ESO — Polinomios: conceptos y operaciones
Construimos polinomios, los ordenamos por grado y practicamos suma, resta, multiplicación y factorización básica. Todo con muchos ejemplos.
Definición, términos y grado
Un polinomio en x es una expresión de la forma anxn + an−1xn−1 + … + a1x + a0, con coeficientes ai reales (o racionales) y exponente n entero no negativo. El grado es el exponente mayor con coeficiente no nulo. El coeficiente principal es an. Se escribe en forma estándar ordenando de mayor a menor grado.
Ejemplos resueltos (10)
Identifica grado y coeficiente principal en 5x³ − 2x + 7.
Grado 3; coeficiente principal 5.¿Es 3x−2 + 1 un polinomio?
No; los exponentes deben ser enteros no negativos.Escribe en forma estándar: 4 − x + 2x³ + x².
2x³ + x² − x + 4.Cuenta términos en −3x² + 6x − 1.
Tres términos (trinomio).Monomio de grado 0.
Cualquier constante ≠ 0; p.ej., 9.¿Qué polinomio tiene grado indefinido?
El polinomio nulo (todos coeficientes 0).Completa: 7x² + __x + 5 tiene 2 raíces reales si…
…su discriminante b²−4ac > 0; aquí a=7, c=5.Coeficiente de x en 9 − 4x + x³.
−4.¿Qué término falta en 6x³ + 0x² + 5?
El término en x (coeficiente 0).Clasifica: 8x − 3.
Binomio de grado 1 (lineal).
Suma, resta y multiplicación
Para sumar o restar se combinan términos semejantes (misma potencia de x). Para multiplicar se usa distributiva y, si procede, producto notable.
Ejemplos resueltos (10)
(3x² + x − 4) + (−x² + 5x + 7)
2x² + 6x + 3.(2x³ − x + 1) − (x³ + 3x − 5)
x³ − 4x + 6.(x + 2)(x + 5)
x² + 7x + 10.(2x − 3)(x − 4)
2x² − 11x + 12.(x − 6)²
x² − 12x + 36.(x + 3)(x² − x + 2)
x³ + 2x² − x + 6.(2x + 1)(3x² − x + 4)
6x³ + x² + 7x + 4.Ordena y simplifica: 4x − 3 + 2x² − x + 5
2x² + 3x + 2.(x − 1)(x + 1)
x² − 1 (diferencia de cuadrados).Producto de un monomio: 3x(2x² − x + 5)
6x³ − 3x² + 15x.
Identidades notables
Recetas útiles: (a±b)² = a² ± 2ab + b², a² − b² = (a−b)(a+b), (a±b)³ = a³ ± 3a²b + 3ab² ± b³.
Ejemplos resueltos (6)
Expande (3x − 2)²
9x² − 12x + 4.Factoriza x² − 49
(x − 7)(x + 7).Expande (x + 4)³
x³ + 12x² + 48x + 64.Factoriza 9x² − 24x + 16
(3x − 4)².Simplifica (x + 2)² − (x − 2)²
4x·2 = 8x (por a²−b²).Completa cuadrado: x² + 6x + 5
(x + 3)² − 4.
Factorización básica
Claves: factor común, agrupación, y usar identidades. Las raíces de un polinomio indican factores lineales: si r es raíz de p(x), entonces (x − r) divide p(x).
Ejemplos resueltos (8)
3x² + 6x
3x(x + 2) (factor común).ax + ay
a(x + y).x² + 5x + 6
(x + 2)(x + 3) (buscar dos números con suma 5 y producto 6).2x² + 7x + 3
(2x + 1)(x + 3).x³ + 3x² + x + 3
Grupo: (x³ + 3x²) + (x + 3) = x²(x + 3) + 1(x + 3) = (x + 3)(x² + 1).4x² − 25
(2x − 5)(2x + 5).x² − 10x + 25
(x − 5)².x³ − x
x(x − 1)(x + 1).
Evaluación y raíces
Para evaluar p(x) en x=a sustituimos y calculamos. r es raíz si p(r)=0. La multiplicidad de una raíz es cuántas veces se repite el factor (x−r).
Ejemplos resueltos (6)
p(x)=x² − 4x + 3. Calcula p(2).
4 − 8 + 3 = −1.¿Es 3 raíz de x² − 5x + 6?
9 − 15 + 6 = 0 ⇒ sí; factor (x − 3).Raíces de x² − 9
±3.Multiplicidad de la raíz 2 en (x − 2)²(x + 1)
2 tiene multiplicidad 2.¿Cuántas raíces reales puede tener un polinomio cúbico?
1 o 3 (contando multiplicidades siempre 3 complejas).Grafica mentalmente y= (x − 1)²
Toca el eje x en x=1 (mínimo) y no lo atraviesa.
Generador de práctica (ESO)
Elige un tipo y genera ejercicios con solución. Escribe la respuesta en forma simplificada.
Sumar/restar polinomios
Ver solución
Producto (binomio × binomio)
Ver solución
Ejercicios propuestos (20) — con solución
Simplifica: (2x² − 3x + 1) + (x² + 5x − 4)
3x² + 2x − 3.Multiplica: (x − 7)(x + 2)
x² − 5x − 14.Factoriza: x² + x − 12
(x + 4)(x − 3).Evalúa p(−1) para p(x)=2x² + x − 3
2(1) − 1 − 3 = −2.Escribe en forma estándar: 6 − 4x + x³ + x
x³ − 3x + 6.Producto: (2x − 5)²
4x² − 20x + 25.Factoriza por grupos: x³ − 4x² + x − 4
(x − 4)(x² + 1).Indica el grado de 7 − 2x⁵ + x⁴
5.Raíces de x² − 6x + 9
3 (doble).Completa cuadrado: x² − 8x + 5
(x − 4)² − 11.Multiplica: (x + 1)(x² + x + 1)
x³ + 2x² + 2x + 1.Simplifica: 5x − (3x − 4)
2x + 4.Factoriza: 6x² − 21x
3x(2x − 7).Producto: (3x + 2)(x − 4)
3x² − 10x − 8.¿x=−2 anula p(x)=x²+4x+4?
Sí, p(−2)=0; (x+2)².Expande: (x − 3)(x² + 3x + 9)
x³ − 27 (cubo de binomio).Factoriza: 25x² − 1
(5x − 1)(5x + 1).Multiplica: (2x − 1)(x + 6)
2x² + 11x − 6.Reduce: (x − 2)³
x³ − 6x² + 12x − 8.Evalúa p(3) si p(x)=x³ − x
27 − 3 = 24.
Bachillerato — Profundización en polinomios
Ampliamos con división polinómica, Ruffini, teorema del resto y del factor, factorización avanzada, raíces y multiplicidad, ecuaciones e inecuaciones y esbozo de gráficas.
División polinómica y algoritmo de Euclides
Dados p(x) (dividendo) y d(x)≠0 (divisor), existen únicos q(x) (cociente) y r(x) (resto) tales que p = dq + r con grado(r) < grado(d). Esto permite simplificar fracciones algebraicas y preparar factorizaciones.
Ejemplos resueltos (8)
Divide x³ − 6x² + 11x − 6 entre x − 1
Cociente x² − 5x + 6; resto 0 (porque 1 es raíz).Divide 2x³ + 3x² − x + 5 entre x + 2
Cociente 2x² − x + 1; resto 3.Comprueba grados: deg(r) < deg(d)
En los casos anteriores, r es constante (grado 0) y d es lineal (grado 1).Euclides para polinomios: mcd(x² − 1, x² − x)
mcd = x − 1.Divide x⁴ − 1 entre x² − 1
q = x² + 1, r = 0.Divide x³ + 2x² − x − 2 entre x + 1
q = x² + x − 2, r = 0.Usa la división para simplificar (x³ − 1)/(x − 1)
Resultado x² + x + 1.Divide 3x³ − 5x + 2 entre x − 2
q = 3x² + 6x + 7, r = 16 (vía Ruffini).
Regla de Ruffini (división sintética)
Para dividir entre (x − r), copiamos coeficientes y bajamos–multiplicamos–sumamos. El último número es el resto p(r).
Ejemplos resueltos (8)
Ruffini de p(x)=x³ − 4x² + x + 6 con r=2
Cociente x² − 2x − 3; resto 0 ⇒ (x − 2)(x² − 2x − 3).Ruffini con huecos: p(x)=2x³ + 0x² − x + 1, r=−1
Cociente 2x² − 2x + 1; resto 0.Interpreta el resto
Siempre es p(r), por el teorema del resto.Extrae otro factor: x³ − 6x² + 11x − 6
Ruffini con r=1,2,3 → factores (x−1)(x−2)(x−3).Si el resto no es 0…
El divisor no es factor; prueba con otro r o usa división larga.Ruffini con r=0
Equivale a separar el término independiente: resto p(0) es el término independiente.Ruffini con fracciones (opcional)
Se puede usar r=p/q (racional) con más cuidado en los productos.Ruffini y multiplicidad
Si al dividir por (x − r) el resto es 0 repetidas veces, la multiplicidad de r aumenta.
Teoremas del resto y del factor
Resto: si dividimos p(x) entre (x − a), el resto es p(a). Factor: (x − a) es factor de p(x) ⇔ p(a)=0. Consecuencia: las raíces determinan factores lineales.
Ejemplos resueltos (6)
Calcula el resto de dividir p(x)=2x³ − x² + 4x − 7 entre (x − 2)
p(2)=2·8 − 4 + 8 − 7 = 13.Comprueba si (x − 3) divide x² − 5x + 6
p(3)=9 − 15 + 6 = 0 ⇒ sí.Si p(−1)=0, ¿qué factor tiene p?
(x + 1).Encuentra k para que x − 1 sea factor de x³ + kx² − 5x + 2
p(1)=1 + k − 5 + 2 = 0 ⇒ k=2.Halla a tal que el resto de dividir por (x − a) sea 5
p(a)=5 (usa la definición del resto).Si p(x) tiene raíces 1 y −2, escribe factores
(x − 1)(x + 2)·q(x).
Búsqueda de raíces racionales
Para polinomios con coeficientes enteros, los candidatos a raíz racional p/q (en forma irreducible) deben verificar: p | término independiente y q | coeficiente principal. (Criterio de raíces racionales).
Ejemplos resueltos (6)
p(x)=x³ − 4x² − 7x + 10
Candidatos ±1,±2,±5,±10. Probando: p(−1)=0 ⇒ (x + 1)(x² − 5x + 10).p(x)=2x³ + x² − 8x − 4
candidatos ±1,±2,±4,±1/2,±1/4,±2 ⇒ r=1 es raíz ⇒ reduce por Ruffini.¿Y si ningún candidato vale?
No hay raíces racionales; usa otros métodos (gráfica, numéricos) o factoriza sobre ℝ con cuadráticas.Relación con coeficiente principal ≠1
Incluye divisores de ese coeficiente en los denominadores.Si el término independiente es 0
x=0 es raíz; factoriza x.Comprobación final
Multiplica los factores para verificar.
Factorización avanzada
Combinamos todos los recursos: buscar raíces racionales, Ruffini repetida, completar cuadrado y reconocer irreducibles cuadráticos.
Ejemplos resueltos (10)
x³ − 6x² + 11x − 6
(x − 1)(x − 2)(x − 3).2x³ − 3x² − 8x + 12
Racional r=2 ⇒ (x − 2)(2x² + x − 6) ⇒ (x − 2)(2x − 3)(x + 2).x⁴ − 5x² + 4
Truco: t=x² ⇒ t² − 5t + 4 = (t − 1)(t − 4) ⇒ (x² − 1)(x² − 4) ⇒ (x − 1)(x + 1)(x − 2)(x + 2).3x⁴ + 6x³ − 3x²
3x²(x² + 2x − 1).x³ + x² − 4x − 4
Grupo: x²(x + 1) − 4(x + 1) = (x + 1)(x² − 4) ⇒ (x + 1)(x − 2)(x + 2).x⁴ + 4x³ + 6x² + 4x + 1
(x + 1)⁴ (binomio de Newton).2x⁴ − 18x² + 32
2(x⁴ − 9x² + 16) ⇒ intenta t=x²: t² − 9t + 16=(t−1)(t−8) ⇒ 2(x²−1)(x²−8).x³ − 9x
x(x − 3)(x + 3).x⁵ − x³
x³(x² − 1)=x³(x − 1)(x + 1).4x³ − 12x² + 9x
x(2x − 3)².
Ecuaciones e inecuaciones polinómicas
Resolver p(x)=0 equivale a factorizar y anular cada factor. Para inecuaciones usamos el método de signos: eje real marcado por las raíces y el signo de cada intervalo.
Ejemplos resueltos (8)
Resuelve x³ − 4x² − x + 4 = 0
Factoriza por grupos: (x²(x − 4) − 1(x − 4))=(x − 4)(x² − 1) ⇒ raíces 4, ±1.Resuelve 2x³ + x² − 8x − 4 = 0
r=1 ⇒ divide ⇒ 2x² + 3x − 4 ⇒ raíces 1, (−3±√(9+32))/4 = (−3±√41)/4.Resuelve (x − 2)²(x + 3) ≥ 0
Signos: raíz doble en 2 (cambia? no), simple en −3. Sol: (−∞,−3] ∪ {2} ∪ [2,∞).Encuentra k para que x=2 sea raíz doble de x³ + kx² + x + 2
p(2)=0 y p′(2)=0 ⇒ resuelve sistema para k=−5.Resuelve x⁴ − 5x² + 4 ≤ 0
(x² − 1)(x² − 4) ≤ 0 ⇒ intervalos: [−2,−1] ∪ [1,2].Resuelve x³ − 6x² + 9x = 0
x(x − 3)²=0 ⇒ x=0, 3 (con 3 doble).Encuentra el polinomio mínimo grado con raíces 1 (doble) y −2
(x − 1)²(x + 2).Halla parámetros a,b si x=1 y x=−2 anulan x³ + ax² + bx + 6
p(1)=0 ⇒ 1+a+b+6=0; p(−2)=0 ⇒ −8+4a−2b+6=0 ⇒ resuelve: a=−1, b=−6.
Comportamiento de gráficas
Para grandes |x|, domina el término de mayor grado: comportamiento al infinito. Si el grado es par y coeficiente principal >0, y→+∞ en ambos extremos; si es impar y coeficiente principal >0, y→−∞ a la izquierda y y→+∞ a la derecha. La multiplicidad indica si la curva atraviesa (impar) o toca (par) el eje en esa raíz.
Ejemplos rápidos (5)
Esboza y = (x − 1)(x − 3)
Parábola (abre hacia arriba); corta en x=1 y x=3; vértice en x=2.y = −2x³ + x
Grado impar, coeficiente principal negativo ⇒ sube a la izquierda y baja a la derecha; corta en x=0, ±√(1/2).y = (x + 2)²(x − 1)
Toca en −2 (doble) y atraviesa en 1.¿Cuántos cortes puede tener con el eje x un polinomio de grado n?
Como máximo n cortes reales (contando multiplicidad).Signo de (x − 2)³ para x < 2
Negativo (potencia impar de un negativo).
Generadores (Bach) y test de autoevaluación
Ruffini / Resto
Ver desarrollo
Factorización guiada
Ver una posible solución
Test rápido (5 preguntas)
Ejercicios propuestos (25) — con solución detallada
Divide x³ − 2x² − x + 2 entre x − 1
q=x² − x − 2, r=0 ⇒ (x − 1)(x² − x − 2).Usa el teorema del resto para calcular p(2) si p(x)=3x³ − x² + 4x − 5
p(2)=24 − 4 + 8 − 5 = 23.Encuentra todas las raíces de x³ − 3x² − 4x + 12
r=3 ⇒ divide ⇒ x² − 4 ⇒ raíces 3, ±2.Halla k para que (x − 2) divida x³ + kx² − 5x + 6
p(2)=8 + 4k − 10 + 6 = 0 ⇒ k=−1.Factoriza x⁴ − 5x² + 6
(x² − 2)(x² − 3).Resuelve (x − 1)(x + 2)(x − 3) ≥ 0
Intervalos: (−∞,−2] ∪ [1,3] ∪ [3,∞).Determina m para que x=−1 sea raíz doble de x³ + mx² + x + m
p(−1)=0 y p′(−1)=0 ⇒ m=0.Aplica Euclides: mcd(x³ − x, x² − 1)
x² − 1.Factoriza 6x³ − x² − 12x + 2
r=1/2 ⇒ (2x − 1)(3x² + x − 2) ⇒ (2x − 1)(3x − 2)(x + 1).Esboza y = −x³ + 4x
Cortes: x=0, ±2; sube izq., baja dcha. Máx/Mín relativos en ±√(4/3).Encuentra el polinomio de menor grado con raíces −2 (doble) y 3
(x + 2)²(x − 3).Comprueba si x+2 es factor de x³ + 5x² + 8x + 4
p(−2)=−8+20−16+4=0 ⇒ sí.Divide 2x⁴ − 3x³ + x − 5 entre x² − x + 1
q=2x² − x − 1, r=−x − 4.Resuelve x⁴ − 7x² + 10 = 0
t=x² ⇒ (t − 5)(t − 2)=0 ⇒ x=±√5, ±√2.Señala el signo de p(x)=(x−1)²(x+4) para x∈(−4,1)
Negativo (factor simple x+4<0, doble no cambia signo).Construye p(x) de grado 3 con coef. principal 2 y raíces −1, 2 y 3
p(x)=2(x+1)(x−2)(x−3).Determina a para que el resto de dividir x³ + ax² + 1 entre (x − 1) sea 5
p(1)=1 + a + 1 = 5 ⇒ a=3.Factoriza x⁶ − 1
(x³ − 1)(x³ + 1) = (x − 1)(x² + x + 1)(x + 1)(x² − x + 1).Resuelve (x² − 4)(x − 1) < 0
Intervalos por signos: (−∞,−2)∪(−2,1)∪(1,2)∪(2,∞) ⇒ solución (−2,1) ∪ (2,∞).Calcula p′(x) de p(x)=(x − 2)³(x + 1)
p′(x) = (x − 2)²[3(x + 1) + (x − 2)] = (x − 2)²(4x + 1) (útil para mínimos/máximos).Si p(x)=x³ − ax² + bx − 8 tiene raíz 2, halla relación entre a y b
p(2)=8 − 4a + 2b − 8 = 0 ⇒ 2b = 4a ⇒ b=2a.Encuentra todas las raíces de 2x³ − 5x² − 4x + 12
r=2 ⇒ divide ⇒ 2x² − x − 6 ⇒ raíces 2, 2, −3/2? (corrige): 2x² − x − 6=(2x+3)(x−2) ⇒ raíces 2 (doble), −3/2.Factoriza x⁴ + 2x³ − x − 2
Grupo: x³(x+2) − 1(x+2) = (x+2)(x³ − 1) ⇒ (x+2)(x − 1)(x² + x + 1).Determina la multiplicidad de x=0 en p(x)=x⁵ − 3x³ + 2x
Extrae x ⇒ p=x(x⁴ − 3x² + 2) ⇒ multiplicidad 1 (las otras raíces vienen de la cuadrática en x²).Esboza y=(x−1)⁴
Grado par, toca el eje en x=1 con aplanamiento (raíz de multiplicidad 4).Resto de dividir 5x⁴ − x³ + 4x − 7 entre (x + 1)
p(−1)=−5 − 1 − 4 − 7 = −17.