Cómo encontrar todas las raíces de cualquier polinomio analíticamente

No todos los polinomios pueden resolverse analíticamente. No sé en qué nivel estás, pero en la escuela secundaria, se espera que resuelvas ecuaciones cuadráticas; Por lo general, esto implica encontrar las raíces de un trinomio. Primero te enseñan a hacerlo factorizando. Luego aprendes sobre la fórmula cuadrática. Ambos métodos son métodos analíticos. Como dije, no sé qué tan avanzado estás, pero una vez tuve la oportunidad de enseñar factoring y escribí un pequeño “cómo hacerlo” de la siguiente manera. Quizás esto te ayude a ti u otro lector.

cómo factorizar trinomio
En la práctica, solo intentas varias combinaciones en tu cabeza hasta que encuentres una que funcione. Aquí hay una forma ** sistemática ** de abordar el problema (parece largo y complicado, pero en realidad no es tan difícil, solo lo escribí mucho):

Ejemplo: 3y² + y – 2
En general, esto es ay² + por + c

En este caso, a = 3, b = 1 y c = –2
Ahora, recuerde la ley distributiva: la escribiré usando otras letras para evitar confusiones.
(ry + s) (ty + u) = rty ^ 2 + ((st) + (ur)) y + us. Puedes pensar en esto como “FOIL”. Recuerde, a, b, c, r, s, t y u son todos números, y y podría ser cualquier variable, como x. Simplemente evité usar el símbolo x para que no se confundiera con “veces”

El problema es encontrar r, s, t y u de manera que rt = a, (st + ur) = b, y us = c
a, byc ya se conocen, y hay 4 incógnitas pero solo 3 ecuaciones, entonces, ¿cómo puede encontrarlas? Como dije, en la práctica usas prueba y error; Aquí hay una manera sistemática de ver todas las posibilidades.

Comience mirando c. En este caso c = –2. Por lo tanto, hay dos posibilidades (tenga en cuenta que a veces habrá más de dos):
u = 2 y s = –1,
u = –2 y s = 1,
u = 1 y s = –2, y
u = –1 ys = 2,

Ahora intenta encontrar r y t para hacer rt = a y (st + ur) = b.
¿Cuáles son las opciones para r y t?
En este caso, rt = 3. De nuevo, hay cuatro opciones:
r = 3 y t = 1,
r = –3 yt = –1,
r = –1 yt = –3, y
r = 1 yt = 3

Entonces, hay 4 formas posibles de elegir u y sy hay 4 formas posibles de elegir r y t. Eso hace 16 formas posibles de elegir r, s, t y u. Desea (st + ur) = b.

Probemos las 16 formas, una a la vez:
u = 2 y s = –1, r = 3 y t = 1 entonces (st + ur) = 5
u = 2 y s = –1, r = –3 yt = –1 entonces (st + ur) = –5
u = 2 y s = –1, r = –1 yt = –3 entonces (st + ur) = 1 BINGO
u = 2 y s = –1, r = 1 yt = 3 entonces (st + ur) = –1

u = –2 y s = 1, r = 3 y t = 1 entonces (st + ur) = –5
u = –2 y s = 1, r = –3 y t = –1 entonces (st + ur) = 5
u = –2 y s = 1, r = –1 yt = –3 entonces (st + ur) = –1
u = –2 y s = 1, r = 1 yt = 3 entonces (st + ur) = 1 también a la derecha

u = 1 y s = –2, r = 3 y t = 1 entonces (st + ur) = 1 también a la derecha
u = 1 y s = –2, r = –3 y t = –1 entonces (st + ur) = –1
u = 1 y s = –2, r = –1 yt = –3 entonces (st + ur) = 5
u = 1 y s = –2, r = 1 yt = 3 entonces (st + ur) = –5

u = –1 y s = 2, r = 3 y t = 1 entonces (st + ur) = –1
u = –1 y s = 2, r = –3 y t = –1 entonces (st + ur) = 1 también a la derecha
u = –1 y s = 2, r = –1 yt = –3 entonces (st + ur) = –5
u = –1 y s = 2, r = 1 yt = 3 entonces (st + ur) = 5
Puede detenerse tan pronto como encuentre uno que funcione. Verás que los cuatro golpes son realmente lo mismo.

Tenemos 4 hits:

(ry + s) (ty + u) = (–1y –1) (- 3y + 2) = 3y ^ 2 + y –2 (A)
(ry + s) (ty + u) = (1y +1) (+ 3y + –2) = 3y ^ 2 + y –2 (B)
(ry + s) (ty + u) = (3y –2) (1y + 1) = 3y ^ 2 + y –2 (C)
(ry + s) (ty + u) = (–3y +2) (- 1y + –1) = 3y ^ 2 + y –2 (D)

Pero tenga en cuenta que en realidad son lo mismo, porque A y D son los mismos factores; B es el negativo de A y C es el negativo de D

Sin embargo, no podemos resolver ningún polinomio analíticamente.

Pero para trigonométricos podemos resolver cualquier polinomio trigonométrico. Por ejemplo, [math] \ sin (3x) = 3 \ sin (x) – 4 \ sin ^ 3 (x) [/ math] tiene tres raíces o [math] \ sin (5x) = 5 \ sin (x) −20 \ sin ^ 3 (x) +16 \ sin ^ 5 (x) [/ math] tiene cinco raíces. Podemos resolver [math] \ sin (nx) [/ math] con [math] \ n [/ math] número de raíces.

Existen pocos métodos para resolver [matemáticas] \ sin (nx) [/ matemáticas]. Uno de los nuevos métodos para resolver n raíces a partir de [math] \ sin (nx) [/ math] se ha dado en Resolviendo ecuaciones trigonométricas de grado superior por Bhava Nath Dahal sobre Rompiendo reglas clásicas en trigonometría.

Puede factorizar el polinomio para factorizar la forma o usar una fórmula cuadrática. (Y también gráficos)

puede aprender esto en Más ejemplos de factorización cuadrática como (x + a) (x + b) Khan academy.

A2A, gracias.

Teorema de Abel: Wikipedia dice que no podemos.