Unidad · Polinomios

Operaciones con
Polinomios

Sumar, restar, multiplicar y dividir polinomios.
Antes de operar, ordená y completá el polinomio si faltan términos.

Suma de polinomios

Se suman los términos semejantes — los que tienen la misma potencia de \(x\).

Concepto clave

\(P(x) + Q(x)\) agrupa y suma los coeficientes de cada grado.

Si falta un grado, su coeficiente es \(\boldsymbol{0}\). Alineá los términos del mismo grado en columna.

Ejemplo resuelto

Sean \(P(x) = x^3 + 5x^2 - 7\) y \(Q(x) = x^2 - 3x - 2\)

$$P(x) + Q(x) = \bigl(x^3 + 5x^2 + 0x - 7\bigr) + \bigl(0x^3 + x^2 - 3x - 2\bigr)$$ $$= x^3 + (5+1)x^2 + (0-3)x + (-7-2)$$ $$= x^3 + 6x^2 - 3x - 9$$
\(\checkmark\quad P(x)+Q(x) = x^3 + 6x^2 - 3x - 9\)
Ejemplo 2 · Con términos faltantes

Sean \(A(x) = 2x^4 - x^2 + 4\) y \(B(x) = -x^4 + 3x^3 + x^2 - 5x\)

$$A(x) + B(x) = \bigl(2x^4 + 0x^3 - x^2 + 0x + 4\bigr) + \bigl(-x^4 + 3x^3 + x^2 - 5x + 0\bigr)$$ $$= (2-1)x^4 + (0+3)x^3 + (-1+1)x^2 + (0-5)x + (4+0)$$ $$= x^4 + 3x^3 + 0x^2 - 5x + 4$$
\(\checkmark\quad A(x)+B(x) = x^4 + 3x^3 - 5x + 4\)
💡

Regla práctica: alineá los términos en columnas por grado y sumá coeficiente a coeficiente. Si falta un grado, completá con \(0\).

Elvira
Elvira dice: Sumar polinomios es exactamente lo mismo que sumar manzanas con manzanas y naranjas con naranjas. Los términos de grado 3 van con los de grado 3, los de grado 2 con los de grado 2, y así. Lo único que sumás son los coeficientes — la parte literal (la \(x\) con su exponente) no cambia.
Resta de polinomios

Para restar se suma el primero con el opuesto del segundo.

Fórmula

$$P(x) - Q(x) \;=\; P(x) + \bigl(-Q(x)\bigr)$$

El opuesto se obtiene cambiando el signo de todos los términos.

Ej.: el opuesto de \(\;x^2 - 3x + 1\;\) es \(\;-x^2 + 3x - 1\).

Ejemplo resuelto

Sean \(P(x) = x^3 + 5x^2 - 7\) y \(Q(x) = x^2 - 3x - 2\)

Cambiamos todos los signos de \(Q(x)\):

$$P(x) - Q(x) = \bigl(x^3 + 5x^2 - 7\bigr) - \bigl(x^2 - 3x - 2\bigr)$$ $$= x^3 + 5x^2 - 7 \;-\; x^2 + 3x + 2$$ $$= x^3 + (5-1)x^2 + 3x + (-7+2)$$ $$= x^3 + 4x^2 + 3x - 5$$
\(\checkmark\quad P(x)-Q(x) = x^3 + 4x^2 + 3x - 5\)
Ejemplo 2 · Cuidado con el paréntesis

Sean \(P(x) = 4x^3 - 2x + 5\) y \(Q(x) = 4x^3 + x^2 - 2x + 3\)

$$P(x) - Q(x) = \bigl(4x^3 + 0x^2 - 2x + 5\bigr) - \bigl(4x^3 + x^2 - 2x + 3\bigr)$$ $$= 4x^3 + 0x^2 - 2x + 5 \;-\; 4x^3 - x^2 + 2x - 3$$ $$= (4-4)x^3 + (0-1)x^2 + (-2+2)x + (5-3)$$ $$= 0x^3 - x^2 + 0x + 2$$
\(\checkmark\quad P(x)-Q(x) = -x^2 + 2\)
⚠️

Cuidado con los signos: si el paréntesis está precedido por \(-\), todos los signos internos se cambian. Si está precedido por \(+\), se conservan.

Gema
Gema dice: El truco de la resta es convertirla en una suma. Antes de operar, cambiá el signo de todos los términos del segundo polinomio — hasta los que ya eran negativos. Después sumás normalmente. Si te olvidás de cambiar aunque sea un signo, todo el ejercicio sale mal.
Multiplicación de polinomios

Se aplica la propiedad distributiva. Hay tres casos según qué multiplicamos.

3.1 · Por un número (escalar)

El número multiplica a cada término del polinomio.

$$(-3)\,\bigl(x^3 + 5x^2 - 7\bigr) = (-3)\cdot x^3 + (-3)\cdot 5x^2 + (-3)\cdot(-7)$$ $$= -3x^3 - 15x^2 + 21$$
\(\checkmark\quad -3x^3 - 15x^2 + 21\)
3.2 · Por un monomio

Se distribuye el monomio. Al multiplicar potencias de \(x\) se suman los exponentes: \(\;x^a \cdot x^b = x^{a+b}\).

$$(-4x)\,\bigl(x^3 - 5x^2 - 2x + 1\bigr)$$ $$= (-4x)(x^3) + (-4x)(-5x^2) + (-4x)(-2x) + (-4x)(1)$$ $$= -4x^4 + 20x^3 + 8x^2 - 4x$$
\(\checkmark\quad -4x^4 + 20x^3 + 8x^2 - 4x\)
3.3 · Producto de dos polinomios

Cada término de uno se multiplica por todos los del otro; luego se reducen los términos semejantes.

$$\bigl(x^2 - 3x + 1\bigr)\bigl(2x^3 + x - 4\bigr)$$ $$= x^2\cdot(2x^3+x-4) \;+\;(-3x)\cdot(2x^3+x-4) \;+\;1\cdot(2x^3+x-4)$$ $$= \bigl(2x^5 + x^3 - 4x^2\bigr) + \bigl(-6x^4 - 3x^2 + 12x\bigr) + \bigl(2x^3 + x - 4\bigr)$$ $$= 2x^5 - 6x^4 + 3x^3 - 7x^2 + 13x - 4$$
\(\checkmark\quad 2x^5 - 6x^4 + 3x^3 - 7x^2 + 13x - 4\)
3.4 · Producto notable — Cuadrado del binomio

Un caso frecuente: \((a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2\). Conviene aplicar la fórmula directamente para ahorrar pasos.

$$(3x - 2)^2 = (3x)^2 - 2\cdot(3x)\cdot 2 + 2^2$$ $$= 9x^2 - 12x + 4$$

Verificación distribuyendo:

$$(3x-2)(3x-2) = 9x^2 - 6x - 6x + 4 = 9x^2 - 12x + 4 \quad\checkmark$$
\(\checkmark\quad (3x-2)^2 = 9x^2 - 12x + 4\)
📐

Truco: usá una tabla de doble entrada para no olvidar ningún producto cruzado cuando los polinomios tienen muchos términos.

Elvira
Elvira dice: En el producto de dos polinomios, cada término del primero multiplica a cada término del segundo. Si el primero tiene 3 términos y el segundo tiene 4, vas a generar \(3 \times 4 = 12\) productos parciales antes de reducir. Llevar la cuenta de todos esos productos es lo más importante para no dejar ninguno afuera.
División por Ruffini
Condición de uso: el divisor debe ser un polinomio mónico de grado 1, es decir de la forma \((x - a)\) o \((x + a)\).

Idea central

$$P(x) = (x - a)\cdot C(x) + R$$

donde \(C(x)\) es el cociente y \(R \in \mathbb{R}\) es el resto.

Algoritmo paso a paso
1

Ordenar y completar \(P(x)\): si falta algún grado, su coeficiente es \(0\).

2

Escribir la raíz del divisor: si es \((x - a)\) usás \(a\); si es \((x + a)\) usás \(-a\).

3

Bajar el primer coeficiente directamente.

4

Multiplicar por la raíz y escribir el resultado debajo del siguiente coeficiente.

5

Sumar los dos valores de la columna y anotar.

6

Repetir hasta el final. El último número es el resto \(R\); los anteriores son los coeficientes de \(C(x)\).

Ejemplo resuelto

Dividir \(\;P(x) = 3x^3 + 7x^2 + 6x - 1\;\) por \(\;(x + 2)\)

Como \(x + 2 = x - (-2)\), la raíz es \(a = -2\).

\(-2\) \(3\)\(7\)\(6\)\(-1\)
\(-6\) \(-2\) \(-8\)
\(3\) \(1\) \(4\) \(-9\)

Coeficientes del cociente (el grado baja en 1): \(3,\;1,\;4\).

\(C(x) = 3x^2 + x + 4 \qquad R = -9\)

Verificación (Teorema del Resto):

$$3x^3 + 7x^2 + 6x - 1 = (x+2)\,(3x^2 + x + 4) + (-9) \quad\checkmark$$
Teorema del Resto

Al dividir \(P(x)\) por \((x - a)\), el resto es igual a \(\boldsymbol{P(a)}\). No hace falta dividir: simplemente evaluá el polinomio en \(x = a\).

$$P(-2) = 3(-2)^3 + 7(-2)^2 + 6(-2) - 1 = -24 + 28 - 12 - 1 = -9 \quad\checkmark$$
\(R = P(a)\)
Ejemplo 2 · Coeficiente faltante

Dividir \(\;P(x) = 2x^4 - 3x^2 + 1\;\) por \(\;(x - 1)\)

Falta el término en \(x^3\) y en \(x\): completamos con coeficiente \(0\). La raíz es \(a = 1\).

\(1\) \(2\)\(0\)\(-3\)\(0\)\(1\)
\(2\) \(2\) \(-1\) \(-1\)
\(2\) \(2\) \(-1\) \(-1\) \(0\)

Resto \(= 0\) ⟹ \((x-1)\) es factor de \(P(x)\).

\(C(x) = 2x^3 + 2x^2 - x - 1 \qquad R = 0\)

Verificación: \(P(1) = 2 - 3 + 1 = 0 \quad\checkmark\)

Checklist antes de Ruffini: ¿El divisor es grado 1 y mónico — de la forma \((x-a)\)? ¿El dividendo está ordenado y completo? ¿Usaste la raíz correcta? (si el divisor es \(x+2\), entonces \(a = -2\)).

Elvira y Gema
Elvira y Gema dicen: Ruffini es un algoritmo mecánico: si lo seguís paso a paso sin saltearte nada, siempre da. El error más común es confundirse con el signo de la raíz. Si el divisor es \((x + 3)\), la raíz es \(-3\) — no \(+3\). Antes de arrancar, escribí la raíz correcta y checkeá que completaste el dividendo con todos los coeficientes, incluso los ceros.

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