Autor Tema: Polinomio cumpliendo ciertas condiciones (en reales y en complejos)

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17 Febrero, 2024, 06:45 pm
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FedeFrontera

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Buenas tardes ¿cómo están? Tengo una consulta sobre un problema en el que me piden hallar un polinómio \( A(x) \) mónico de grado \( 4 \) sabiendo que \( 4i \) es raíz, que es divisible por \( 2x-6 \) y que el resto de dividir dicho polinomio entre \( 3x+6 \) es \( 400 \).

La duda que tengo es que me pide la descomoposición factorial suponiendo que sus coeficientes son reales y su descomposición si sus coefiecientes son complejos.

¿La diferencia radica en que si sus coeficientes son complejos no consideramos a \( -4i \) cómo raíz?

Desde ya muchas gracias.

17 Febrero, 2024, 08:44 pm
Respuesta #1

ani_pascual

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Hola:

Buenas tardes ¿cómo están? Tengo una consulta sobre un problema en el que me piden hallar un polinómio \( A(x) \) mónico de grado \( 4 \) sabiendo que \( 4i \) es raíz, que es divisible por \( 2x-6 \) y que el resto de dividir dicho polinomio entre \( 3x+6 \) es \( 400 \).

La duda que tengo es que me pide la descomoposición factorial suponiendo que sus coeficientes son reales y su descomposición si sus coefiecientes son complejos.

¿La diferencia radica en que si sus coeficientes son complejos no consideramos a \( -4i \) cómo raíz?

Con los datos, el polinomio será de la forma \( p(z)=2(z-3)(z^2+16)(az+b) \); como es mónico, habrá de ser \( a=\dfrac{1}{2} \).  Tras hacer la división por \( 3z+6 \) se deduce que el resto es \( -200b+200=400 \), luego es \( b=-1 \) con lo que el polinomio queda \( p(z)=2(z-3)(z^2+16)\left(\dfrac{1}{2}z-1\right)=(z-3)(z^2+16)(z-2) \), si no me he equivocado  ;D

Saludos

17 Febrero, 2024, 09:12 pm
Respuesta #2

FedeFrontera

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Claro lo entiendo cual sería la solución si es de coeficientes complejo? Utilizando las deduciones del Teorema del Resto. ¿Comprendes mi duda?

17 Febrero, 2024, 09:24 pm
Respuesta #3

ani_pascual

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Claro lo entiendo cual sería la solución si es de coeficientes complejo? Utilizando las deduciones del Teorema del Resto. ¿Comprendes mi duda?
Lo que he expuesto es para el caso de coeficientes reales. Si los coeficientes son complejos, me parece que no necesariamente \( -4i \) es raíz.
Saludos

17 Febrero, 2024, 09:35 pm
Respuesta #4

FedeFrontera

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Bien, justamente necesito ayuda para resolver el problema considerando que los coeficientes sean complejos.

17 Febrero, 2024, 10:04 pm
Respuesta #5

ani_pascual

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Bien, justamente necesito ayuda para resolver el problema considerando que los coeficientes sean complejos.
Seguro que los expertos del foro te podrán ayudar con algún método más adecuado y eficaz; a mí solo se me ocurre suponer que el polinomio es de la forma \( p(z)=2(z-4i)(z-3)\left(\dfrac{1}{2}z^2+\omega z+\gamma\right) \) con \( \omega, \gamma\in\mathbb{C} \) y hacer la división polinómica por \( (3z+6) \) e igualando el resto a \( 400 \), hallar \( \omega \) y \( \gamma \), pero me parece un poco tedioso. Espera un poco y te podrán ayudar otros foristas.
Saludos

17 Febrero, 2024, 10:18 pm
Respuesta #6

Luis Fuentes

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Hola

Bien, justamente necesito ayuda para resolver el problema considerando que los coeficientes sean complejos.
Seguro que los expertos del foro te podrán ayudar con algún método más adecuado y eficaz; a mí solo se me ocurre suponer que el polinomio es de la forma \( p(z)=2(z-4i)(z-3)\left(\dfrac{1}{2}z^2+\omega z+\gamma\right) \) con \( \omega, \gamma\in\mathbb{C} \) y hacer la división polinómica por \( (3z+6) \) e igualando el resto a \( 400 \), hallar \( \omega \) y \( \gamma \), pero me parece un poco tedioso. Espera un poco y te podrán ayudar otros foristas.

 Tanto en el caso real como en el complejo la condición de que al dividir por \( 3z+6 \) el resto sea \( 400 \) equivale a que \( A(-2)=400 \) (donde \( z=-2 \) es la raíz de \( 3z+6=0 \))

Spoiler
Esto es consecuencia del Teorema del Resto o directamente de que si dividimos un polinomio por \( ax+b \) se expresa:

\( p(x)=c(x)(ax+b)+resto \)
[cerrar]

 Además también en el caso real y complejo, que sea divisible por \( 2z-6=2(z-3) \) equivale a que sea divisible por \( z-3 \).

 Entonces en el caso complejo con los datos dados lo único que sabemos es que el polinomio es de la forma:

\( A(z)=(z-4i)(z-3)(z^2+pz+q) \)

 con \( A(-2)=400 \), es decir:

\( \color{red}400\color{black}=(-2-4i)\cdot (-5)\cdot(4-2p+q) \)

 de donde \( q=(386 - 20 i) + 2 p \).

 \( A(z)=(z-4i)(z-3)(z^2+pz+(386 - 20 i) + 2 p) \)

 Hay por tanto infinitos polinomios con coeficientes complejos cumpliendo lo pedido.

Saludos.

P.D. Si se quiere directamente la factorización habría que escribir:

\( A(z)=(z-4i)(z-3)(z-p)(z-q) \)

\( A(-2)=400 \)

y despejar \( q \) en función de \( p \). Quedaría:

\( q=\dfrac{2 (p+(-193+10 i))}{p+2} \)

CORREGIDO

17 Febrero, 2024, 11:21 pm
Respuesta #7

ani_pascual

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Hola:
Tanto en el caso real como en el complejo la condición de que al dividir por \( 3z+6 \) el resto sea \( 400 \) equivale a que \( A(-2)=400 \) (donde \( z=-2 \) es la raíz de \( 3z+6=0 \))

Spoiler
Esto es consecuencia del Teorema del Resto o directamente de que si dividimos un polinomio por \( ax+b \) se expresa:

\( p(x)=c(x)(ax+b)+resto \)
[cerrar]

...


\( \textcolor{red}{440}=(-2-4i)\cdot (-5)\cdot(4-2p+q) \)

 de donde \( q=(386 - 20 i) + 2 p \).

 \( A(z)=(z-4i)(z-3)(z^2+pz+(386 - 20 i) + 2 p) \)

 Hay por tanto infinitos polinomios con coeficientes complejos cumpliendo lo pedido.


Entendido; si el resto y el cociente de la división polinómica \( A(z) \) por \( 3(z+2) \) son respectivamente \( 400 \), \( C(z) \), entonces el resto y el cociente de la división polinómica \( A(z) \) por \( (z+2) \) serán \( 400 \), \( \dfrac{C(z)}{3} \), luego, como dices, habrá de ser, \( A(-2)=400 \). Creo que se ha colado una errata. Saludos

19 Febrero, 2024, 12:25 pm
Respuesta #8

FedeFrontera

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