15. Teorema del Factor y Divisibilidad

Aprende a descomponer polinomios determinando si una expresión es un factor exacto basándote en el residuo cero.

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Para empezar

Repartir sin que sobre

Si repartes 24 dulces en bolsas de 6, no sobra ninguno: 6 es un divisor de 24, y 24=6⋅424 = 6 \cdot 4. Con 26 dulces sobran 2, y 6 ya no es divisor. Lo que decide es el residuo.

Con polinomios pasa lo mismo: x−ax - a es un factor de P(x)P(x) cuando la división da residuo 0. Y en la lección 12 viste que ese residuo es P(a)P(a). Mira qué pasa con el residuo mientras aa recorre el eje.

Momento animado

El residuo es la altura de la gráfica

P(x)=(x+2)(x−1)(x−3)=x3−2x2−5x+6P(x) = (x + 2)(x - 1)(x - 3) = x^3 - 2x^2 - 5x + 6. Dale a Reproducir: se detiene en cada raíz.

−3−2−11234−10−5510a

a+2a + 2

−0,60

a−1a - 1

−3,60

a−3a - 3

−5,60

a = −2,60
Etapas

Etapa 1 de 4 · Residuo

Para cada a, el residuo de dividir P(x)P(x) entre x−ax - a es P(a)P(a): la altura de la gráfica en a. Mientras no sea 0, x−ax - a no es factor.

Residuo de dividir entre x−ax - a: P(−2,60) = −12,10. No es factor.

La idea

Residuo 0, factor; P(a) = 0, raíz

Al dividir entre x−ax - a queda P(x)=(x−a) C(x)+rP(x) = (x - a)\,C(x) + r, con rr un número. Si reemplazas x=ax = a, el primer sumando vale 0⋅C(a)=00 \cdot C(a) = 0, así que P(a)=rP(a) = r. Y x−ax - a es factor exactamente cuando ese residuo es 0.

Teorema del factor
x−a es factor de P(x)  ⟺  P(a)=0x - a \text{ es factor de } P(x) \iff P(a) = 0

Encontrar un factor y encontrar una raíz son la misma tarea.

Por eso, para saber si x−ax - a divide a un polinomio no hace falta dividir: basta reemplazar aa. Y cuando sale 0, Ruffini te da el otro factor.

Ejemplo resuelto

Factoriza x³ − 7x + 6

  1. 1

    Busca una raíz entre los divisores de 6

    Si hay raíces enteras, dividen al término independiente: ±1, ±2, ±3, ±6. Empieza por la más fácil.
    P(1)=1−7+6=0P(1) = 1 - 7 + 6 = 0
  2. 2

    Usa el teorema del factor

    Como P(1) = 0, x − 1 es un factor.
  3. 3

    Divide con Ruffini, sin olvidar el 0 de x²

    10−76111−611−60\begin{array}{r|rrrr} & 1 & 0 & -7 & 6 \\ 1 & & 1 & 1 & -6 \\ \hline & 1 & 1 & -6 & 0 \end{array}
  4. 4

    Factoriza el cociente

    x² + x − 6: dos números que multiplicados den −6 y sumados den 1 son 3 y −2.
    x3−7x+6=(x−1)(x2+x−6)=(x−1)(x+3)(x−2)\begin{aligned} &x^3 - 7x + 6 \\ &= (x - 1)(x^2 + x - 6) \\ &= (x - 1)(x + 3)(x - 2) \end{aligned}
  5. 5

    Comprueba

    Las raíces son 1, −3 y 2. Por ejemplo, P(2) = 8 − 14 + 6 = 0 y P(−3) = −27 + 21 + 6 = 0.
Practica

¿Es factor o no?

Seis ejercicios; tres son del libro. En cada uno, primero reemplaza; divide solo cuando te dé 0.

Ejercicio 1: los factores que faltan
Al dividir P(x)=x3−2x2−5x+6P(x) = x^3 - 2x^2 - 5x + 6 entre x+2x + 2, ¿cuáles son los otros dos factores lineales?
Ejercicio 2: del libro
¿Es x+1x + 1 un factor de x3+2x2−x−2x^3 + 2x^2 - x - 2? Si lo es, ¿cómo queda factorizado?
Ejercicio 3: del libro
Halla k para que x−2x - 2 sea un factor de x3+kx2−4x^3 + kx^2 - 4.
Ejercicio 4: la constante de diseño
Se sabe que x−2x - 2 es un factor de V(x)=2x3−kx+10V(x) = 2x^3 - kx + 10. ¿Cuánto vale k?
Ejercicio 5 (tipo Saber 11): qué se concluye
Si un polinomio cumple que P(5) = 0, ¿cuál afirmación es verdadera?
Ejercicio 6 (tipo Saber 11): del libro
¿Cuál es el polinomio de grado 3, con coeficiente principal 2, cuyas raíces son −1, 2 y 3?