Considere o polinômio p(x)=x7+3ax6−x5−5ax4+7x3−7ax2+9x+a, em que a é um número real. Sabendo que p(x) é divisível pelo polinômio q(x)=x3−3x−2, determine todas as raízes de p(x).
Resposta
a=−2; raízes de p: −1 com multiplicidade 2, 2, i, −i, 3+22 e 3−22
Resolução
Se q(x) divide p(x), toda raiz de q(x) é raiz de p(x). Fatorando o divisor, q(x)=x3−3x−2=(x+1)(x2−x−2)=(x+1)2(x−2) logo p(2)=0 e p(−1)=0.
Determinação do parâmetro: substituindo x=2, p(2)=128+192a−32−80a+56−28a+18+a=170+85a=0⇒a=−2 Substituindo x=−1, p(−1)=−1+3a+1−5a−7−7a−9+a=−16−8a=0⇒a=−2 Os dois valores coincidem, e o polinômio fica p(x)=x7−6x6−x5+10x4+7x3+14x2+9x−2
Divisão por q(x): como q(x)=(x−2)(x+1)(x+1), dividimos p(x) sucessivamente por x−2, por x+1 e de novo por x+1 pelo dispositivo de Briot–Ruffini.
Os três restos são nulos, o que confirma a divisibilidade, e o quociente é p(x)=(x−2)(x+1)2(x4−6x3+2x2−6x+1)
Raízes do quociente: o polinômio x4−6x3+2x2−6x+1 é recíproco (coeficientes simétricos). Como x=0 não é raiz, dividimos por x2, x2+x21−6(x+x1)+2=0 Com t=x+x1, temos x2+x21=t2−2, e a equação vira t2−2−6t+2=0⇒t(t−6)=0⇒t=0 ou t=6
Para t=0: x+x1=0⇒x2+1=0⇒x=±i
Para t=6: x+x1=6⇒x2−6x+1=0⇒x=26±36−4=3±22
Portanto p(x)=(x−2)(x+1)2(x2+1)(x2−6x+1), e as sete raízes são 2, −1 com multiplicidade 2, i, −i, 3+22 e 3−22.
Resposta:a=−2; raízes de p: −1 com multiplicidade 2, 2, i, −i, 3+22 e 3−22