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Trilha 2

Divisão e fatoração

Entenda como quociente, resto, raízes e fatores se conectam. Essa é a parte técnica mais usada em problemas de polinômios.

Divisão de polinômios

Dividir polinômios significa escrever o dividendo como produto do divisor pelo quociente, somado ao resto. O resto precisa ter grau menor que o divisor.

Algoritmo da divisão
P(x) = D(x)Q(x) + R(x)
Com grau(R) < grau(D), salvo quando R=0.
ElementoFunção
P(x)dividendo: o polinômio que será dividido
D(x)divisor: o polinômio pelo qual dividimos
Q(x)quociente: a parte principal do resultado
R(x)resto: o que sobra após a divisão

Algoritmo passo a passo

Na divisão longa, o processo sempre compara o termo de maior grau do dividendo atual com o termo de maior grau do divisor.

Exemplo resolvido
Divida x³ - 2x² - 5x + 6 por x - 3.
1Divida os termos líderes: x3/x = x2.
2Multiplique: x2(x-3)=x3-3x2. Subtraindo, sobra x2-5x+6.
3Repita: x2/x=x. Subtraindo x(x-3)=x2-3x, sobra -2x+6.
4Agora -2x/x=-2. Subtraindo -2(x-3)=-2x+6, o resto é zero.
5Como o resto foi zero, x-3 divide o polinômio exatamente.
Quociente: x² + x - 2; resto: 0

Teorema do resto

Quando o divisor é x-a, o resto da divisão é simplesmente P(a). Isso transforma uma divisão em uma substituição.

Resultado essencial
Na divisão por x - a, o resto é R = P(a).

A justificativa é curta: se P(x)=(x-a)Q(x)+R, então, ao fazer x=a, fica P(a)=0.Q(a)+R. Portanto, R=P(a).

Exemplo resolvido
Qual é o resto da divisão de P(x)=x³ - 2x + 5 por x - 2?
1O divisor é x-2, então a=2.
2Calcule P(2)=23-2.2+5=8-4+5=9.
3Logo, o resto é 9.
R = 9

Teorema do fator

O teorema do fator é o teorema do resto no caso em que o resto é zero.

Critério
x - a é fator de P(x) ⇔ P(a) = 0

Isso cria uma ponte importante: encontrar uma raiz é encontrar um fator linear. Depois que o fator é removido, o grau do polinômio diminui.

Exemplo resolvido
Verifique se x-2 é fator de P(x)=x2-5x+6.
1Como o fator tem a forma x-a, testamos a=2.
2Calcule P(2)=22-5.2+6=4-10+6=0.
Logo, x-2 é fator de P(x).

Briot-Ruffini

Briot-Ruffini é um processo rápido para dividir por x-a. Ele usa apenas os coeficientes e economiza a divisão longa.

Exemplo resolvido
Divida x³ - 2x² - 5x + 6 por x - 3 usando Briot-Ruffini.
1Use a=3 e os coeficientes 1, -2, -5, 6.
2Desça o primeiro coeficiente: 1. Multiplique por 3 e some ao próximo: -2+3=1.
3Repita: 1.3=3, então -5+3=-2; depois -2.3=-6, então 6-6=0.
31-2-56
33-6
11-20
Quociente: x² + x - 2; resto: 0
!
Cuidado com termos ausentes: em x3 - 4x + 1, os coeficientes são 1, 0, -4, 1. O zero do termo x2 não pode ser pulado.

Estratégia de fatoração

Fatorar um polinômio é escrevê-lo como produto de fatores mais simples. Em problemas de prova, isso costuma exigir uma sequência de decisões.

1

Procure fator comum e produtos notáveis

Antes de testar raízes, veja se há fator comum, diferença de quadrados, quadrado perfeito ou agrupamento.

2

Teste raízes simples

Comece por 1, -1 e candidatas racionais quando os coeficientes forem inteiros.

3

Use Briot-Ruffini para reduzir o grau

Se P(a)=0, divida por x-a e continue com o quociente.

4

Finalize com grau 2 ou fatoração conhecida

Depois de reduzir, uma equação quadrática pode ser resolvida por soma e produto, discriminante ou produtos notáveis.

Exemplo resolvido
Fatore P(x)=x³ - 2x² - 5x + 6.
1Teste uma raiz simples: P(3)=27-18-15+6=0. Então x-3 é fator.
2Dividindo por x-3, o quociente é x2+x-2.
3Fatore o quadrático: x2+x-2=(x+2)(x-1).
P(x)=(x-3)(x+2)(x-1)
Erro comumCorreção
usar Briot-Ruffini com divisor que não é x-ase o divisor for diferente, adapte antes ou use divisão longa
pular coeficiente zeroescreva todos os coeficientes em ordem decrescente de grau
achar que P(a)=0 dá fator x+araiz a corresponde a fator x-a

Exercícios rápidos

Treino 1
Qual é o resto da divisão de P(x)=x2+3x+1 por x-2?
Treino 2
x+1 é fator de P(x) quando:
Treino 3
O quociente de x2-5x+6 por x-2 é:
Treino 4
Para aplicar Briot-Ruffini em x3-4x+1, quais coeficientes devem ser usados?