10º ano

10º anoCompreendendo Algebra


Polinômios


Álgebra é um ramo fundamental da matemática, e na classe 10, um dos tópicos importantes que você encontrará são os polinômios. Este guia abrangente visa construir uma forte compreensão dos polinômios, suas propriedades e operações. Ao final, você se sentirá confortável trabalhando com polinômios tanto academicamente quanto praticamente.

O que é um polinômio?

Um polinômio é uma expressão matemática composta por variáveis, coeficientes e as operações de adição, subtração e multiplicação. Um polinômio pode ser pensado como a soma de vários termos, onde cada termo consiste em uma variável elevada a uma potência e um coeficiente multiplicado por essa variável.

Estrutura do polinômio

A estrutura geral de um polinômio é expressa da seguinte forma:

a n x n + a n-1 x n-1 + ... + a 2 x 2 + a 1 x + a 0

Aqui:

  • a n, a n-1, ..., a 0 são chamados de coeficientes.
  • x denota a variável.
  • Cada expoente de x é um número inteiro não negativo.

Exemplos de polinômios

  • 3x 2 + 2x + 1 é um polinômio de grau 2.
  • x 3 - 4x + 7 é um polinômio de grau 3.
  • 5 é um polinômio de grau 0.

Grau de um polinômio

O grau de um polinômio é a maior potência da variável no polinômio. Ele nos informa sobre o efeito mais significativo no valor do polinômio quando a variável é aumentada ou diminuída.

Identificando o grau

Para encontrar o grau, basta identificar o maior expoente no polinômio. Aqui estão alguns exemplos:

  • A potência de 7x 5 - 3x 3 + x é 5, porque a maior potência é 5.
  • O grau de 2x 4 + x 3 - 5 é 4.
  • A potência de 9x 2 + x + 6 é 2.

Tipos de polinômios

Os polinômios são nomeados com base em seu grau. Aqui estão alguns tipos comuns:

  1. Polinômio constante: Um polinômio com grau 0, como 5 ou -2.
  2. Polinômio linear: Um polinômio de grau 1, por exemplo, 2x + 1.
  3. Polinômio quadrático: Um polinômio com grau 2, como x 2 - 4x + 4.
  4. Polinômio cúbico: Um polinômio de grau 3, como x 3 + 2x + 1.
  5. Polinômio quártico: Um polinômio de grau 4, por exemplo, x 4 - 2x 2 + x.

Operações com polinômios

Os polinômios podem ser somados, subtraídos, multiplicados e divididos, e cada operação tem regras específicas.

Adição

Para adicionar polinômios, adicione termos semelhantes. Termos semelhantes são aqueles em que a mesma variável está elevada à mesma potência.

Exemplo:

(2x 2 + 3x + 5) + (x 2 + 4x + 2)
  • Combine os termos: 2x 2 + x 2 = 3x 2
  • Combine os termos: 3x + 4x = 7x
  • Combine os termos: 5 + 2 = 7

Resultado: 3x 2 + 7x + 7

2x² , 3x , 4 x 5 , 2 = 3x² + 7x + 7

Subtração

Para subtrair polinômios, distribua os sinais negativos pelas termos do polinômio a ser subtraído e, em seguida, combine os termos semelhantes.

Exemplo:

(3x 3 + 2x - 5) - (x 3 - 4x + 3)
  • Distribua o sinal negativo: - (x 3 - 4x + 3) = -x 3 + 4x - 3
  • Combine os termos: 3x 3 - x 3 = 2x 3
  • Combine os termos: 2x + 4x = 6x
  • Combine os termos: -5 - 3 = -8

Resultado: 2x 3 + 6x - 8

Multiplicação

Ao multiplicar polinômios, use a propriedade distributiva, muitas vezes conhecida como método FOIL para binômios.

Exemplo:

(x + 2)(x + 3)

Aplique a propriedade distributiva:

  • x * (x + 3) = x 2 + 3x
  • 2 * (x + 3) = 2x + 6

Combine todas as partes: x 2 + 3x + 2x + 6

Combine termos semelhantes: x 2 + 5x + 6

x(x + 3) = x² + 3x 2(x + 3) = 2x + 6 = x² + 5x + 6

Divisão de polinômios

Dividir polinômios pode ser mais complicado do que adicionar, subtrair ou multiplicar. Um método comum de divisão é a divisão longa de polinômios.

Exemplo de divisão de polinômios

Vamos tentar dividir x 2 + 2x + 3 por x + 1:

  1. Divida o primeiro termo do dividendo pelo primeiro termo do divisor: x 2 /x = x.
  2. Multiplique todo o denominador por este resultado: x(x + 1) = x 2 + x.
  3. Subtraia o resultado do polinômio original: x 2 + 2x + 3 - (x 2 + x) = x + 3.
  4. Repita o processo para o restante x + 3 usando x + 1.

Este processo continuará até que você não possa fazer mais divisões, e o restante obtido será menor que a ordem do divisor.

Gráficos de polinômios

Graficamente, os polinômios são representados por curvas suaves e contínuas no plano de coordenadas. O grau e os coeficientes do polinômio afetam a forma e a orientação do gráfico.

Exemplo: Gráfico de um polinômio quadrático

O gráfico de y = x 2 - 4 é uma parábola que se abre para cima.

y = x² – 4

Raízes de polinômios

As raízes (ou zeros) de um polinômio são os valores da variável que fazem o polinômio ser igual a zero. Graficamente, são os pontos onde o polinômio cruza ou toca o eixo x.

Fatoração de polinômios

Fatorar é o processo de decompor um polinômio em termos mais simples (produtos de outros polinômios) que, quando multiplicados, dão o polinômio original.

Exemplo: Fatoração de um polinômio quadrático

Considere x 2 - 5x + 6 Os fatores são os dois números que somam -5 e multiplicam por 6, que são -3 e -2. Assim:

x 2 - 5x + 6 = (x - 3)(x - 2)

Usos dos polinômios

Os polinômios têm ampla utilização na ciência, engenharia e em outros campos matemáticos. Eles são usados em cálculos envolvendo curvas e condições, como trajetórias e modelos preditivos.

Conclusão

Os polinômios são um conceito fundamental em álgebra, que fornece imensa utilidade na resolução de problemas matemáticos. Compreender sua estrutura, operações (como adição, subtração, multiplicação e divisão), fatoração e sua representação gráfica é crucial para dominar a álgebra e aplicá-la em várias situações do mundo real. Com a prática, você será capaz de lidar com polinômios com facilidade.


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