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5.5: Dividindo polinômios

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    183256
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Objetivos de

    Ao final desta seção, você poderá:

    • Dividindo monômios
    • Dividindo um polinômio por um monômio
    • Divisão de polinômios usando divisão longa
    • Divisão de polinômios usando divisão sintética
    • Dividindo funções polinomiais
    • Use os teoremas do restante e dos fatores

    Antes de começar, faça este teste de prontidão.

    1. Adicionar:\(\dfrac{3}{d}+\dfrac{x}{d}\).
      Se você perdeu esse problema, revise [link].
    2. Simplifique:\(\dfrac{30xy}{35xy}\).
      Se você perdeu esse problema, revise [link].
    3. Combine termos semelhantes:\(8a^2+12a+1+3a^2−5a+4\).
      Se você perdeu esse problema, revise [link].

    Dividindo monômios

    Agora estamos familiarizados com todas as propriedades dos expoentes e as usamos para multiplicar polinômios. Em seguida, usaremos essas propriedades para dividir monômios e polinômios.

    Exemplo\(\PageIndex{1}\)

    Encontre o quociente:\(54a^2b^3÷ (−6ab^5)\).

    Solução

    Quando dividimos monômios com mais de uma variável, escrevemos uma fração para cada variável.

    \(\begin{array} {ll} {} &{54a^2b^3÷(−6ab^5)} \\[5pt] {\text{Rewrite as a fraction.}} &{\dfrac{54a^2b^3}{−6ab^5}} \\[5pt] {\text{Use fraction multiplication.}} &{\dfrac{54}{−6}·\dfrac{a^2}{a}·\dfrac{b^3}{b^5}} \\[5pt] {\text{Simplify and use the Quotient Property.}} &{−9·a·\dfrac{1}{b^2}} \\[5pt] {\text{Multiply.}} &{−\dfrac{9a}{b^2}} \end{array}\)

    Experimente! \(\PageIndex{1}\)

    Encontre o quociente:\(−72a^7b^3÷(8a^{12}b^4)\).

    Resposta

    \(−\dfrac{9}{a^5b}\)

    Experimente! \(\PageIndex{2}\)

    Encontre o quociente:\(−63c^8d^3÷(7c^{12}d^2)\).

    Resposta

    \(\dfrac{−9d}{c^4}\)

    Depois de se familiarizar com o processo e praticá-lo passo a passo várias vezes, você poderá simplificar uma fração em uma etapa.

    Exemplo\(\PageIndex{2}\)

    Encontre o quociente:\(\dfrac{14x^7y^{12}}{21x^{11}y^6}\).

    Solução

    Tenha muito cuidado para simplificar\(\dfrac{14}{21}\) dividindo um fator comum e simplificar as variáveis subtraindo seus expoentes.

    \(\begin{array} {ll} {} &{\dfrac{14x^7y^{12}}{21x^{11}y^6}} \\ {\text{Simplify and use the Quotient Property.}} &{\dfrac{2y^6}{3x^4}} \\ \end{array}\)

    Experimente! \(\PageIndex{3}\)

    Encontre o quociente:\(\dfrac{28x^5y^{14}}{49x^9y^{12}}\).

    Resposta

    \(\dfrac{4y^2}{7x^4}\)

    Experimente! \(\PageIndex{4}\)

    Encontre o quociente:\(\dfrac{30m^5n^{11}}{48m^{10}n^{14}}\).

    Resposta

    \(\dfrac{5}{8m^5n^3}\)

    Divida um polinômio por um monômio

    Agora que sabemos como dividir um monômio por um monômio, o próximo procedimento é dividir um polinômio de dois ou mais termos por um monômio. O método que usaremos para dividir um polinômio por um monômio é baseado nas propriedades da adição de frações. Então, começaremos com um exemplo para revisar a adição de frações. A soma\(\dfrac{y}{5}+\dfrac{2}{5}\) se simplifica para\(\dfrac{y+2}{5}\). Agora faremos isso ao contrário para dividir uma única fração em frações separadas. Por exemplo,\(\dfrac{y+2}{5}\) pode ser escrito\(\dfrac{y}{5}+\dfrac{2}{5}\).

    Esse é o “inverso” da adição de frações e afirma que se a, b e c são números onde\(c\neq 0\), então\(\dfrac{a+b}{c}=\dfrac{a}{c}+\dfrac{b}{c}\). Usaremos isso para dividir polinômios por monômios.

    definição: DIVISÃO DE UM POLINÔMIO POR UM MONÔMIO

    Para dividir um polinômio por um monômio, divida cada termo do polinômio pelo monômio.

    Exemplo\(\PageIndex{3}\)

    Encontre o quociente:\((18x^3y−36xy^2)÷(−3xy)\).

    Solução

    \(\begin{array} {ll} {} &{(18x^3y−36xy^2)÷(−3xy)} \\[5pt] {\text{Rewrite as a fraction.}} &{\dfrac{18x^3y−36xy^2}{−3xy}} \\[5pt] {\text{Divide each term by the divisor. Be careful with the signs!}} &{\dfrac{18x^3y}{−3xy}−\dfrac{36xy^2}{−3xy}} \\[5pt] {\text{Simplify.}} &{−6x^2+12y} \end{array}\)

    Experimente! \(\PageIndex{5}\)

    Encontre o quociente:\((32a^2b−16ab^2)÷(−8ab)\).

    Resposta

    \(−4a+2b\)

    Experimente! \(\PageIndex{6}\)

    Encontre o quociente:\((−48a^8b^4−36a^6b^5)÷(−6a^3b^3)\).

    Resposta

    \(8a^5b+6a^3b^2\)

    Divida polinômios usando divisão longa

    Dividindo um polinômio por um binômio, seguimos um procedimento muito semelhante à divisão longa de números. Então, vamos examinar cuidadosamente os passos que tomamos quando dividimos um número de 3 dígitos, 875, por um número de 2 dígitos, 25.

    Esta figura mostra a divisão longa de 875 dividida por 25. 875 é rotulado como dividendo e 25 é rotulado como divisor. O resultado de 35 é rotulado como quociente. O 3 em 35 é determinado pelo número de vezes que podemos dividir 25 em 87. Multiplicar 25 e 3 resulta em 75. 75 é subtraído de 87 para obter 12. O 5 de 875 é reduzido para transformar 12 em 125. O 5 em 35 é determinado a partir do número de vezes que foi possível dividir 25 em 125. Como 25 vai para 125 uniformemente, não há resto. O resultado da subtração de 125 de 125 é 0, que é rotulado como resto.

    Verificamos a divisão multiplicando o quociente pelo divisor. Se fizermos a divisão corretamente, o produto deve ser igual ao dividendo.

    \[\begin{array} {l} {35·25} \\ {875\checkmark} \\ \nonumber \end{array}\]

    Agora vamos dividir um trinômio por um binômio. Ao ler o exemplo, observe como as etapas são semelhantes às do exemplo numérico acima.

    Exemplo\(\PageIndex{4}\)

    Encontre o quociente:\((x^2+9x+20)÷(x+5)\).

    Solução

    \(\require{enclose}\) \(\qquad (x^2+9x+20) \div (x+5)\)
    Escreva isso como um problema de divisão longa.
    Certifique-se de que o dividendo esteja no formato padrão.

    \(\qquad  x+5\enclose{longdiv}{ x^2+9x+20\phantom{0}} \)

    Divida\(x^2\) por\(x\). Pode ser útil perguntar a si mesmo: “\(x\)Por que
    preciso multiplicar para conseguir\(x^2\)?”

    \(\qquad \begin{array}{r} {\color{red}x}\hspace{2.3em}\\[-3pt] {\color{red}x}+5\enclose{longdiv}{ {\color{red}x^2}+9x+20\phantom{0}} \end{array}\)

    Coloque a resposta\(x\),, no quociente sobre o\(x\) termo.
    Multiplique\(x\) vezes\(x+5\). Alinhe os termos similares sob o dividendo.

    \(\qquad \begin{array}{r}x\hspace{2.3em}\\[-3pt] x+5\enclose{longdiv}{x^2+9x+20\phantom{0}}\\[-3pt] \underline{\color{red}x^2+5x}\hspace{2.4em} \end{array}\)

    Subtraia\(x^2+5x\) de\(x^2+9x\).
    Você pode achar mais fácil alterar os sinais e depois adicionar.
    Em seguida, derrube o último termo,\(20.\)

    \(\qquad \begin{array}{r}x\hspace{2.3em}\\[-3pt] x+5\enclose{longdiv}{x^2+\phantom{00}9x+20\phantom{0}}\\[-3pt] \underline{{\color{red}-}x^2+({\color{red}-}5x)}\hspace{2.1em}\\[-3pt] {\color{red}4x+20}\hspace{0.5em} \end{array}\)


    Divida\(4x\) por\(x\). Pode ser útil perguntar a si mesmo: “\(x\)Por que
    preciso multiplicar para conseguir\(4x\)?”
    Coloque a resposta\(4\),, no quociente sobre o termo constante.

    \(\qquad \begin{array}{r}x+\phantom{0}{\color{red}4}\hspace{.5em}\\[-3pt] {\color{red}x}+5\enclose{longdiv}{x^2+\phantom{00}9x+20\phantom{0}}\\[-3pt] \underline{{\color{red}-}x^2+({\color{red}-}5x)}\hspace{2.1em}\\[-3pt] {\color{red}4x}+20\hspace{0.5em} \end{array}\)

    Multiplique 4 vezes\(x+5\).

    \(\qquad \begin{array}{r}x+\phantom{0}4\hspace{.5em}\\[-3pt] x+5\enclose{longdiv}{x^2+\phantom{00}9x+20\phantom{0}}\\[-3pt] \underline{{\color{red}-}x^2+({\color{red}-}5x)}\hspace{2.1em}\\[-3pt] 4x+20\hspace{0.5em}\\[-3pt] \underline{ \color{red}4x+20}\hspace{.5em} \end{array}\)

    Subtraia\(4x+20\) de\(4x+20\).

    \(\qquad \begin{array}{r}x+\phantom{0}4\hspace{.5em}\\[-3pt] x+5\enclose{longdiv}{x^2+\phantom{00}9x+20\phantom{0}}\\[-3pt] \underline{{\color{red}-}x^2+({\color{red}-}5x)}\hspace{2.1em}\\[-3pt] 4x+20\hspace{.5em}\\[-3pt] \underline{{\color{red}-}4x+({\color{red}-}20)}\\[-3pt] 0\hspace{.33em}\end{array}\)

    Confira:

    \(\begin{array} {ll} {\text{Multiply the quotient by the divisor.}} &{(x+4)(x+5)} \\ {\text{You should get the dividend.}} &{x^2+9x+20\checkmark}\\ \end{array}\)

     
    Experimente! \(\PageIndex{7}\)

    Encontre o quociente:\((y^2+10y+21)÷(y+3)\).

    Resposta

    \(y+7\)

    Experimente! \(\PageIndex{8}\)

    Encontre o quociente:\((m^2+9m+20)÷(m+4)\).

    Resposta

    \(m+5\)

    Quando dividimos 875 por 25, não tínhamos resto. Mas às vezes a divisão de números deixa um resto. O mesmo acontece quando dividimos polinômios. No próximo exemplo, teremos uma divisão que deixa um restante. Escrevemos o restante como uma fração com o divisor como denominador.

    Examine os dividendos nos exemplos anteriores. Os termos foram escritos em ordem decrescente de graus e não faltavam graus. O dividendo neste exemplo será\(x^4−x^2+5x−6\). Está faltando um\(x^3\) termo. Vamos adicionar\(0x^3\) como um espaço reservado.

    Exemplo\(\PageIndex{5}\)

    Encontre o quociente:\((x^4−x^2+5x−6)÷(x+2)\).

    Solução

    Observe que não há\(x^3\) prazo no dividendo. Vamos adicionar\(0x^3\) como um espaço reservado.

      .
    Escreva isso como um problema de divisão longa. Certifique-se de que o dividendo esteja no formato padrão com espaços reservados para termos ausentes. .
    Divida\(x^4\) por\(x\).
    Coloque a resposta\(x^3\),, no quociente sobre o\(x^3\) termo.
    Multiplique\(x^3\) vezes\(x+2\). Alinhe os termos semelhantes.
    Subtraia e, em seguida, reduza o próximo termo.
    .
    Divida\(−2x^3\) por\(x\).
    Coloque a resposta\(−2x^2\),, no quociente sobre o\(x^2\) termo.
    Multiplique\(−2x^2\) vezes\(x+1\). Alinhe os termos semelhantes
    Subtrair e reduza o próximo termo.
    .
    Divida\(3x^2\) por\(x\).
    Coloque a resposta\(3x\),, no quociente sobre o\(x\) termo.
    Multiplique\(3x\) vezes\(x+1\). Alinhe os termos semelhantes.
    Subtraia e reduza o próximo termo.
    .
    Divida\(−x\) por\(x\).
    Coloque a resposta\(−1\),, no quociente sobre o termo constante.
    Multiplique\(−1\) vezes\(x+1\). Alinhe os termos semelhantes.
    Mude os sinais, adicione.

    Escreva o restante como uma fração com o divisor como denominador.
    .
    Para verificar, multiplique\((x+2)(x^3−2x^2+3x−1−4x+2)\).
    O resultado deve ser\(x^4−x^2+5x−6\).
     
    Experimente! \(\PageIndex{9}\)

    Encontre o quociente:\((x^4−7x^2+7x+6)÷(x+3)\).

    Resposta

    \(x^3−3x^2+2x+1+3x+3\)

    Experimente! \(\PageIndex{10}\)

    Encontre o quociente:\((x^4−11x^2−7x−6)÷(x+3)\).

    Resposta

    \(x^3−3x^2−2x−1−3x+3\)

    No próximo exemplo, dividiremos por\(2a−3\). À medida que dividimos, teremos que considerar as constantes e as variáveis.

    Exemplo\(\PageIndex{6}\)

    Encontre o quociente:\((8a^3+27)÷(2a+3)\).

    Solução

    Desta vez, mostraremos a divisão em uma única etapa. Precisamos adicionar dois espaços reservados para dividi-los.

      .
      .

    Para verificar, multiplique\((2a+3)(4a^2−6a+9)\).

    O resultado deve ser\(8a^3+27\).

    Experimente! \(\PageIndex{11}\)

    Encontre o quociente:\((x^3−64)÷(x−4)\).

    Resposta

    \(x^2+4x+16\)

    Experimente! \(\PageIndex{12}\)

    Encontre o quociente:\((125x^3−8)÷(5x−2)\).

    Resposta

    \(25x^2+10x+4\)

    Divida polinômios usando divisão sintética

    Como mencionamos anteriormente, os matemáticos gostam de encontrar padrões para facilitar seu trabalho. Como a divisão longa pode ser entediante, vamos analisar a divisão longa que fizemos no Example e procurar alguns padrões. Usaremos isso como base para o que é chamado de divisão sintética. O mesmo problema no formato de divisão sintética é mostrado a seguir.

    A figura mostra a divisão longa de 1 x ao quadrado mais 9 x mais 20 dividida por x mais 5 ao lado do mesmo problema feito com a divisão sintética. No problema da divisão longa, os coeficientes do dividendo são 1 e 9 e 20 e o zero do divisor é menos 5. No problema da divisão sintética, apenas escrevemos os números menos 5 1 9 20 com uma linha separando o menos 5. No problema da divisão longa, os termos subtraídos são 5 x e 20. No problema da divisão sintética, a segunda linha são os números menos 5 e menos 20. O restante do problema é 0 e o quociente é x mais 4. A divisão sintética coloca esses coeficientes como a última linha 1 4 0.

    A divisão sintética basicamente remove variáveis e números repetidos desnecessários. Aqui, todos os\(x\) e\(x^2\) são removidos. bem como os\(−x^2\) e\(−4x\), pois são opostos ao termo acima.

    • A primeira linha da divisão sintética são os coeficientes do dividendo. O\(−5\) é o oposto do 5 no divisor.
    • A segunda linha da divisão sintética são os números mostrados em vermelho no problema da divisão.
    • A terceira linha da divisão sintética são os números mostrados em azul no problema da divisão.

    Observe que o quociente e o restante são mostrados na terceira linha.

    \[\text{Synthetic division only works when the divisor is of the form }x−c. \nonumber \]

    O exemplo a seguir explicará o processo.

    Exemplo\(\PageIndex{7}\)

    Use a divisão sintética para encontrar o quociente e o restante quando\(2x^3+3x^2+x+8\) é dividido por\(x+2\).

    Solução

    Escreva o dividendo com poderes decrescentes de\(x\). .
    Escreva os coeficientes dos termos como a primeira
    linha da divisão sintética.
    .
    Escreva o divisor como\(x−c\) e coloque c
    na divisão sintética na caixa do divisor.
    .
    Reduza o primeiro coeficiente para a terceira linha. .
    Multiplique esse coeficiente pelo divisor e coloque o
    resultado na segunda linha abaixo do segundo coeficiente.
    .
    Adicione a segunda coluna, colocando o resultado na terceira linha. .
    Multiplique esse resultado pelo divisor e coloque o
    resultado na segunda linha abaixo do terceiro coeficiente.
    .
    Adicione a terceira coluna, colocando o resultado na terceira linha. .
    Multiplique esse resultado pelo divisor e coloque o
    resultado na terceira linha abaixo do terceiro coeficiente.
    .
    Adicione a coluna final, colocando o resultado na terceira linha. .
    O quociente é\(2x^2−1x+3\) e o restante é 2.  

    A divisão está completa. Os números na terceira linha nos dão o resultado. \(2\space\space\space−1\space\space\space3\)São os coeficientes do quociente. O quociente é\(2x^2−1x+3\). O 2 na caixa na terceira linha é o restante.

    Confira:

    \(\begin{align} (\text{quotient})(\text{divisor}) + \text{remainder} &= \text{dividend} \nonumber\\ (2x^2−1x+3)(x+2)+2 &\overset{?}{=} 2x^3+3x^2+x+8 \nonumber\\ 2x^3−x^2+3x+4x^2−2x+6+2 &\overset{?}{=} 2x^3+3x^2+x+8 \nonumber\\ 2x^3+3x^2+x+8 &= 2x^3+3x^2+x+8\checkmark \nonumber \end{align} \)

    Experimente! \(\PageIndex{13}\)

    Use a divisão sintética para encontrar o quociente e o restante quando\(3x^3+10x^2+6x−2\) é dividido por\(x+2\).

    Resposta

    \(3x^2+4x−2;\space 2\)

    Experimente! \(\PageIndex{14}\)

    Use a divisão sintética para encontrar o quociente e o restante quando\(4x^3+5x^2−5x+3\) é dividido por\(x+2\).

    Resposta

    \(4x^2−3x+1; 1\)

    No próximo exemplo, faremos todas as etapas juntos.

    Exemplo\(\PageIndex{8}\)

    Use a divisão sintética para encontrar o quociente e o restante quando\(x^4−16x^2+3x+12\) é dividido por\(x+4\).

    Solução

    O polinômio\(x^4−16x^2+3x+12\) tem seu termo em ordem decrescente, mas notamos que não há nenhum\(x^3\) termo. Adicionaremos um 0 como espaço reservado para o\(x^3\) termo. Na\(x−c\) forma, o divisor é\(x−(−4)\).

    A figura mostra os resultados do uso da divisão sintética com o exemplo do polinômio x elevado à quarta potência menos 16 x ao quadrado mais 3 x mais 12 dividido por x mais 4. O número do divisor, se for negativo 4. A primeira linha é 1 0 menos 16 3 12. A primeira coluna é 1 em branco 1. A segunda coluna é menos 16 16 0. A terceira coluna é 3 0 3. A quarta coluna é 12 menos 12 0.

    Dividimos um\(4^{\text{th}}\) polinômio de\(1^{\text{st}}\) grau por um polinômio de grau para que o quociente seja um polinômio de\(3^{\text{rd}}\) grau.

    Lendo a partir da terceira linha, o quociente tem os coeficientes\(1\space\space\space−4\space\space\space0\space\space\space3\), que é\(x^3−4x^2+3\). O restante
    é 0.

    Experimente! \(\PageIndex{15}\)

    Use a divisão sintética para encontrar o quociente e o restante quando\(x^4−16x^2+5x+20\) é dividido por\(x+4\).

    Resposta

    \(x^3−4x^2+5;\space 0\)

    Experimente! \(\PageIndex{16}\)

    Use a divisão sintética para encontrar o quociente e o restante quando\(x^4−9x^2+2x+6\) é dividido por\(x+3\).

    Resposta

    \(x^3−3x^2+2;\space 0\)

    Divida funções polinomiais

    Assim como os polinômios podem ser divididos, as funções polinomiais também podem ser divididas.

    definição: DIVISÃO DE FUNÇÕES POLINOMIAIS

    Para funções\(f(x)\) e\(g(x)\), onde\(g(x)\neq 0\),

    \[\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)=\dfrac{f(x)}{g(x)} \nonumber\]

    Exemplo\(\PageIndex{9}\)

    Para funções\(f(x)=x^2−5x−14\) e\(g(x)=x+2\), encontre:

    1. \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)\)
    2. \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(−4)\).

    Solução

    A equação mostra que f sobre g de x é igual a f de x dividido por g de x. Isso é traduzido em um problema de divisão mostrando x ao quadrado menos 5x menos 14 dividido por x mais 2. O quociente é x menos 7.

    \(\begin{array} {ll} {\text{Substitute for }f(x)\text{ and }g(x).} &{\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)=\dfrac{x^2−5x−14}{x+2}} \\[5pt] {\text{Divide the polynomials.}} &{\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)=x−7} \end{array} \)

    ⓑ Em parte ⓐ encontramos\(\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)\) e agora somos convidados a encontrar\(\left(\dfrac{f}{g}\right)(−4)\).

    \(\begin{array} {ll} {} &{\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)=x−7} \\[5pt] {\text{To find }\left(\dfrac{f}{g}\right)(−4), \text{ substitute }x=−4.} &{\left(\dfrac{f}{g}\right)(−4)=−4−7} \\[5pt] {} &{\left(\dfrac{f}{g}\right)(−4)=−11} \end{array}\)

    Experimente! \(\PageIndex{17}\)

    Para funções\(f(x)=x^2−5x−24\) e\(g(x)=x+3\), encontre:

    1. \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)\)
    2. \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(−3)\).
    Responda a

    \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)=x−8\)

    Resposta b

    \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(−3)=−11\)

    Experimente! \(\PageIndex{18}\)

    Para funções\(f(x)=x2−5x−36\) e\(g(x)=x+4\), encontre:

    1. \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)\)
    2. \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(−5)\).
    Responda a

    \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)=x−9\)

    Resposta b

    \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)=x−9\)

    Use o Teorema do Resto e do Fator

    Vamos dar uma olhada nos problemas de divisão que acabamos de resolver e que acabaram com o restante. Eles estão resumidos no gráfico abaixo. Se pegarmos o dividendo de cada problema de divisão e o usarmos para definir uma função, obteremos as funções mostradas no gráfico. Quando o divisor é escrito como\(x−c\), o valor da função at\(c\),\(f(c)\), é o mesmo que o restante do problema de divisão.

    Dividendo Divisor\(x−c\) Restante Função \(f(c)\)
    \(x^4−x^2+5x−6\) \ (x−c\)” data-valign="top">\(x−(−2)\) \(−4\) \(f(x)=x^4−x^2+5x−6\) \ (f (c)\)” data-valign="top">\(−4\)
    \(3x^3−2x^2−10x+8\) \ (x−c\)” data-valign="top">\(x−2\) 4 \(f(x)=3x^3−2x^2−10x+8\) \ (f (c)\)” data-valign="top">4
    \(x^4−16x^2+3x+15\) \ (x−c\)” data-valign="top">\(x−(−4)\) 3 \(f(x)=x^4−16x^2+3x+15\) \ (f (c)\)” data-valign="top">3

    Para ver isso de forma mais geral, percebemos que podemos verificar um problema de divisão multiplicando o quociente pelo divisor e adicionando o restante. Na notação de função, poderíamos dizer que\(f(x)\), para obter o dividendo, multiplicamos o quociente,\(q(x)\) vezes o divisor\(x−c\), e adicionamos o restante\(r\).

      .
    Se avaliarmos isso em\(c\), obteremos: .
      .
      .

    Isso nos leva ao Teorema do Restante.

    Definição: TEOREMA DO RESTANTE

    Se a função polinomial\(f(x)\) for dividida por\(x−c\), o restante será\(f(c)\).

    Exemplo\(\PageIndex{10}\)

    Use o Teorema do Restante para encontrar o restante quando\(f(x)=x^3+3x+19\) é dividido por\(x+2\).

    Solução

    Para usar o Teorema do Restante, devemos usar o divisor no\(x−c\) formulário. Podemos escrever o divisor\(x+2\) como\(x−(−2)\). Então, o nosso\(c\) é\(−2\).

    Para encontrar o restante, avaliamos\(f(c)\) qual é\(f(−2)\).

      .
    Para avaliar\(f(−2)\), substitua\(x=−2\). .
    Simplifique. .
      .
      O restante é 5 quando\(f(x)=x^3+3x+19\) é dividido por\(x+2\).
    Verificação:
    Use divisão sintética para verificar.
     
    .  
    O restante é 5.  
    Experimente! \(\PageIndex{19}\)

    Use o Teorema do Restante para encontrar o restante quando\(f(x)=x^3+4x+15\) é dividido por\(x+2\).

    Resposta

    \(−1\)

    Experimente! \(\PageIndex{20}\)

    Use o Teorema do Restante para encontrar o restante quando\(f(x)=x^3−7x+12\) é dividido por\(x+3\).

    Resposta

    \(6\)

    Quando dividimos\(8a^3+27\) por\(2a+3\) em Exemplo, o resultado foi\(4a^2−6a+9\). Para conferir nosso trabalho, multiplicamos\(4a2−6a+9\) por\(2a+3\) para obter\(8a^3+27\).

    \[(4a^2−6a+9)(2a+3)=8a^3+27 \nonumber \]

    Escrito dessa forma, podemos ver isso\(4a^2−6a+9\) e\(2a+3\) são fatores de\(8a^3+27\). Quando fizemos a divisão, o restante foi zero.

    Sempre que um divisor\(x−c\),, divide uma função polinomial,\(f(x)\), e resulta em um restante de zero, dizemos que\(x−c\) é um fator de\(f(x)\).

    O inverso também é verdadeiro. Se\(x−c\) for um fator de\(f(x)\), então\(x−c\) dividirá a função polinomial, resultando em um restante de zero.

    Vamos afirmar isso no Teorema do Fator.

    Definição: TEOREMA DO FATOR

    Para qualquer função polinomial\(f(x)\),

    • se\(x−c\) é um fator de\(f(x)\), então\(f(c)=0\)
    • se\(f(c)=0\), então\(x−c\) é um fator de\(f(x)\)
    Exemplo\(\PageIndex{11}\)

    Use o Teorema do Restante para determinar se\(x−4\) é um fator de\(f(x)=x^3−64\).

    Solução

    O Teorema do Fator nos diz que isso\(x−4\) é um fator de\(f(x)=x^3−64\) se\(f(4)=0\).

    \(\begin{array} {ll} {} &{f(x)=x^3−64} \\[5pt] {\text{To evaluate }f(4) \text{ substitute } x=4.} &{f(4)=4^3−64} \\[5pt] {\text{Simplify.}} &{f(4)=64−64} \\[5pt]{\text{Subtract.}} &{f(4)=0} \end{array}\)

    Uma vez que\(f(4)=0, x−4\) é um fator de\(f(x)=x^3−64\).

    Experimente! \(\PageIndex{21}\)

    Use o Teorema do Fator para determinar se\(x−5\) é um fator de\(f(x)=x^3−125\).

    Resposta

    sim

    Experimente! \(\PageIndex{22}\)

    Use o Teorema do Fator para determinar se\(x−6\) é um fator de\(f(x)=x^3−216\).

    Resposta

    sim

    Acesse esses recursos on-line para obter instruções adicionais e praticar a divisão de polinômios.

    • Dividindo um polinômio por um binômio
    • Divisão sintética e teorema do resto

    Conceitos-chave

    • Divisão de um polinômio por um monômio
      • Para dividir um polinômio por um monômio, divida cada termo do polinômio pelo monômio.
    • Divisão de funções polinomiais
      • Para funções\(f(x)\) e\(g(x)\), onde\(g(x)\neq 0\),
        \(\left(\dfrac{f}{g}\right)(x)=\dfrac{f(x)}{g(x)}\)
    • Teorema do Restante
      • Se a função polinomial\(f(x)\) for dividida por\(x−c\), o restante será\(f(c)\).
    • Teorema do fator: Para qualquer função polinomial\(f(x)\),
      • se\(x−c\) é um fator de\(f(x)\), então\(f(c)=0\)
      • se\(f(c)=0\), então\(x−c\) é um fator de\(f(x)\)