización sacando Factor Común, la cual tiene relación
con la propiedad distributiva del producto respecto a la adición asociada algebraicamente.
De lo geométrico obtenemos que:
.baccbca
Ejemplos de Sacar Factor común:
1. Buscamos el factor común de a2 y .4 Como el factor común de a2 y 4 es ,2
procedemos a factorizarlo:
2242
22242
aa
aa
Notemos que en cierto sentido aquí existe una descomposición de los factores de cada
sumando:
aa
a 2
1
2
2
2
1
2
4
Luego, el factor común es el 2 y los términos que van en el paréntesis y que llevan el
signo de la suma son una a y un 2 en ese mismo orden.
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 10 ÁLGEBRA
2. Buscamos el factor común de 32 543 a + aa + . Como el factor común de ,3a 24a y
35a es ,a procedemos a factorizarlo.
.543 543
543543
232
232
a a + aa aa +
aa a aa + a aa +
Notemos que en cierto sentido aquí existe una descomposición de los factores de cada
sumando:
aa
a 3
1
3
a
a
a
a
a
a
2
2
1
2
4
2
2
2
a
a
a
a
a
a
a 5
1
5
2
3
3
Luego, el factor común es la a y los términos que van en el paréntesis y que llevan el
signo de la suma o de la resta son el producto de los restantes que son un ,3 a4 y 25a en ese
mismo orden.
RESOLVENTE CUADRÁTICO
En matemáticas, una función cuadrática o función de segundo grado es una función
polinómica definida como: .2 cbxaxy Una función cuadrática es aquella que puede
escribirse de la forma: .2 cbxaxxf Donde ba, y c c son números reales cualquiera y
a distinto de cero ya que si es cero nunca será una parábola.
Este tipo de funciones tiene como característica que cuando 0a el vértice de
la parábola se encuentra en la parte inferior de la misma y cuando 0a el vértice se encuentra
en la parte superior. La representación gráfica en el plano cartesiano de una función cuadrática es
una parábola, cuyo eje de simetría es paralelo al eje de las ordenadas.
La parábola se abrirá hacia arriba si el signo de a es positivo, y hacia abajo en caso
contrario. El estudio de las funciones cuadráticas tiene numerosas aplicaciones en campos muy
diversos, como por ejemplo la caída libre o el tiro parabólico.
TEMA II: CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS Y NÚMEROS COMPLEJOS
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 11 ÁLGRBRA
Por ejemplo, sea la función ,822 xxy verificar que los puntos de cortes con el eje
son: 21 x y ,42 x y con el eje y es el punto ,8y de acuerdo con la grafica de abajo:
Gráficas de la función cuadrática.
RAÍCES DE LA ECUACIÓN CUADRÁTICA
Las raíces (o ceros) de una función cuadrática, como en toda función, son los valores de ,x
para los cuales .0xf
ECUACIONES INCOMPLETAS
a) 02 ax 0000 22 xxa
x
b) 02 cax a
cx
a
cxcax
22
c) 02 bxax
a
bxx
baxx
baxx
o 0
0 o 0
común)factor (Sacando 0
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 12 ÁLGEBRA
ECUACIONES COMPLETAS
Por tratarse de un polinomio de grado 2, habrá a lo sumo 2 raíces, denotadas habitualmente
como: 1x y 2x dependiendo del valor del discriminante definido como .42 acb
Dos soluciones reales y diferentes si el discriminante es positivo:
a
bx
21
y
a
bx
22
Una solución real doble si el discriminante es cero:
a
bxx
221
Dos números complejos conjugados si el discriminante es negativo:
ai
a
bx
221
y
ai
a
bx
222
REPRESENTACIÓN ANALÍTICA DE LA FUNCIÓN CUADRÁTICA
Hay tres formas de escribir una función cuadrática, aplicables según el uso que se le quiera
dar a la función, un estudio analítico de la función o de la ecuación cuadrática, una interpretación
o construcción geométrica de la parábola, etc.
FORMA DESARROLLADA
La forma desarrollada de una función cuadrática (o forma estándar) corresponde a la del
polinomio de segundo grado, escrito convencionalmente como:
cbxaxxf 2con .0a
TEMA II: CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS Y NÚMEROS COMPLEJOS
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 13 ÁLGRBRA
FORMA FACTORIZADA
Toda función cuadrática se puede escribir en forma factorizada en función de sus raíces
como: .21 xxxxaxf Siendo a el coeficiente principal de la función, y 1x , 2x las
raíces de .xf
En el caso de que el discriminante sea igual a 0 entonces 21 xx por lo que la
factorización adquiere la forma:
.2
1xxaxf
En este caso a 1x se la denomina raíz doble, ya que su orden de multiplicidad es 2. Si el
discriminante es negativo, las soluciones son complejas.
Ejemplos:
1. Para resolver las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas no es necesario
aplicar la fórmula dada.
042 xx 04 xx Sacando Factor Común.
Sus soluciones son: 0x ó 04 x . O bien 0x ó .4x .
092 x 033 xx Por Diferencia de Cuadrado.
Sus soluciones son: 03 x ó 03 x . O bien 3x ó .3x
También es posible hallar la solución despejando directamente:
092 x 92 x 9x .3x
042 x no tiene soluciones reales (No existe la Suma de Cuadrados).
Es decir al despejar tenemos que: 042 x 42 x lo cual no es posible en .R
019203000
2
x 019203000 2 x
1920
30002 x 25,11920
3000x
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 14 ÁLGEBRA
La ecuación 0642 2 xx tiene dos soluciones dadas por:
4
84
4
644
4
48164
6,4,2con ,22
624442
x
x
x
cbax
De aquí tenemos las dos siguientes raíces:
14
4
4
841
x y 3
4
12
4
842
x
Entonces,
)1)(3(2642 2 xxxx .
La ecuación 0442 xx sólo tiene una solución doble, 2x (Comprobarlo).
Luego, 22 )2(44 xxx .
La ecuación 0642 xx no tiene soluciones reales (Comprobarlo).
ECUACIONES BICUADRADAS
Son ecuaciones del tipo 4 2 0ax bx c .. Se puede transformar en una ecuación de
segundo grado cambiando 2x y y 4 2x y , de esta manera nos queda una ecuación de segundo
grado. Por ejemplo:
03613 24 xx
TEMA II: CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS Y NÚMEROS COMPLEJOS
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 15 ÁLGRBRA
Cambiamos yxyx 224 , y nos queda una ecuación de segundo orden:
036132 yy
Que resolviendo nos queda:
2
513
2
2513
2
14416913
12
361413132
y
y
y
y
De aquí tenemos las dos siguientes raíces:
92
18
2
5131
y y 4
2
8
2
5132
y
Y sustituyéndolas en el cambio de variable:
2
1
2
2
9 9 3
4 4 2
y x x
y x x
Que son las cuatro soluciones de la ecuación. (Normalmente suelen salir soluciones reales
y enteras, pero puede ocurrir que no sean enteras o incluso no tenga solución real)
Ejercicios: Resuelve las siguientes ecuaciones bicuadradas:
b) 0910 24 xx
c) 03613 24 xx
d) 0154 24 xx
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 16 ÁLGEBRA
RUFFINI: DIVISIÓN POR x Y ESQUEMA DE RUFFINI
Es el caso en particular de que , xxD la división queda planteada en los
siguientes términos: x+ Rx Qx= xP
Demostración: Ejercicio.
Esta regla se aplica en general para dividir un P(x) entre un divisor que tenga o adopte las
siguientes formas: ;bx ;bax y .baxn
Cuando su forma general es: bx se opera así:
1. Se escriben los coeficientes del dividendo en línea horizontal;
2. Se escribe el término independiente del divisor, con signo cambiado, un lugar a la
izquierda y abajo del coeficiente del primer término del dividendo;
3. Se divide teniendo presente que el primer coeficiente del cociente es igual al
primer coeficiente del dividendo.
4. Para obtener el cociente, se separa la última columna que viene a ser el resto.
Ejemplo: Obtener el cociente y el resto en la división: 1
232 45
x
xxx
Solución: Escribimos los coeficientes en el cuadro (completamos con ceros los términos
que faltan):
Entonces: x x x xxQ 2234 (cociente obtenido) y 0xR (residuo
obtenido). 6520 entonces ,0Si 23 xxxy
Por división sintética: Los factores de 6 son: .6,3,2,1 Usemos Ruffini:
Cocientes del dividendo
1 2 0 0 3 2
- 1 -1 -1 1 -1 - 2
1 1 -1 1 2 0
Coeficiente del cociente Resto
Termino
Independiente
del divisor con
signo
cambiado.
1 -2 -5 6
1 1
1
-1
-1
-6
-6
0
TEMA II: CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS Y NÚMEROS COMPLEJOS
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 17 ÁLGRBRA
Por lo tanto, f tiene un factor de la forma x-1.
)6()1(652)( 223 xxxxxxxf
El factor 62 xx , puede descomponerse en:
)2()3(62 xxxx
Finalmente: .0)2()3()1(,decir es ,0652 entonces ,0Si 23 xxxxxxy Los
valores de x por despeje directo son:
202
303
101
xx
xx
xx
La curva corta al eje x en los puntos: (-2, 0), (1, 0) y (3, 0)
Ejemplo: 16246 234 x++xx+x
El posible valor de la raíz deber ser divisor del término independiente es este caso 16 tiene
por divisor 1, 2, 3, 4, 8,16. Cualquiera de ellos puede ser el que haga cero la expresión.
Para dividir en forma sintética, tomamos los coeficientes del polinomio y dividimos para
los divisores de 16.
Probamos con 2: Si 16246 234 x++xx+x , Sus coeficientes en orden son:
1 6 1 -24 16 2
2 16 34 20
1 8 17 10 36 NO
1 6 1 -24 16 -4
-4 -8 28 -16
1 2 -7 4 0 SI
1. Bajas el primer cociente y
multiplicas por el divisor. Ubicas
bajo el 2do.cociente para sumar
o restar según sea el caso
2. Multiplicas por el divisor y
ubicas bajo el 3er.coeficiente y
así sucesivamente hasta terminar
todos los coeficientes
3. Compruebas que la operación
con el ultimo coeficiente te de
cero caso contrario busca otro
divisor y vuelve a intentar
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 18 ÁLGEBRA
Coeficientes resultantes 4472 23 xx+-x+x
Volvemos a dividir:
1 2 -7 4 1
1 3 -4
1 3 -4 0 SI
41432 xxxx
4114 xxxx
2214 xx
Comprobación como nos dio cero cuando a =-4 reemplazamos en el polinomio original.
0169616384256
16424446416246234234
x+-+xx+x
Es lo que debe suceder
Ejemplo 2: 233 xx
1 0 -3 -2 1
1 1 -2
1 1 -2 -4 NO
1 0 -3 -2 -1
-1 +1 +2
1 -1 -1 0 SI
122 xxx y el trinomio es de la 2da. Forma 112 xxx
4. Si obtienes cero entonces ese
divisor es el valor de la variable
y para que sea cero el factor será
con el signo contrario
En nuestro caso nos salió para
-4 entonces el factor es (x+4)
5. El polinomio se factora
entonces disminuyendo un grado
al polinomio inicial tomando los
coeficientes resultantes.
Debes cuidar los espacios
correspondientes de los
exponentes en este caso no existe
x2 en su lugar ponemos cero
TEMA II: CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS Y NÚMEROS COMPLEJOS
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 19 ÁLGRBRA
Comprobación: .023121312333 xx
Ejercicios: Factorizar aplicando la Regla De Ruffini.
1) 8126 23 x++x+x
2) 3613 24 +yy
3) 281323 aaa
4) Determinar cociente y resto de dividir:
93522 234 x + x+ xxxP entre .2 xxD
5323 234 x + x+ xxxP entre .1 xxD
Dado ,322 234 ax + x+ xxxP determinar “a” para que al dividirlo entre
2 xxD dé por resto 5
OBSERVACIONES:
a. Cuando su forma general es: .bax
1. Se transforma el divisor, extrayendo factor común, el primer término del divisor,
es decir :
a
bxabax
2. Se divide entre ,
a
bx como en el primer caso.
3. Los coeficientes del cociente obtenido se dividen entre el primer coeficiente del divisor.
4. El resto obtenido no sufre alteración.
b. Cuando el divisor es de la forma: .baxn En este caso para que la división se pueda
efectuar los exponentes de la variable del dividendo, deben ser múltiplos del exponente de la
variable del divisor
VARIABLES EN EXPRESIONES NO POLINÓMICAS
ECUACIÓN TRASCENDENTE
Una ecuación trascendente es una igualdad entre dos expresiones matemáticas en las que
aparecen una o más incógnitas relacionadas mediante operaciones matemáticas, que no son
únicamente algebraicas, y cuya solución no puede obtenerse empleando solo las herramientas
propias del álgebra. Por ejemplo, las ecuaciones siguientes .1log,1,21 2 xxsene x
Así mismo, una ecuación que no se reduce a una ecuación algebraica mediante
transformaciones algebraicas se denomina ECUACIÓN TRASCENDENTE.
TEMA I: DESPEJES
PROFESOR: JULIO C BARRETO G 20 ÁLGEBRA
ECUACIONES FÍSICAS
CINEMÁTICA Y DINÁMICA
M.R.U. t
dv
M.R.U.V. t
vva
if
; tavv if ;
2
···
2ta
tvd i
davv if 222
CAÍDA LIBRE: tgvv if ;
2
2tg
tvh i
; hgvv if 2
22
Si no existe velocidad inicial. vi= 0
tgv f 2
2tg
h
hgv f 22
TIRO VERTICAL: tgvv if ;
2
2tg
tvh i
; hgvv if 2
22
En altura máxima (hmax) g
vt ihmax
g
vh i
max2
2
DINÁMICA:
F m a P m g cosFr N · µ
FUERZA GRAVITATORIA: ;2
21ru
r
mmGF
2
211-
KgmNew 106.67= G
FUERZA ENTRE CARGAS LEY DE COULOMB: ;20 ru
r
qQKF
0
04
1
K
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Baldor, A. “Álgebra”. Distribuidora Cultural Venezolana S.A.
Barreto, J. (2014). La recta numérica y el plano cartesiano: Un estudio desde los números
naturales hasta los números complejos. Colección de Secundaria. (6).
https://www.createspace.com/5137020
Tom Apóstol. (2005). Calculus. Cálculo con funciones de varias variables y álgebra lineal,
con aplicaciones a las ecuaciones diferenciales y a las probabilidades. Editorial Reverté.
INTERNET: http://es.numberempire.com/equationsolver.php (Para calcular las raíces).
Px=P·sen
α α
N=P·cos
α P
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