Precálculo Ejemplos

$x^{4} + 10 x^{3} - 15 x^{2} - 40 x + 44$

Paso 1

Si una función polinomial tiene coeficientes enteros, entonces todo cero racional tendrá la forma $\frac{p}{q}$ , donde $p$ es un factor de la constante y $q$ es un factor del coeficiente principal.

$p = \pm 1, \pm 2, \pm 4, \pm 11, \pm 22, \pm 44$

$q = \pm 1$

Paso 2

Obtén todas las combinaciones de $\pm \frac{p}{q}$ . Estas son las posibles raíces de la función polinomial.

$\pm 1, \pm 2, \pm 4, \pm 11, \pm 22, \pm 44$

Paso 3

Sustituye las posibles raíces una por una en el polinomio para obtener las raíces reales. Simplifica para comprobar si el valor es $0$ , lo que significa que es una raíz.

${(1)}^{4} + 10 {(1)}^{3} - 15 {(1)}^{2} - 40 \cdot 1 + 44$

Paso 4

Simplifica la expresión. En este caso, la expresión es igual a $0$ , por lo que $x = 1$ es una raíz del polinomio.

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Paso 4.1

Simplifica cada término.

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Paso 4.1.1

Uno elevado a cualquier potencia es uno.

$1 + 10 {(1)}^{3} - 15 {(1)}^{2} - 40 \cdot 1 + 44$

Paso 4.1.2

Uno elevado a cualquier potencia es uno.

$1 + 10 \cdot 1 - 15 {(1)}^{2} - 40 \cdot 1 + 44$

Paso 4.1.3

Multiplica $10$ por $1$ .

$1 + 10 - 15 {(1)}^{2} - 40 \cdot 1 + 44$

Paso 4.1.4

Uno elevado a cualquier potencia es uno.

$1 + 10 - 15 \cdot 1 - 40 \cdot 1 + 44$

Paso 4.1.5

Multiplica $- 15$ por $1$ .

$1 + 10 - 15 - 40 \cdot 1 + 44$

Paso 4.1.6

Multiplica $- 40$ por $1$ .

$1 + 10 - 15 - 40 + 44$

Paso 4.2

Simplifica mediante suma y resta.

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Paso 4.2.1

Suma $1$ y $10$ .

$11 - 15 - 40 + 44$

Paso 4.2.2

Resta $15$ de $11$ .

$- 4 - 40 + 44$

Paso 4.2.3

Resta $40$ de $- 4$ .

$- 44 + 44$

Paso 4.2.4

Suma $- 44$ y $44$ .

$0$

Paso 5

Como $1$ es una raíz conocida, divide el polinomio por $x - 1$ para obtener el polinomio del cociente. Este polinomio luego se puede usar para obtener las raíces restantes.

$\frac{x^{4} + 10 x^{3} - 15 x^{2} - 40 x + 44}{x - 1}$

Paso 6

Luego, obtén las raíces del polinomio restante. El orden del polinomio se ha reducido por $1$ .

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Paso 6.1

Coloca los números que representan el divisor y el dividendo en una configuración tipo división.

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$

Paso 6.2

El primer número en el dividendo $(1)$ se pone en la primera posición del área del resultado (debajo de la recta horizontal).

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$

	$1$

Paso 6.3

Multiplica la entrada más reciente en el resultado $(1)$ por el divisor $(1)$ y coloca el resultado de $(1)$ debajo del siguiente término en el dividendo $(10)$ .

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$
		$1$
	$1$

Paso 6.4

Suma el producto de la multiplicación y el número del dividendo y coloca el resultado en la siguiente posición en la línea del resultado.

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$
		$1$
	$1$	$11$

Paso 6.5

Multiplica la entrada más reciente en el resultado $(11)$ por el divisor $(1)$ y coloca el resultado de $(11)$ debajo del siguiente término en el dividendo $(- 15)$ .

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$
		$1$	$11$
	$1$	$11$

Paso 6.6

Suma el producto de la multiplicación y el número del dividendo y coloca el resultado en la siguiente posición en la línea del resultado.

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$
		$1$	$11$
	$1$	$11$	$- 4$

Paso 6.7

Multiplica la entrada más reciente en el resultado $(- 4)$ por el divisor $(1)$ y coloca el resultado de $(- 4)$ debajo del siguiente término en el dividendo $(- 40)$ .

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$
		$1$	$11$	$- 4$
	$1$	$11$	$- 4$

Paso 6.8

Suma el producto de la multiplicación y el número del dividendo y coloca el resultado en la siguiente posición en la línea del resultado.

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$
		$1$	$11$	$- 4$
	$1$	$11$	$- 4$	$- 44$

Paso 6.9

Multiplica la entrada más reciente en el resultado $(- 44)$ por el divisor $(1)$ y coloca el resultado de $(- 44)$ debajo del siguiente término en el dividendo $(44)$ .

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$
		$1$	$11$	$- 4$	$- 44$
	$1$	$11$	$- 4$	$- 44$

Paso 6.10

Suma el producto de la multiplicación y el número del dividendo y coloca el resultado en la siguiente posición en la línea del resultado.

$1$	$1$	$10$	$- 15$	$- 40$	$44$
		$1$	$11$	$- 4$	$- 44$
	$1$	$11$	$- 4$	$- 44$	$0$

Paso 6.11

Todos los números excepto el último se convierten en coeficientes del polinomio del cociente. El último valor de la línea del resultado es el resto.

$1 x^{3} + 11 x^{2} + (- 4) x - 44$

Paso 6.12

Simplifica el polinomio del cociente.

$x^{3} + 11 x^{2} - 4 x - 44$

Paso 7

Factoriza el máximo común divisor de cada grupo.

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Paso 7.1

Agrupa los dos primeros términos y los dos últimos términos.

$(x - 1) (x^{3} + 11 x^{2}) - 4 x - 44$

Paso 7.2

Factoriza el máximo común divisor (MCD) de cada grupo.

$(x - 1) + x^{2} (x + 11) - 4 (x + 11)$

$(x - 1) x^{2} (x + 11) - 4 (x + 11)$

Paso 8

Factoriza el polinomio mediante la factorización del máximo común divisor, $x + 11$ .

$(x - 1) (x + 11) (x^{2} - 4)$

Paso 9

Reescribe $4$ como $2^{2}$ .

$(x - 1) (x + 11) (x^{2} - 2^{2})$

Paso 10

Factoriza.

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Paso 10.1

Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , donde $a = x$ y $b = 2$ .

$(x - 1) + (x + 11) ((x + 2) (x - 2))$

Paso 10.2

Elimina los paréntesis innecesarios.

$(x - 1) + (x + 11) (x + 2) (x - 2)$

$(x - 1) (x + 11) (x + 2) (x - 2)$

Paso 11

Factoriza el lado izquierdo de la ecuación.

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Paso 11.1

Reagrupa los términos.

$10 x^{3} - 40 x + x^{4} - 15 x^{2} + 44 = 0$

Paso 11.2

Factoriza $10 x$ de $10 x^{3} - 40 x$ .

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Paso 11.2.1

Factoriza $10 x$ de $10 x^{3}$ .

$10 x (x^{2}) - 40 x + x^{4} - 15 x^{2} + 44 = 0$

Paso 11.2.2

Factoriza $10 x$ de $- 40 x$ .

$10 x (x^{2}) + 10 x (- 4) + x^{4} - 15 x^{2} + 44 = 0$

Paso 11.2.3

Factoriza $10 x$ de $10 x (x^{2}) + 10 x (- 4)$ .

$10 x (x^{2} - 4) + x^{4} - 15 x^{2} + 44 = 0$

Paso 11.3

Reescribe $4$ como $2^{2}$ .

$10 x (x^{2} - 2^{2}) + x^{4} - 15 x^{2} + 44 = 0$

Paso 11.4

Factoriza.

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Paso 11.4.1

Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , donde $a = x$ y $b = 2$ .

$10 x ((x + 2) (x - 2)) + x^{4} - 15 x^{2} + 44 = 0$

Paso 11.4.2

Elimina los paréntesis innecesarios.

$10 x (x + 2) (x - 2) + x^{4} - 15 x^{2} + 44 = 0$

Paso 11.5

Reescribe $x^{4}$ como ${(x^{2})}^{2}$ .

$10 x (x + 2) (x - 2) + {(x^{2})}^{2} - 15 x^{2} + 44 = 0$

Paso 11.6

Sea $u = x^{2}$ . Sustituye $u$ por todos los casos de $x^{2}$ .

$10 x (x + 2) (x - 2) + u^{2} - 15 u + 44 = 0$

Paso 11.7

Factoriza $u^{2} - 15 u + 44$ con el método AC.

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Paso 11.7.1

Considera la forma $x^{2} + b x + c$ . Encuentra un par de números enteros cuyo producto sea $c$ y cuya suma sea $b$ . En este caso, cuyo producto es $44$ y cuya suma es $- 15$ .

$- 11, - 4$

Paso 11.7.2

Escribe la forma factorizada mediante estos números enteros.

$10 x (x + 2) (x - 2) + (u - 11) (u - 4) = 0$

Paso 11.8

Reemplaza todos los casos de $u$ con $x^{2}$ .

$10 x (x + 2) (x - 2) + (x^{2} - 11) (x^{2} - 4) = 0$

Paso 11.9

Reescribe $4$ como $2^{2}$ .

$10 x (x + 2) (x - 2) + (x^{2} - 11) (x^{2} - 2^{2}) = 0$

Paso 11.10

Factoriza.

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Paso 11.10.1

Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , donde $a = x$ y $b = 2$ .

$10 x (x + 2) (x - 2) + (x^{2} - 11) ((x + 2) (x - 2)) = 0$

Paso 11.10.2

Elimina los paréntesis innecesarios.

$10 x (x + 2) (x - 2) + (x^{2} - 11) (x + 2) (x - 2) = 0$

Paso 11.11

Factoriza $(x + 2) (x - 2)$ de $10 x (x + 2) (x - 2) + (x^{2} - 11) (x + 2) (x - 2)$ .

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Paso 11.11.1

Factoriza $(x + 2) (x - 2)$ de $10 x (x + 2) (x - 2)$ .

$(x + 2) (x - 2) (10 x) + (x^{2} - 11) (x + 2) (x - 2) = 0$

Paso 11.11.2

Factoriza $(x + 2) (x - 2)$ de $(x^{2} - 11) (x + 2) (x - 2)$ .

$(x + 2) (x - 2) (10 x) + (x + 2) (x - 2) (x^{2} - 11) = 0$

Paso 11.11.3

Factoriza $(x + 2) (x - 2)$ de $(x + 2) (x - 2) (10 x) + (x + 2) (x - 2) (x^{2} - 11)$ .

$(x + 2) (x - 2) (10 x + x^{2} - 11) = 0$

Paso 11.12

Sea $u = x$ . Sustituye $u$ por todos los casos de $x$ .

$(x + 2) (x - 2) (10 u + u^{2} - 11) = 0$

Paso 11.13

Factoriza $10 u + u^{2} - 11$ con el método AC.

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Paso 11.13.1

Considera la forma $x^{2} + b x + c$ . Encuentra un par de números enteros cuyo producto sea $c$ y cuya suma sea $b$ . En este caso, cuyo producto es $- 11$ y cuya suma es $10$ .

$- 1, 11$

Paso 11.13.2

Escribe la forma factorizada mediante estos números enteros.

$(x + 2) (x - 2) ((u - 1) (u + 11)) = 0$

Paso 11.14

Factoriza.

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Paso 11.14.1

Reemplaza todos los casos de $u$ con $x$ .

$(x + 2) (x - 2) ((x - 1) (x + 11)) = 0$

Paso 11.14.2

Elimina los paréntesis innecesarios.

$(x + 2) (x - 2) (x - 1) (x + 11) = 0$

Paso 12

Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a $0$ , la expresión completa será igual a $0$ .

$x + 2 = 0$

$x - 2 = 0$

$x - 1 = 0$

$x + 11 = 0$

Paso 13

Establece $x + 2$ igual a $0$ y resuelve $x$ .

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Paso 13.1

Establece $x + 2$ igual a $0$ .

$x + 2 = 0$

Paso 13.2

Resta $2$ de ambos lados de la ecuación.

$x = - 2$

Paso 14

Establece $x - 2$ igual a $0$ y resuelve $x$ .

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Paso 14.1

Establece $x - 2$ igual a $0$ .

$x - 2 = 0$

Paso 14.2

Suma $2$ a ambos lados de la ecuación.

$x = 2$

Paso 15

Establece $x - 1$ igual a $0$ y resuelve $x$ .

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Paso 15.1

Establece $x - 1$ igual a $0$ .

$x - 1 = 0$

Paso 15.2

Suma $1$ a ambos lados de la ecuación.

$x = 1$

Paso 16

Establece $x + 11$ igual a $0$ y resuelve $x$ .

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Paso 16.1

Establece $x + 11$ igual a $0$ .

$x + 11 = 0$

Paso 16.2

Resta $11$ de ambos lados de la ecuación.

$x = - 11$

Paso 17

La solución final comprende todos los valores que hacen $(x + 2) (x - 2) (x - 1) (x + 11) = 0$ verdadera.

$x = - 2, 2, 1, - 11$

Paso 18