Monomi i polinomi
Polinomi
Un polinomi és una expressió algebraica formada per un conjunt (suma i/o resta) de monomis.
Un monomi és una expressió algebraica formada pel producte d'un nombre — el coeficient — i una o diverses lletres elevades a un exponent natural — la part literal.
Exemple: parts d'un monomi
Considerem el monomi $5\,x^{2}\,y$:
- El coeficient és $5$.
- La part literal és $x^{2}\,y$ — té dos tipus de lletra ($x$ i $y$) però tres lletres en total ($x \cdot x \cdot y$).
- El grau del monomi és la suma dels exponents de la part literal: $2 + 1 = 3$.
Exemple: parts d'un polinomi
Considerem el polinomi:
- Nom: $P$ (és com l'etiqueta del polinomi).
- Variables: $x$ i $y$.
- Termes: $3x^{2}$, $5xy^{3}$, $-7xy^{2}$ i $2$ — cada terme és un monomi.
- Grau de $P$: el grau més alt entre tots els termes. El terme $5xy^{3}$ té grau $1+3=4$, que és el major; per tant $\operatorname{grau}(P) = 4$.
Polinomis d'una variable
Expressió general
En aquest curs treballarem sobretot amb polinomis d'una sola variable $x$. Un polinomi de grau $n$ es pot escriure de forma compacta:
Els nombres $a_{0}, a_{1}, \ldots, a_{n}$ són els coeficients; l'exponent més gran que apareix amb coeficient no nul ($a_{n} \neq 0$) marca el grau del polinomi.
Terme principal i terme independent
- El terme principal és el monomi de grau més alt: $a_{n}\,x^{n}$.
- El terme independent és el monomi sense $x$: el coeficient $a_{0}$.
Exemple
- Terme principal: $x^{2}$ (grau $2$, coeficient $a_{2} = 1$).
- Terme independent: $6$ ($a_{0} = 6$).
- Coeficients: $a_{2} = 1$, $a_{1} = -5$, $a_{0} = 6$.
Valor numèric i arrels
Valor numèric
El valor numèric d'un polinomi $P(x)$ en un punt $x_{0}$ és el nombre que s'obté de substituir la variable per aquest valor i operar.
Exemple
Sigui $P(x) = x^{2} - 5x + 6$ i avaluem-lo en $x = 2$:
Quan el valor numèric dóna zero, el punt té un nom especial: és una arrel del polinomi.
Arrel d'un polinomi
Diem que $x_{0}$ és una arrel de $P(x)$ si $P(x_{0}) = 0$.
En l'exemple anterior, $x_{0} = 2$ és una arrel de $P(x) = x^{2} - 5x + 6$.
Factors d'un polinomi
Quins factors hi pot haver?
Quan factoritzem un polinomi (és a dir, l'escrivim com un producte de polinomis més senzills), els factors que hi apareixen són només de dos tipus:
- Polinomis de grau 1: de la forma $\,x - a$, on $a$ és una arrel del polinomi.
- Polinomis de grau 2 sense arrels reals: blocs irreductibles del tipus $\,x^{2} + bx + c$ (discriminant $b^{2}-4c < 0$).
Exemple
El polinomi $P(x) = x^{2} - 5x + 6$ té dues arrels reals, $x = 2$ i $x = 3$, així que es factoritza com a producte de dos factors de grau 1:
En canvi, $Q(x) = x^{2} + 1$ no té cap arrel real (cap nombre real al quadrat dóna $-1$), per tant és irreductible i ja apareix com un únic factor de grau 2.
Idea per a la factorització
Trobar les arrels d'un polinomi és, doncs, el primer pas per descompondre'l: cada arrel $a$ ens dóna un factor $(x-a)$. La resta — els blocs de grau 2 irreductibles — apareixen quan ja no queden arrels reals per treure.