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Polinómios: Exercícios e Exemplos Resolvidos, Exercícios de Matemática

Uma coleção de exercícios resolvidos sobre polinómios, abrangendo tópicos como grau de polinómios, operações com polinómios, regra de ruffini e divisibilidade de polinómios. Os exemplos resolvidos fornecem uma base sólida para a compreensão dos conceitos e técnicas envolvidos no estudo de polinómios.

Tipologia: Exercícios

2020

Compartilhado em 20/12/2024

jfpdias
jfpdias 🇵🇹

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bg1
Ficha n.
o
1 – Página 148 5. POLINÓMIOS
1.
1.1.
( )( ) ( )
(
)
22 2 2 2
3 4 2 4 1 3 6 4 8 16 8 1 3 6 4 8 16 8 1
x x x x x x x x x x x x x
+ = + + = + + =
2
13 10 9
x x
= +
1.2.
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
2 2
2 1 2 3 2 2 1 6 4 2 1 3 6x x x x x x x x x x x
+ = = =
(
)
2 3 2 3
6 12 3 6 12 3
= + + = +
1.3.
( ) ( )
2 3 2 3 2
2 2 4 8 12 8 4
2 3 2 3 2 3 2 3
3 3 9 9 9 9 3
x x x x x x x x x x x

+ = = + = +


1.4.
(
)
(
)
2 3 2 4 3 2
3 1 4 3 4 4 12 4
x x x x x x x x x x x
+ × = + = +
2. Opção correta: (A)
2
2 3 4
x x
+
, porque num polinómio o expoente da variável
x
tem que ser natural, o que não
acontece com
x
.
3. Opção correta: (A)
( ) ( )( ) ( )
(
)
(
)
22 2 2
1 1 3 1 6 9P x x x x x x x x= + = + =
2
1x
6 9 6 10
x x+ =
O grau de
(
)
P x
é 1
4. Opção correta: (C)
Se
(
)
B x
tem grau 3 e
(
)
C x
tem grau 4, então
(
)
(
)
B x C x
+
tem grau menor ou igual a 4, logo no
máximo
(
)
(
)
B x C x
+
terá grau 4.
Se
(
)
A x
tem grau 2 e
(
)
(
)
B x C x
+
tem, no máximo, grau 4, então
(
)
(
)
(
)
A x B x C x
+
terá, no
máximo, grau
2
+
4
=
6
.
5. Opção correta: (C)
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20
pf21
pf22
pf23
pf24
pf25
pf26
pf27
pf28
pf29
pf2a
pf2b
pf2c
pf2d
pf2e
pf2f
pf30
pf31
pf32
pf33
pf34
pf35
pf36

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Ficha n.

o 1 – Página 148 5. POLINÓMIOS

2 2 2 2 2 3 x − 4 x + 2 − 4 x − 1 = 3 x + 6 x − 4 x − 8 − 16 x − 8 x + 1 = 3 x + 6 x − 4 x − 8 − 16 x + 8 x − 1 =

2

= − 13 x + 10 x − 9

2 2

2 x − 1 ^ x − 2 x 3 x + 2 = 2 x − 1 x − 6 x − 4 x = 2 x − 1 − 3 x − 6 x =  

2 3 2 3 = − 6 x − 12 x + 3 x + 6 x = − 12 x + 3 x

2 3 2 3 2

x x x x x x x x x x x

2 3 2 4 3 2

x x 3 x 1 4 x x 3 x x 4 x 4 x 12 x 4 x

+ − × = + − = + −

2. Opção correta: (A)

2 2 x + 3 x − 4 , porque num polinómio o expoente da variável x tem que ser natural, o que não

acontece com x.

3. Opção correta: (A)

2 2 2 2 P x = x + 1 x − 1 − x − 3 = x − 1 − x − 6 x + 9 = x

2 − 1 − x + 6 x − 9 = 6 x − 10

O grau de P ( x )é 1

4. Opção correta: (C)

Se B x ( )tem grau 3 e C x ( )tem grau 4, então B x ( ) + C x ( )tem grau menor ou igual a 4, logo no

máximo B x ( ) + C x ( )terá grau 4.

Se A x ( )tem grau 2 e B x ( ) + C x ( ) tem, no máximo, grau 4, então A x ( )  B x ( ) + C x ( )

terá, no

máximo, grau 2 + 4 = 6.

5. Opção correta: (C)

Ficha n.

o 1 – Página 149

a)

2

b

AB BC x x x x

A

× +

b)

2 2 2

2

l

A AB BE BE BC AC BE

x x x x x x

x x x x x x x x

x x

= × + × + ×

c)

2

3 2 2

3 2

b

x x

V A h x

x x x x

x x

x

= × = + × +

6.2. Como o triângulo [ ABC ]é retângulo, aplicando o Teorema de Pitágoras:

2 2 2

2 2 2

2

x x x

x x x x x

x x

x

x x

x x

Como x represente um comprimento, conclui-se que x = 3.

3 2

V = × + × + × = u.v.

Ficha n.

o 2 – Página 150 5. POLINÓMIOS

1. Opção correta: (C)

Repare que x + 2 = x − −( 2 ). Aplicando a regra de Ruffini,

O resto da divisão de

2 x + x + 4 por x + 2 é 6.

2.1. Aplicando a regra de Ruffini,

Logo, (^) ( )

2 Q x = 4 x − 7 e R (^) ( x (^) ) = − 50.

2.2. (^) ( )

4 3 4 3 2 A x = 3 x − 5 x − 11 x = 3 x − 5 x + 0 x − 11 x + 0 e B x ( (^) ) = x + 3 = x − (^) ( − (^3) )

Aplicando a regra de Ruffini,

Logo, (^) ( )

3 2

Q x = 3 x − 14 x + 42 x − 137 e R (^) ( x (^) ) = 411

2.3. (^) ( )

2 2 A x = 2 x + 9 x = 2 x + 9 x + 0 e (^) ( )

B x = x −.

Aplicando a regra de Ruffini,

Logo, Q x ( (^) ) = 2 x + 10 e R (^) ( x (^) ) = 5

2.4. (^) ( )

5 4 5 4 3 2 A x = x − 16 x − 16 x − 7 = x − 16 x + 0 x + 0 x − 16 x − 7 e (^) ( )

B x x x

Aplicando a regra de Ruffini,

Logo, (^) ( )

4 3 2

Q x = xx + xx − e (^) ( )

R x = −

2.5. (^) ( )

3 2

A x = 3 x − 13 x + 22 x − 7 e (^) ( )

B x x x

Repare que: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

A x B x Q x R x x Q x R x x Q x R x

= × + = − × + = − × +

Aplicando a regra de Ruffini,

Assim, (^) ( )

2

3 × Q x = 3 x − 12 x + 18 , logo, (^) ( )

2

Q x = x − 4 x + 6 e R (^) ( x (^) ) = − 1

2.6. ( )

2 3 4 3 2

A x = 2 x + 5 x − 4 x + 5 = 2 x + 5 x + 0 x − 4 x + 5 e ( )

B x x x x

  ^  

Repare que (^) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

A x B x Q x R x x Q x R x x Q x R x

= × + = + × + = + × +

Aplicando a regra de Ruffini:

Assim, (^) ( )

3

2 Q x = 2 x − 4 , logo (^) ( )

3

Q x = x − 2 e R (^) ( x (^) ) = 15

2.7. (^) ( )

4 3 4 3 2 A x = 2 x − 6 x − 16 x + 18 = 2 x − 16 x + 0 x − 6 x + 18 e (^) ( ) ( )

x

B x = − = x − = x

Repare que:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

x

A x B x Q x R x Q x R x x Q x R x x Q x R x

= × + = − × + = − × + = − × +

Aplicando a regra de Ruffini,

Assim, (^) ( )

3

Q x = x − , logo (^) ( )

3

Q x = 4 x − 12 e R (^) ( x (^) ) = − 30.

2.8. (^) ( )

5 4 3 2 A x = x + x − 6 xxx + 2 e B x ( (^) ) = (^) ( x − (^2) ) (^) ( x + (^3) )

Repare que A x ( (^) ) = B x Q x ( ) ( (^) ) + R (^) ( x (^) ) = (^) ( x − (^2) ) (^) ( x + (^3) ) Q x ( (^) ) + R (^) ( x )

Aplicando a regra de Ruffini,

Assim, (^) ( ) ( )

4 3 x + 3 Q x = x + 3 xx − 3 e R (^) ( x (^) ) = − 4

Logo, ( ) ( ) ( )

4 3 2

3 2

x x x x

Q x x x x x

x

Deste modo, ( ) ( ) ( )

3 2 A x = x − 1 ^ x − 1 x + 4 x + 8 x + 11 + 12 + 3 ⇔

 

3 2 ⇔ A x = x − 1 x − 1 x + 4 x + 8 x + 11 + x − 1 × 12 + 3 ⇔

(^2 3 )

A x = x − 1 x + 4 x + 8 x + 11 + 12 x − 12 + 3 ⇔

2 3 2

A x = x − 1 x + 4 x + 8 x + 11 + 12 x − 9

Logo, ( )

3 2

Q x = x + 4 x + 8 x + 11 e R ( x ) = 12 x − 9

Ficha n.

o 2 – Página 151

3.1. A afirmação é verdadeira. Aplicando a regra de Ruffini,

3.2. A afirmação é falsa. Aplicando a regra de Ruffini,

O polinómio-quociente e o polinómio-resto são, respetivamente,

2 3 x + 6 x − 1 e

3.3. A afirmação é falsa.

D = d × q + r , logo ( ) ( )( )

2 3 2 3 2

P x = 3 x + 4 x + 1 + 5 = 3 x + 3 x + 4 x + 4 + 5 = 3 x + 4 x + 3 x + 9

3.4. A afirmação é falsa.

Se P ( x ) = Q x ( ), então

a a a

a b b b

b c c c

 =^  =^  =

, logo a = 3 , b = − 1 e c = 3.

3.5. A afirmação é falsa. Repare que

x x

. Aplicando a regra de Ruffini,

O resto da divisão de P ( x )por

x − é 0, logo o polinómio P ( x )é divisível por

x −.

4. Como o polinómio é divisível por x − a , c = 0. Mas

2

− 4 + 3 a − a = c , logo,

2 2

a a a a a

a a a a a

Como a ∈ ℤ , a = − 1.

Por outro lado, b + 2 a = 3 ⇔ b + 2 × −( 1 ) = 3 ⇔ b = 5.

Ficha n.

o 2 – Página 152

6. Aplicando a regra de Ruffini,

O quociente da divisão inteira de A x ( (^) )por B x ( (^) )é

2

2 x −5.

7. Aplicando a regra de Ruffini,

O resto da divisão inteira de D x ( )por d ( x )é 10.

8. ( ) ( )

3 2

P x = a − 1 xx − 18 x + 9

Aplicando a regra de Ruffini,

( a − 1 )

3 3 a − 3 9 a − 12 27 a − 90

a − 1 3 a − 4 9 a − 30 27 a − 81

Como P ( x )é divisível por x − 3 , então o resto é zero, logo,

a − = ⇔ a = ⇔ a = ⇔ a =

9. Repare que x + 2 = x − −( 2 ). Aplicando a regra de Ruffini,

3 5 b + 2 – 1^ – 5

  • 2 – 6^ − 10 b + 8 20 b − 14

3 5 b^ −^4 −^10 b +^720 b^ +^19

O termo de grau 1 do quociente da divisão inteira dos polinómios apresentado é 5 b − 4. Sabendo que

este é zero, então,

b − = ⇔ b = ⇔ b =

Ficha n.

o 2 – Página 153

10. Aplicando a regra de Ruffini,

1 – 1 – 1 2 c − 5

1 0 – 1 2 c − 6

O resto da divisão inteira dos polinómios apresentados é 2 c − 6.

Sabendo que este é 3, então,

c − = ⇔ c = ⇔ c =

11. P ( x ) = ( 2 x − 2 ) Q x ( ) + R x ( ) = ( 2 x − 2 ) ( 3 x − 1 ) − 5 = 2 ( x − 1 ) ( 3 x − 1 ) − 5 = ( x − 1 ) × 2 3( x − 1 ) − 5 =

= ( x − 1 ) ( 6 x − 2 ) − 5

Logo, o quociente e o resto da divisão inteira de P ( x )por x − 1 são, respetivamente, 6 x − 2 e – 5

2 2 2

P x x Q x R x x x x x x x

= − + = − − + = − − + = − × − + =

2

x x

Logo, o quociente e o resto da divisão inteira de P ( x )por

x − são, respetivamente,

2 2 x − 4 e 1.

Se A x ( ) = B x ( ), então ( )

V

a a

b b

2

A x = x − 6 x + 5 e ( )

2 2

B x = x − 2 ax + a − b. Se A x ( ) = B x ( ), então

2 2

V

a

a a

b

a b b

 −^ = −^ ⇔^  =^ ⇔

Ficha n.

o 3 – Página 155

4 3

A 1 = 1 − 1 − 2 × 1 + 2 = 1 − 1 − 2 + 2 = 0

2.2. x + 2 = x − −( 2 )

3 2 4 B − 2 = 2 × − 2 + 7 × − 2 + 2 × − 2 − 8 = − 2 + 7 × 4 − 4 − 8 = − 16 + 28 − 4 − 8 = 0

4 3 2

C 4 = 4 − 6 × 4 + 5 × 4 + 18 × 4 − 24 = 256 − 6 × 64 + 5 × 16 + 72 − 24 = 256 − 384 + 80 + 72 − 24 = 0

Logo C x ( )é divisível por x − 4

4 3 2 C 2 = 2 − 6 × 2 + 5 × 2 + 18 × 2 − 24 = 16 − 6 × 8 + 5 × 4 + 36 − 24 = 16 − 48 + 20 + 36 − 24 = 0

Logo, C x ( ) é divisível por x − 2

Se C x ( )é divisível por x − 1 e por x − 2 , então é divisível pelo seu produto.

2.4. x ( x − 5 ) = ( x − 0 )( x − 5 )

4 3 2

D = − × + × − = Logo, D x ( ) é divisível por x.

4 3 2 4 4

D = − × + × − = − + − = − =

Logo, D x ( )é divisível por x − 5. Se D x ( )é divisível por x e por x − 5 também é divisível pelo seu

produto.

( ) (^ )(^ )(^ )^ (^ )(^ )^ (^ )

2 x x − 4 = x − 0 x − 2 x + 2 = x − 0 x − 2  x − − 2   

2 3 2 E 0 = 2 × 0 − 3 × 0 − 8 × 2 + 12 × 0 = 0

Logo, E ( x )é divisível por x.

4 3 2

E 2 = 2 × 2 − 3 × 2 − 8 × 2 + 12 × 2 = 2 × 16 − 3 × 8 − 8 × 4 + 24 = 32 − 24 − 32 + 24 = 0

Logo E ( x )é divisível por x − 2.

4 3 2

E − 2 = 2 × − 2 − 3 × − 2 − 8 × − 2 + 12 × − 2 = 2 × 16 + 3 × 8 − 8 × 4 − 24 = 32 + 24 − 32 − 24 = 0

Logo E ( x )é divisível por x + 2.

Assim, se E ( x )é divisível por x , por x − 2 e por x + 2 então também é divisível pelo seu produto.

2.6. ( x − 1 ) ( x + 2 ) ( x − 3 ) = ( x − 1 )  x − −( 2 ) ( x − 3 )

3 2 F 1 = 1 − 2 × 1 − 5 × 1 + 6 = 1 − 2 − 5 + 6 = − 1 + 1 = 0

Logo, F ( x )é divisível por x − 1.

3 2

F − 2 = − 2 − 2 × − 2 − 5 × − 2 + 6 = − 8 − 2 × 4 + 10 + 6 = − 8 − 8 + 10 + 6 = − 16 + 16 = 0

Logo, F ( x )é divisível por x + 2.

3 2 F 3 = 3 − 2 × 3 − 5 × 3 + 6 = 27 − 18 − 15 + 6 = 0

Logo, F ( x ) é divisível por x − 3.

Assim, se F ( x )é divisível por x − 1 , x + 2 e x − 3 , então é divisível pelo seu produto.

P x a x x x x

e x + 2 = x − −( 2 )

P a a a

− = ⇔ − + − + − − − − = ⇔ × × − × − × − = ⇔ − =

a = −

Logo, ( ) ( )( ) ( )

P x x x x x

Ficha n.

o 3 – Página 157

8.1. H ( x ) = x + 2 = x − ( − 2 )

V ( − 2 )= 0

3 2

V − 2 = − 2 − 2 × − 2 − 4 × − 2 + 8 = − 8 − 8 + 8 + 8 = 0

prisma base

V = A ×altura

Seja A x ( ), a expressão, em função de x , que representa a área da base do prisma, então

V x

V x A x H x A x

H x

= × ⇔ =

Sabe-se por 8.1. que V ( x )é divisível por H ( x ), utilizando a regra de Ruffini,

Logo, ( )

2 A x = x − 4 x + 4.

8.3. A área total do prisma é dada pela soma da área dos quatro retângulos correspondentes às faces

laterais com a área das duas bases, que têm a forma de quadrados.

Repare que ( ) ( ) ( )( )

2 2

base

A = A x = x − 4 x + 4 = x − 2 = x − 2 x − 2

Ou seja, a aresta da base pode ser dada, em função de x , por x − 2.

Assim, a área total do prisma,

2 2 2 2 2 2 4 × x − 2 x + 2 + 2 × x − 2 = 4 x − 4 + 2 x − 4 x + 4 = 4 x − 16 + 2 x − 8 x + 8 = 6 x − 8 x − 8

Pelo Teorema do Resto, para f ( x )ser divisível

por x − a , f ( a ) = 0. Por observação do gráfico

da figura ao lado,

f ( a ) = 0 ⇔ a ≃ −4,94 ∨ a ≃−1,

8.4. A área lateral do prisma é igual à soma das áreas dos 4 retângulos, logo a expressão, em função de

x , da área lateral do prisma é dada por ( )( ) ( )

2 2

4 x − 2 x + 2 = 4 x − 4 = 4 x − 16

Assim, sendo a área lateral igual a 20,

2 2 2 2

x − = ⇔ x = ⇔ x = ⇔ x = ⇔ x = =

As dimensões do prisma são x + 2 = 3 + 2 = 5 e x − 2 = 3 − 2 = 1 , logo, a altura será 5 e a aresta da

base é igual a 1.

9. P a ( ) + P ( − a )=

2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 1 (*)

n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a

= − − + + − − − − − + = + − − − − − + + + =

Como 2 n + 1 representa um número ímpar, ( )

2 1 2 1

n n a a

− = −.

Como 2 n representa um número par, ( )

2 n (^) 2 n

a = a.

Assim,

2 1 2 1 2 2 2 2

(*) 2 2 2 2 2

n n n n n n

a a a a a a

= − − − + = − + = −

1.5. Aplicando a regra de Ruffini:

2 4 3 2 2 x − 10 x + 24 x + 10 x − 25 = x − 5 x − 1

2 2 x − 1 = 0 ⇔ x = 1 ⇔ x = ± 1 ⇔ x = ± 1

Logo, ( ) ( )( )

4 3 2 2

x − 10 x + 24 x + 10 x − 25 = x − 5 x + 1 x − 1

1.6. Repare que

2

x x x

. Aplicando a regra de Ruffini:

Logo, ( )

3 2

x x x x x x

2.1. Aplicando a regra de Ruffini,

Logo, ( ) ( )

3 2 2

x + 5 x + 3 x − 9 = x + 3 x − 1 , sendo – 3 uma raiz dupla, ou seja, tem multiplicidade 2.

2.2. Aplicando a regra de Ruffini,

Como o polinómio admite a raiz 2, aplicando a regra de Ruffini,

Logo, ( ) ( ) ( )

4 3 2 2

x + x − 7 xx + 6 = x + 3 x − 2 x − 1 , sendo – 3 uma raiz simples.

2.3. Aplicando a regra de Ruffini,

Logo, (^) ( ) ( )

2 4 3 2 x + 10 x + 36 x + 54 x + 27 = x + 3 x + 1 , sendo – 3 raiz de multiplicidade 3.