Polinômios

Guia de estudo · Revisado em 04/10/2026

A prova do PAS 3 de 2025 deu três expressões de uma fábrica de carros elétricos e perguntou se a produção do segundo ano cobria a demanda e se o total produzido era "sempre divisível" pela demanda; a de 2022 deu três números de desmatamento e afirmou qual seria o quarto. O que um polinômio é, como se avalia, divide e fatora, e o que ele consegue prever sem que ninguém resolva equação nenhuma?

O que você vai aprender

  • Reconhecer um polinômio pela forma dos expoentes, identificar grau, coeficiente líder e termo independente e tratar o polinômio nulo como caso à parte.
  • Calcular o valor numérico de um polinômio e decidir, por substituição, se um número é raiz, sem resolver equação nenhuma.
  • Aplicar a identidade de polinômios para determinar coeficientes e prever o grau de uma soma e de um produto.
  • Dividir polinômios pelo método da chave e por Briot-Ruffini, obter o resto por x − r com o teorema do resto e traduzir divisibilidade por x − r em raiz.
  • Ler a forma fatorada: multiplicidade de uma raiz, contagem de raízes distintas e com multiplicidade, e o comportamento do gráfico em cada raiz.
  • Usar um polinômio como modelo: ler um gráfico deslocado, reconhecer o grau pelas diferenças constantes, prever o próximo valor e interpolar um polinômio de grau 2 a partir de três pontos ou do vértice.

Em 2025, a prova do PAS 3 descreveu uma fábrica de carros elétricos com três expressões: p1(x)=2x4−x3−10x2+234p_1(x) = 2x^4 - x^3 - 10x^2 + 234 e p2(x)=x4−x3+5x2+250p_2(x) = x^4 - x^3 + 5x^2 + 250 para as quantidades produzidas de dois modelos no ano xx, e q(x)=50x+150q(x) = 50x + 150 para a demanda. Um item perguntava se a produção do segundo ano dava conta da demanda; o seguinte afirmava que o total produzido era “sempre um número divisível” pela demanda. Nenhum dos dois pedia que se achasse raiz de coisa alguma: o primeiro se resolve trocando xx por 2, o segundo cai com um único ano de conta. Três anos antes, em 2022, a banca deu os números do desmatamento da Amazônia Legal em 2019, 2020 e 2021 e afirmou qual seria o de 2022, “projetado por um polinômio do segundo grau”. Quem conhecia a assinatura de um polinômio de grau 2 numa tabela confirmou o número em três linhas.

É disso que esta página trata: o polinômio como objeto, e não a equação. O que ele é e o que não é; como se lê o grau e os coeficientes; o que significa avaliar e o que significa ser raiz; quando duas expressões são o mesmo polinômio; como se somam, multiplicam e, sobretudo, dividem, com o teorema do resto e o dispositivo de Briot-Ruffini; o que a forma fatorada mostra, inclusive a multiplicidade de uma raiz e o jeito como o gráfico toca o eixo; e, por fim, o polinômio como modelo de dados: ler um gráfico deslocado, reconhecer o grau pelas diferenças e prever o próximo valor. Resolver equações de grau 3 e 4, contar raízes complexas e usar as relações entre coeficientes e raízes é assunto da página de equações polinomiais; o número ii e seus parentes vivem na página de números complexos; a parábola como função, com vértice e sinal, está na página de função quadrática e aparece aqui só como polinômio de grau 2.

Uma expressão é polinômio quando os expoentes se comportam

Uma loja cobra, por um lote de xx peças, um valor que depende de xx de várias maneiras: um custo fixo, um custo por peça, um desconto proporcional ao quadrado do lote. Somando tudo, aparece algo como C(x)=120+8x−0,02x2C(x) = 120 + 8x - 0{,}02x^2. Essa expressão é um polinômio: potências inteiras e não negativas de xx, cada uma multiplicada por um número, e nada mais. Já 1x\frac{1}{x}, x\sqrt{x}, 2x2^x e ∣x∣|x| não são, e o motivo é sempre o expoente ou a operação: 1x=x−1\frac{1}{x} = x^{-1} tem expoente negativo, x=x1/2\sqrt{x} = x^{1/2} tem expoente fracionário, 2x2^x tem o xx no lugar errado e ∣x∣|x| não é potência de nada.

Polinômio, grau e coeficientes

Um polinômio na variável xx é uma expressão do tipo p(x)=anxn+an−1xn−1+⋯+a1x+a0p(x) = a_n x^n + a_{n-1}x^{n-1} + \cdots + a_1 x + a_0, em que nn é inteiro não negativo e os números an,…,a0a_n, \ldots, a_0 são os coeficientes. Quando an≠0a_n \neq 0, o grau de pp é nn (o maior expoente com coeficiente não nulo), ana_n é o coeficiente líder e a0a_0 é o termo independente, a parcela sem xx. Um número sozinho, como 77, é um polinômio de grau 0. O polinômio nulo, com todos os coeficientes iguais a zero, não tem grau: ele é a exceção de todas as regras de contagem que vêm adiante.

O polinômio −2x⁴ + x² + 5x + 7 escrito em forma reduzida, com setas apontando o coeficiente líder −2, o grau 4, o termo de grau 3 ausente (coeficiente zero), o termo independente 7 e a lista completa de coeficientes −2, 0, 1, 5, 7.
Anatomia de um polinômio na forma reduzida: expoentes em ordem decrescente, um coeficiente por grau, inclusive o zero do grau que falta. É nessa forma que se lê o grau, o líder e o termo independente, e é ela que o dispositivo de Briot-Ruffini exige. Diagrama autoral.

A ordem em que as parcelas aparecem não muda o polinômio, mas muda a facilidade de ler. Em 5x−2x4+7+x25x - 2x^4 + 7 + x^2, a primeira providência é reescrever em ordem decrescente de expoente, a forma reduzida: −2x4+0x3+x2+5x+7-2x^4 + 0x^3 + x^2 + 5x + 7. Agora o grau salta aos olhos (4), o líder é −2-2, o termo independente é 77, e o 0x30x^3 lembra que o grau 3 está presente com coeficiente zero. Cinco coeficientes, do grau 4 ao grau 0: −2, 0, 1, 5, 7-2,\ 0,\ 1,\ 5,\ 7. Vale escrever o zero; o dispositivo de divisão da seção sobre Briot-Ruffini dá resultado errado para quem o pula.

O grau se lê depois de reduzir

3x3+x−3x3+53x^3 + x - 3x^3 + 5 parece ter grau 3, mas os dois termos cúbicos se cancelam e sobra x+5x + 5, de grau 1. Grau é o maior expoente que sobrevive à redução. O mesmo cuidado vale para expressões escritas como produto: (x2+1)(x2−1)−x4(x^2 + 1)(x^2 - 1) - x^4 é −1-1, grau 0, e não grau 4.

Um polinômio também pode ter mais de uma variável, como a área xyxy de um retângulo ou o volume xyzxyz; o grau de cada parcela é a soma dos expoentes, e o grau do polinômio é o maior deles. Nesta página, salvo aviso, a variável é uma só e os coeficientes são números reais.

Valor numérico: trocar a letra pelo número. Raiz: o número que devolve zero

A pergunta mais frequente sobre um polinômio é a mais simples: quanto ele vale em determinado número. Em C(x)=120+8x−0,02x2C(x) = 120 + 8x - 0{,}02x^2, o custo de um lote de 100 peças é C(100)=120+800−200=720C(100) = 120 + 800 - 200 = 720. Trocar a variável pelo número e fazer a conta, respeitando potências e sinais, é calcular o valor numérico. A segunda pergunta é a inversa, e tem nome próprio: para que valores da variável a expressão se anula?

Valor numérico e raiz

O valor numérico de pp em rr é o número p(r)p(r) obtido ao substituir xx por rr. Um número rr é raiz (ou zero) de pp quando p(r)=0p(r) = 0. Três valores se leem direto na forma reduzida, sem conta: p(0)=a0p(0) = a_0, o termo independente; p(1)=an+⋯+a1+a0p(1) = a_n + \cdots + a_1 + a_0, a soma de todos os coeficientes; e p(−1)p(-1), a soma dos coeficientes com os sinais dos graus ímpares trocados. Consequência imediata: 11 é raiz exatamente quando a soma dos coeficientes é zero, e 00 é raiz exatamente quando o termo independente é zero.

Verificar se um número dado é raiz não exige técnica nenhuma: substitua. Esse reflexo vale mais do que qualquer método, porque a prova pede muito mais conferir do que achar. É −2-2 raiz de p(x)=2x3+3x2−2xp(x) = 2x^3 + 3x^2 - 2x? p(−2)=2⋅(−8)+3⋅4−2⋅(−2)=−16+12+4=0p(-2) = 2 \cdot (-8) + 3 \cdot 4 - 2 \cdot (-2) = -16 + 12 + 4 = 0. É. E 00 também é, porque o termo independente é zero. Nenhuma equação foi resolvida.

Exemplo resolvido 1: a fábrica de 2025. Com p1(x)=2x4−x3−10x2+234p_1(x) = 2x^4 - x^3 - 10x^2 + 234, p2(x)=x4−x3+5x2+250p_2(x) = x^4 - x^3 + 5x^2 + 250 e q(x)=50x+150q(x) = 50x + 150, o item 27 afirmava: “Caso se assuma que metade dos veículos demandados no segundo ano foram do tipo 1, então é correto concluir que a quantidade de veículos fabricados nesse ano foi suficiente para atender à demanda.”

Estratégia: identificar o ano (x=2x = 2), avaliar as três expressões e comparar produção com demanda, tipo a tipo.

Resolução: q(2)=100+150=250q(2) = 100 + 150 = 250 veículos demandados; metade de cada tipo, 125 e 125. Produção: p1(2)=2⋅16−8−10⋅4+234=32−8−40+234=218p_1(2) = 2 \cdot 16 - 8 - 10 \cdot 4 + 234 = 32 - 8 - 40 + 234 = 218 e p2(2)=16−8+20+250=278p_2(2) = 16 - 8 + 20 + 250 = 278. Como 218≥125218 \geq 125 e 278≥125278 \geq 125, a produção de cada tipo cobre a metade que lhe cabe. Item certo.

Conferência: a parcela mais fácil de errar é −10x2-10x^2 em x=2x = 2, que vale −40-40 e não −20-20; refeita a conta, o total 218+278=496218 + 278 = 496 supera a demanda inteira, 250, com folga. O item mede leitura de três funções e uma substituição; procurar raízes aqui seria tempo perdido.

Como uma calculadora avalia um polinômio

Nenhuma calculadora calcula 2x3+3x2−2x2x^3 + 3x^2 - 2x elevando xx ao cubo, depois ao quadrado e somando. Ela usa a forma aninhada ((2x+3)x−2)x((2x + 3)x - 2)x: parte do coeficiente líder, multiplica por xx, soma o coeficiente seguinte, e repete até o termo independente. Para x=−2x = -2: 2⋅(−2)+3=−12 \cdot (-2) + 3 = -1; (−1)(−2)−2=0(-1)(-2) - 2 = 0; 0⋅(−2)+0=00 \cdot (-2) + 0 = 0. Três multiplicações em vez de seis, e nenhuma potência. Esse esquema, conhecido como método de Horner, é exatamente a conta do dispositivo de Briot-Ruffini, e é por isso que o último número daquele dispositivo é o valor numérico p(r)p(r).

Dois polinômios são iguais quando todos os coeficientes coincidem

Em (x+2)2(x + 2)^2 e x2+4x^2 + 4 os valores coincidem em x=0x = 0: os dois dão 4. Em x=1x = 1, não: 9 contra 5. Coincidir num ponto, ou em vários, não faz duas expressões serem o mesmo polinômio; o que faz é a igualdade coeficiente a coeficiente, e (x+2)2=x2+4x+4(x + 2)^2 = x^2 + 4x + 4 tem um 4x4x que x2+4x^2 + 4 não tem.

Identidade de polinômios

Dois polinômios são idênticos (iguais para todo valor de xx) quando têm o mesmo grau e os mesmos coeficientes, grau a grau. Em particular, um polinômio é o polinômio nulo quando todos os seus coeficientes são zero. Uma consequência que organiza boa parte desta página: um polinômio não nulo de grau nn tem no máximo nn raízes reais; logo, se um polinômio de grau no máximo nn se anula em n+1n + 1 valores diferentes, ele é o polinômio nulo, e dois polinômios de grau no máximo nn que coincidem em n+1n + 1 pontos são idênticos.

A última frase é o que permite dizer que três pontos determinam uma parábola, ideia que a seção sobre modelos usa. Antes disso, ela serve para achar coeficientes desconhecidos: expande-se um lado, compara-se com o outro, grau a grau.

Exemplo resolvido 2: coeficientes por identidade. Para que valores de aa e bb vale (x+a)(x−3)=x2+bx−12(x + a)(x - 3) = x^2 + bx - 12 para todo xx?

Estratégia: expandir o produto, escrever na forma reduzida e igualar os coeficientes de mesmo grau.

Resolução: (x+a)(x−3)=x2−3x+ax−3a=x2+(a−3)x−3a(x + a)(x - 3) = x^2 - 3x + ax - 3a = x^2 + (a - 3)x - 3a. Termo independente: −3a=−12-3a = -12, logo a=4a = 4. Coeficiente de xx: b=a−3=1b = a - 3 = 1.

Conferência: (x+4)(x−3)(x + 4)(x - 3) em x=1x = 1 dá 5⋅(−2)=−105 \cdot (-2) = -10, e x2+x−12x^2 + x - 12 em x=1x = 1 dá 1+1−12=−101 + 1 - 12 = -10. Um ponto não prova a identidade, mas um ponto que falhasse a derrubaria; como passou, e a conta grau a grau fechou, está certo.

As operações seguem as regras da álgebra que você já usa, com uma atenção ao grau. Na soma e na subtração, agrupam-se os termos de mesmo grau; o sinal de menos distribui por todas as parcelas do segundo polinômio. No produto, cada termo de um fator multiplica cada termo do outro, e depois se reduz.

Grau da soma e do produto

Para polinômios não nulos pp e qq, o grau do produto é a soma dos graus: gr⁡(p⋅q)=gr⁡(p)+gr⁡(q)\operatorname{gr}(p \cdot q) = \operatorname{gr}(p) + \operatorname{gr}(q), porque os coeficientes líderes se multiplicam e nunca dão zero. O grau da soma é no máximo o maior dos dois graus, e pode ser menor quando os termos de maior grau se cancelam: (2x4−x)+(5−2x4)=5−x(2x^4 - x) + (5 - 2x^4) = 5 - x, grau 1, soma de dois polinômios de grau 4.

A prova gosta da palavra “necessariamente” nesse ponto: “a soma de dois polinômios de grau 4 é necessariamente de grau 4” é falsa, e um único contraexemplo, como o do conceito acima, encerra o julgamento. Já “o produto de dois polinômios de grau 4 tem grau 8” é sempre verdadeira.

Quociente e resto: a divisão para quando o grau cai abaixo do divisor

Dividir 23 por 5 dá quociente 4 e resto 3, e a frase completa é 23=5⋅4+323 = 5 \cdot 4 + 3, com a condição de que a sobra seja menor que 5 (se sobrassem 5, cabia mais uma volta). Polinômios se dividem com a mesma gramática, dividendo igual a divisor vezes quociente mais sobra, e o que muda é o critério de parada: em vez de comparar tamanhos, comparam-se graus.

Divisão euclidiana de polinômios

Para todo polinômio p(x)p(x) e todo divisor d(x)≠0d(x) \neq 0 há um único par de polinômios, o quociente q(x)q(x) e o resto r(x)r(x), com p(x)=d(x)⋅q(x)+r(x)p(x) = d(x) \cdot q(x) + r(x) e, além disso, r(x)=0r(x) = 0 ou gr⁡(r)<gr⁡(d)\operatorname{gr}(r) < \operatorname{gr}(d). Quando gr⁡(p)≥gr⁡(d)\operatorname{gr}(p) \geq \operatorname{gr}(d), o grau do quociente é gr⁡(p)−gr⁡(d)\operatorname{gr}(p) - \operatorname{gr}(d); quando gr⁡(p)<gr⁡(d)\operatorname{gr}(p) < \operatorname{gr}(d), o quociente é zero e o resto é o próprio pp. O resto de uma divisão por um polinômio de grau 2 tem grau no máximo 1: pode ser da forma ax+bax + b, pode ser uma constante, pode ser zero. Resto zero é o que se chama divisível.

O método da chave reproduz a divisão longa de inteiros. Divide-se o termo de maior grau do dividendo pelo termo de maior grau do divisor, obtendo o primeiro termo do quociente; multiplica-se esse termo pelo divisor inteiro; subtrai-se do dividendo; repete-se com o que sobrou, até que o grau do que sobra fique menor que o do divisor.

Divisão de 2x³ + x² − 5x + 3 por x² − 2 armada no método da chave: o primeiro termo do quociente, 2x, multiplica o divisor e dá 2x³ − 4x, que subtraído deixa x² − x + 3; o segundo termo, 1, dá x² − 2, que subtraído deixa −x + 5, de grau 1, menor que 2, onde a divisão para. Ao lado, a conferência 2x³ + x² − 5x + 3 = (x² − 2)(2x + 1) + (−x + 5).
Método da chave: a cada passo, o termo de maior grau do que sobrou dividido pelo termo de maior grau do divisor. A conta para quando o que sobra tem grau menor que o divisor: aqui, −x+5-x + 5 é o resto. Diagrama autoral.

Exemplo resolvido 3: método da chave. Divida p(x)=2x3+x2−5x+3p(x) = 2x^3 + x^2 - 5x + 3 por d(x)=x2−2d(x) = x^2 - 2.

Estratégia: o grau do quociente será 3−2=13 - 2 = 1 e o resto terá grau no máximo 1. Dois passos.

Resolução: 2x3÷x2=2x2x^3 \div x^2 = 2x; 2x⋅(x2−2)=2x3−4x2x \cdot (x^2 - 2) = 2x^3 - 4x; subtraindo de pp: (2x3+x2−5x+3)−(2x3−4x)=x2−x+3(2x^3 + x^2 - 5x + 3) - (2x^3 - 4x) = x^2 - x + 3. Segundo passo: x2÷x2=1x^2 \div x^2 = 1; 1⋅(x2−2)=x2−21 \cdot (x^2 - 2) = x^2 - 2; subtraindo: (x2−x+3)−(x2−2)=−x+5(x^2 - x + 3) - (x^2 - 2) = -x + 5. Grau 1, menor que 2: pare. Quociente q(x)=2x+1q(x) = 2x + 1, resto r(x)=−x+5r(x) = -x + 5.

Conferência: (x2−2)(2x+1)+(−x+5)=2x3+x2−4x−2−x+5=2x3+x2−5x+3(x^2 - 2)(2x + 1) + (-x + 5) = 2x^3 + x^2 - 4x - 2 - x + 5 = 2x^3 + x^2 - 5x + 3. Fecha com o dividendo. A conferência pela identidade p=d⋅q+rp = d \cdot q + r é obrigatória: um sinal trocado na subtração é o erro mais comum do método, e ele só aparece aqui.

A identidade vale para todo x; a fração, não

p(x)=d(x)⋅q(x)+r(x)p(x) = d(x) \cdot q(x) + r(x) é uma igualdade de polinômios, verdadeira para qualquer xx. Dividir os dois lados por d(x)d(x) e escrever p(x)d(x)=q(x)+r(x)d(x)\frac{p(x)}{d(x)} = q(x) + \frac{r(x)}{d(x)} já exige d(x)≠0d(x) \neq 0. Em x2−1x−1=x+1\frac{x^2 - 1}{x - 1} = x + 1, o lado direito vale 2 em x=1x = 1 e o esquerdo não existe ali. Simplificar uma fração não devolve os valores que o denominador proibiu.

Por x − r, o resto é um número: p®

Quando o divisor é x−rx - r, de grau 1, o resto tem grau menor que 1: é uma constante. E essa constante tem um nome. Na identidade p(x)=(x−r)⋅q(x)+Rp(x) = (x - r) \cdot q(x) + R, basta fazer x=rx = r: o produto some, porque r−r=0r - r = 0, e sobra p(r)=Rp(r) = R. O resto da divisão por x−rx - r é o valor numérico de pp em rr. Para achar o resto, não é preciso dividir: substitua.

Teorema do resto e teorema do fator

Teorema do resto. Dividir p(x)p(x) por x−rx - r deixa resto p(r)p(r). Com um divisor ax+bax + b, a≠0a \neq 0, o resto passa a ser p ⁣(−ba)p\!\left(-\frac{b}{a}\right): o valor de pp no número que anula o divisor.

Teorema do fator. x−rx - r divide p(x)p(x) exatamente quando p(r)=0p(r) = 0, e vice-versa: raiz dá fator, fator dá raiz. “Divisível por x−rx - r” e “rr é raiz” são a mesma afirmação com palavras diferentes.

Exemplo resolvido 4: resto sem dividir. Qual é o resto da divisão de p(x)=x4−3x2+2x−7p(x) = x^4 - 3x^2 + 2x - 7 por x+2x + 2?

Estratégia: x+2=x−(−2)x + 2 = x - (-2), então r=−2r = -2 e o resto é p(−2)p(-2). O sinal é a única armadilha.

Resolução: p(−2)=16−3⋅4+2⋅(−2)−7=16−12−4−7=−7p(-2) = 16 - 3 \cdot 4 + 2 \cdot (-2) - 7 = 16 - 12 - 4 - 7 = -7. Resto −7-7.

Conferência: quem calcula p(2)=16−12+4−7=1p(2) = 16 - 12 + 4 - 7 = 1 encontra o resto da divisão por x−2x - 2, outro divisor. Vale escrever o divisor como x−rx - r antes de substituir. Para um divisor 3x−23x - 2, por exemplo, o resto de 3x2−5x+13x^2 - 5x + 1 é p ⁣(23)=43−103+1=−1p\!\left(\frac{2}{3}\right) = \frac{4}{3} - \frac{10}{3} + 1 = -1; e, de fato, 3x2−5x+1=(3x−2)(x−1)−13x^2 - 5x + 1 = (3x - 2)(x - 1) - 1.

Exemplo resolvido 5: coeficiente que garante a divisibilidade. Para que valor de kk o polinômio x3+kx−6x^3 + kx - 6 é divisível por x−2x - 2?

Estratégia: divisível por x−2x - 2 significa p(2)=0p(2) = 0. Uma equação em kk.

Resolução: 8+2k−6=08 + 2k - 6 = 0, logo 2k=−22k = -2 e k=−1k = -1.

Conferência: com k=−1k = -1, x3−x−6=(x−2)(x2+2x+3)x^3 - x - 6 = (x - 2)(x^2 + 2x + 3); expandindo, x3+2x2+3x−2x2−4x−6=x3−x−6x^3 + 2x^2 + 3x - 2x^2 - 4x - 6 = x^3 - x - 6. O quociente x2+2x+3x^2 + 2x + 3 apareceu na conferência, e a próxima seção mostra como obtê-lo em uma linha.

O teorema do fator transforma qualquer pergunta sobre divisibilidade por x−rx - r numa pergunta sobre raiz, e às vezes a pergunta sobre raiz se responde com o sinal, sem conta nenhuma. Foi o caso em 2012, num bloco que descrevia os níveis de dois hormônios ao longo de um ciclo de 28 dias por funções definidas em dois trechos. A progesterona era dada por P(x)=2P(x) = 2 para 0≤x≤120 \leq x \leq 12 e P(x)=2+(x−12)2(x−28)2100P(x) = 2 + \frac{(x - 12)^2 (x - 28)^2}{100} para 12<x≤2812 < x \leq 28.

Exemplo resolvido 6: divisível por algum x − r? O item 112 de 2012 afirmava: “A função P(x)P(x) é divisível por algum monômio g(x)=x−rg(x) = x - r, em que r∈[0,28]r \in [0, 28].”

Estratégia: traduzir pelo teorema do fator: existe rr no intervalo com P(r)=0P(r) = 0? Olhar o sinal de PP em cada trecho.

Resolução: no primeiro trecho PP vale 2. No segundo, PP é 2 mais um quadrado dividido por 100, portanto P(x)≥2P(x) \geq 2. Em nenhum ponto de [0,28][0, 28] a função se anula: não há raiz, logo não há fator x−rx - r. Item errado.

Conferência: os únicos candidatos a zerar o quadrado são x=12x = 12 e x=28x = 28, e neles PP vale exatamente 2. A pergunta usava a palavra “divisível” para testar se o aluno a traduz em “raiz”; quem tentou armar uma divisão por um x−rx - r genérico não tinha por onde começar.

Divisibilidade de números não é divisibilidade de polinômios

A prova de 2025 (item 28) julgou “sempre divisível” o total produzido, p1(x)+p2(x)p_1(x) + p_2(x), em relação à demanda q(x)q(x). A frase é sobre números, ano a ano, e cai no primeiro ano: p1(1)+p2(1)=225+255=480p_1(1) + p_2(1) = 225 + 255 = 480 e q(1)=200q(1) = 200, com 480÷200=2,4480 \div 200 = 2{,}4. Item errado. Repare que o caminho inverso também não vale: x2+1x^2 + 1 dividido por x+1x + 1 dá quociente x−1x - 1 e resto 2, portanto o polinômio não é divisível; mesmo assim, em x=1x = 1 os valores são 2 e 2, e 2÷22 \div 2 é exato. Divisão exata de valores num ponto e divisibilidade dos polinômios são perguntas de mundos diferentes; o enunciado diz em qual mundo você está.

Briot-Ruffini: a divisão por x − r em uma linha

O método da chave funciona para qualquer divisor, mas para o divisor x−rx - r existe um atalho que cabe numa linha de números. Escrevem-se os coeficientes do dividendo em ordem decrescente de grau, sem pular grau (zero onde faltar), e o número rr à esquerda. Desce-se o primeiro coeficiente; a partir daí, cada número da linha de baixo é o anterior multiplicado por rr, somado ao coeficiente de cima. A linha de baixo contém, da esquerda para a direita, os coeficientes do quociente (de grau uma unidade menor que o do dividendo) e, por último, o resto.

Dispositivo de Briot-Ruffini para dividir 2x³ − 5x² + 0x + 7 por x − 3: o número 3 à esquerda, os coeficientes 2, −5, 0 e 7 na linha de cima, e na linha de baixo 2, 1, 3 e 16, com setas mostrando cada passo: multiplica por 3 e soma o coeficiente seguinte. Os três primeiros números são o quociente 2x² + x + 3 e o último, 16, é o resto, igual a p(3).
Briot-Ruffini: desce o líder; depois, "vezes rr, mais o próximo". A linha de baixo lê-se como quociente (um grau a menos) e, no fim, resto, que tem de coincidir com p(r)p(r). Diagrama autoral.

Exemplo resolvido 7: o dispositivo. Divida p(x)=2x3−5x2+7p(x) = 2x^3 - 5x^2 + 7 por x−3x - 3.

Estratégia: coeficientes 2,−5,0,72, -5, 0, 7 (o 00 é o grau 1, que falta) e r=3r = 3.

Resolução: desce o 22. Depois: 2⋅3+(−5)=12 \cdot 3 + (-5) = 1; 1⋅3+0=31 \cdot 3 + 0 = 3; 3⋅3+7=163 \cdot 3 + 7 = 16. Linha de baixo: 2, 1, 3∣162,\ 1,\ 3 \mid 16. Quociente 2x2+x+32x^2 + x + 3, resto 1616.

Conferência: teorema do resto: p(3)=54−45+7=16p(3) = 54 - 45 + 7 = 16. Bate. E (x−3)(2x2+x+3)+16=2x3−5x2−9+16=2x3−5x2+7(x - 3)(2x^2 + x + 3) + 16 = 2x^3 - 5x^2 - 9 + 16 = 2x^3 - 5x^2 + 7. Quem esquece o zero do grau 1 obtém 2,1,102, 1, 10 e “resto” 10, que não é p(3)p(3): a conferência pelo valor numérico denuncia o erro na hora.

Por que o dispositivo funciona? Porque ele é a forma aninhada do polinômio, a mesma que a calculadora usa: 2x3−5x2+0x+7=((2x−5)x+0)x+72x^3 - 5x^2 + 0x + 7 = ((2x - 5)x + 0)x + 7. Avaliar em x=3x = 3 de dentro para fora produz exatamente 22, depois 11, depois 33, depois 1616, e os três números intermediários são os coeficientes do quociente. Dividir por x−rx - r e avaliar em rr são a mesma conta.

Dois cuidados completam o método. O divisor precisa estar na forma x−rx - r: para x+2x + 2, o número à esquerda é −2-2. E, para um divisor ax+bax + b com a≠1a \neq 1, divide-se por x+bax + \frac{b}{a} e depois se divide o quociente por aa; o resto não muda.

Exemplo resolvido 8: divisor com coeficiente líder diferente de 1. Divida p(x)=2x3−x2+4x−2p(x) = 2x^3 - x^2 + 4x - 2 por 2x−12x - 1.

Estratégia: 2x−1=2(x−12)2x - 1 = 2\left(x - \frac{1}{2}\right). Briot-Ruffini com r=12r = \frac{1}{2} e depois o quociente dividido por 2.

Resolução: coeficientes 2,−1,4,−22, -1, 4, -2. Desce o 22; 2⋅12−1=02 \cdot \frac{1}{2} - 1 = 0; 0⋅12+4=40 \cdot \frac{1}{2} + 4 = 4; 4⋅12−2=04 \cdot \frac{1}{2} - 2 = 0. Por x−12x - \frac{1}{2}: quociente 2x2+0x+42x^2 + 0x + 4, resto 00. Por 2x−12x - 1: quociente 2x2+42=x2+2\frac{2x^2 + 4}{2} = x^2 + 2, resto 00. Logo p(x)=(2x−1)(x2+2)p(x) = (2x - 1)(x^2 + 2).

Conferência: (2x−1)(x2+2)=2x3+4x−x2−2=2x3−x2+4x−2(2x - 1)(x^2 + 2) = 2x^3 + 4x - x^2 - 2 = 2x^3 - x^2 + 4x - 2. Divisível, como o resto zero já dizia, e 12\frac{1}{2} é raiz de pp: p ⁣(12)=14−14+2−2=0p\!\left(\frac{1}{2}\right) = \frac{1}{4} - \frac{1}{4} + 2 - 2 = 0.

Um uso frequente do dispositivo é rebaixar o grau quando uma raiz é conhecida: se rr é raiz, dividir por x−rx - r dá resto zero e um quociente de grau menor, que carrega as demais raízes. Para x3+4x2+x−6x^3 + 4x^2 + x - 6, a soma dos coeficientes é 1+4+1−6=01 + 4 + 1 - 6 = 0, então 11 é raiz; Briot-Ruffini com r=1r = 1 dá 1,5,6∣01, 5, 6 \mid 0, e x3+4x2+x−6=(x−1)(x2+5x+6)=(x−1)(x+2)(x+3)x^3 + 4x^2 + x - 6 = (x - 1)(x^2 + 5x + 6) = (x - 1)(x + 2)(x + 3). O que fazer com o quociente quando ele tem grau 2 ou mais, e como garantir que não falta raiz, é a matéria da página de equações polinomiais.

Um dispositivo com dois sobrenomes e uma ideia chinesa

Paolo Ruffini publicou a regra em 1804, na Itália, como parte de um trabalho sobre a impossibilidade de resolver por fórmula a equação de grau 5; Charles Briot, francês, a divulgou em livros didáticos do século XIX, e no Brasil os dois nomes ficaram colados. A conta em si é mais antiga: o esquema de “multiplica e soma” para avaliar polinômios aparece no tratado de Qin Jiushao, de 1247, e William Horner o redescobriu em 1819. É o mesmo algoritmo que roda dentro de uma calculadora.

A forma fatorada mostra as raízes e conta quantas vezes cada uma vale

x3−4x2+4xx^3 - 4x^2 + 4x esconde suas raízes; x(x−2)2x(x - 2)^2 as expõe. Um produto é zero exatamente quando um dos fatores é zero, então as raízes são 00 e 22, lidas sem conta. A forma fatorada diz ainda uma coisa que a forma expandida não diz: o fator (x−2)(x - 2) aparece duas vezes. Essa repetição é a multiplicidade, e ela tem consequência tanto na contagem quanto no desenho do gráfico.

Forma fatorada e multiplicidade

Pelo teorema do fator, cada raiz real rr de pp fornece um fator (x−r)(x - r), e dividir por ele rebaixa o grau. Repetindo o processo, um polinômio de grau nn com raízes reais r1,…,rkr_1, \ldots, r_k se escreve

p(x)=an(x−r1)m1(x−r2)m2⋯(x−rk)mk⋅s(x),p(x) = a_n (x - r_1)^{m_1} (x - r_2)^{m_2} \cdots (x - r_k)^{m_k} \cdot s(x),

em que mim_i é a multiplicidade da raiz rir_i (quantas vezes seu fator aparece) e s(x)s(x) é um polinômio sem raízes reais (ou a constante 1). A soma m1+⋯+mkm_1 + \cdots + m_k não passa de nn: um polinômio de grau nn tem no máximo nn raízes reais, contadas com multiplicidade. Raiz de multiplicidade 1 é simples; 2, dupla; 3, tripla. Em x(x−2)2x(x - 2)^2 há dois valores distintos de raiz, 00 e 22, mas três raízes se cada uma for contada tantas vezes quanto a sua multiplicidade. (Que a contagem fecha exatamente em nn quando se admitem raízes complexas é o Teorema Fundamental da Álgebra, tratado na página de equações polinomiais.)

Fatorar é desfazer uma multiplicação, e três ferramentas resolvem quase tudo no ensino médio. Fator comum: x3−4x2+4x=x(x2−4x+4)x^3 - 4x^2 + 4x = x(x^2 - 4x + 4). Produtos notáveis: x2−4x+4=(x−2)2x^2 - 4x + 4 = (x - 2)^2, x2−9=(x−3)(x+3)x^2 - 9 = (x - 3)(x + 3), x3−8=(x−2)(x2+2x+4)x^3 - 8 = (x - 2)(x^2 + 2x + 4). Agrupamento, quando as parcelas se organizam em pares com fator comum: x3+2x2−9x−18=x2(x+2)−9(x+2)=(x+2)(x2−9)=(x+2)(x−3)(x+3)x^3 + 2x^2 - 9x - 18 = x^2(x + 2) - 9(x + 2) = (x + 2)(x^2 - 9) = (x + 2)(x - 3)(x + 3). Para um fator de grau 2 que não se reconhece de olho, a soma e o produto das raízes ou a fórmula resolutiva, assuntos da página de função quadrática.

Exemplo resolvido 9: contar raízes de dois jeitos. Quantas raízes reais distintas tem p(x)=(x2+4)(x−1)3(x+5)p(x) = (x^2 + 4)(x - 1)^3 (x + 5), e quantas contadas com multiplicidade? Qual é o grau de pp?

Estratégia: ler fator a fator. x2+4x^2 + 4 é sempre positivo para xx real: não contribui com raiz real. (x−1)3(x - 1)^3 dá a raiz 11 com multiplicidade 3; (x+5)(x + 5) dá −5-5, simples.

Resolução: raízes reais distintas: 11 e −5-5, duas. Com multiplicidade: 3+1=3 + 1 = quatro. Grau: 2+3+1=62 + 3 + 1 = 6.

Conferência: o grau 6 e as quatro raízes reais com multiplicidade deixam 6−4=26 - 4 = 2 “vagas”, que correspondem ao fator x2+4x^2 + 4 sem raízes reais. A contagem fecha; o que a prova testa é se você responde à pergunta feita, “distintas” ou “com multiplicidade”, e não à outra.

No gráfico, a multiplicidade se vê. Perto de uma raiz simples, o fator (x−r)(x - r) troca de sinal ao passar por rr, e a curva atravessa o eixo. Perto de uma raiz dupla, (x−r)2(x - r)^2 é positivo dos dois lados: a curva encosta no eixo e volta, sem trocar de sinal. Multiplicidade ímpar atravessa; par tangencia. Uma raiz tripla atravessa, mas achatando-se junto ao eixo, como x3x^3 na origem.

Dois gráficos lado a lado. À esquerda, o polinômio (x + 3)(x − 1)²(x − 4), de grau 4: cruza o eixo em −3 e em 4, raízes simples, e apenas toca o eixo em 1, raiz dupla, voltando a subir sem trocar de sinal. À direita, o polinômio x(x − 2)³, de grau 3: cruza o eixo em 0, raiz simples, e cruza em 2, raiz tripla, achatando-se junto ao eixo antes de atravessar.
Multiplicidade ímpar atravessa o eixo (simples em −3-3, 44 e 00; tripla em 22, com o achatamento); multiplicidade par tangencia (dupla em 11). Contar pontos de contato não é contar raízes com multiplicidade. Diagrama autoral.

Há também o que o gráfico faz longe das raízes. Para ∣x∣|x| grande, o termo líder anxna_n x^n domina todos os outros, e o sinal de p(x)p(x) é o sinal de anxna_n x^n. Com grau ímpar, xnx^n tem sinais opostos em +∞+\infty e em −∞-\infty: o gráfico vem de um lado do eixo e vai para o outro, logo atravessa o eixo pelo menos uma vez. Logo, com coeficientes reais, grau ímpar garante pelo menos uma raiz real, e isso continua valendo depois de qualquer deslocamento do gráfico, para cima, para baixo ou para o lado, porque deslocar não muda o grau. Com grau par, as duas pontas vão para o mesmo lado, e um deslocamento vertical pode tirar o gráfico do eixo por completo: x6−1x^6 - 1 tem as raízes reais 11 e −1-1, mas x6−1+2=x6+1x^6 - 1 + 2 = x^6 + 1 é positivo em toda a reta. Foi exatamente esse o item 43 do PAS 3 de 2010, que afirmava, para PP e QQ de grau 5 e R(x)=x6−1R(x) = x^6 - 1, que qualquer translação dos gráficos de PP e QQ preserva raízes reais, “afirmação que não pode ser feita em relação ao gráfico da função polinomial y=R(x)y = R(x)”. Certo, e decidido pela paridade do grau, sem uma conta.

Quatro esboços de gráficos de polinômios mostrando só o comportamento nas pontas: grau ímpar com líder positivo, que desce à esquerda e sobe à direita; grau ímpar com líder negativo, o oposto; grau par com líder positivo, que sobe dos dois lados; grau par com líder negativo, que desce dos dois lados. Nos dois de grau par, uma cópia deslocada para cima ou para baixo aparece tracejada, uma delas sem tocar o eixo.
As pontas do gráfico dependem só do grau e do sinal do coeficiente líder. Grau ímpar cruza o eixo sempre, deslocado ou não; grau par pode sair do eixo com um deslocamento vertical. Diagrama autoral.

Exemplo resolvido 10: raízes compartilhadas, lidas na fatoração. O bloco de 2010 apresentava P(x)=x5−x4+x3−x2+x−1P(x) = x^5 - x^4 + x^3 - x^2 + x - 1, Q(x)=x5+x4+x3+x2+x+1Q(x) = x^5 + x^4 + x^3 + x^2 + x + 1 e R(x)=x6−1R(x) = x^6 - 1, e dois itens afirmavam: “As raízes de Q(x)Q(x) são também raízes de R(x)R(x)” (item 40) e “O conjunto das raízes de P(x)P(x) é disjunto do conjunto das raízes de Q(x)Q(x)” (item 42).

Estratégia: procurar fatorações que liguem os três polinômios. Multiplicar QQ por (x−1)(x - 1) é a primeira tentativa, porque QQ tem a cara de uma soma de potências.

Resolução: (x−1)⋅Q(x)=x6−1=R(x)(x - 1) \cdot Q(x) = x^6 - 1 = R(x): os termos se cancelam em cascata. Então toda raiz de QQ anula RR, e o item 40 é certo. Para PP, agrupamento: P(x)=x4(x−1)+x2(x−1)+(x−1)=(x−1)(x4+x2+1)P(x) = x^4(x - 1) + x^2(x - 1) + (x - 1) = (x - 1)(x^4 + x^2 + 1), e x4+x2+1=(x2+1)2−x2=(x2+x+1)(x2−x+1)x^4 + x^2 + 1 = (x^2 + 1)^2 - x^2 = (x^2 + x + 1)(x^2 - x + 1). Agora, (x−1)(x2+x+1)=x3−1(x - 1)(x^2 + x + 1) = x^3 - 1: toda raiz de x2+x+1x^2 + x + 1 satisfaz x3=1x^3 = 1, logo x6=1x^6 = 1, logo é raiz de RR; como não é 11, é raiz de QQ (pois R=(x−1)QR = (x - 1) Q). As duas raízes de x2+x+1x^2 + x + 1 pertencem a PP e a QQ: os conjuntos não são disjuntos, e o item 42 é errado.

Conferência: as raízes de x2+x+1x^2 + x + 1 não são reais (o discriminante é 1−4<01 - 4 < 0), e é por isso que o item é sutil: PP e QQ não compartilham nenhuma raiz real, e quem só pensa em raízes reais marca certo. “Raiz”, sem adjetivo, inclui as complexas; a página de equações polinomiais trata delas.

Raiz dupla é um instante só

Se a diferença entre o preço de uma ação e o preço de abertura do dia, em reais, segue L(t)=(t−3)2(t−8)L(t) = (t - 3)^2 (t - 8) ao longo do pregão, a ação volta ao preço de abertura em dois instantes, t=3t = 3 e t=8t = 8, e não em três. A multiplicidade conta na álgebra; no tempo, no espaço e no gráfico, o que se conta são valores distintos. O comando do item diz qual contagem ele quer.

Polinômio como modelo: ler o gráfico, prever pelas diferenças, interpolar

A matriz do PAS lista, entre as aplicações de polinômios, a previsão de preços e a propagação de doenças, e a banca cumpre: o polinômio chega como preço, como população, como desmatamento, como trajetória. Em todos os casos, as perguntas usam só o que esta página já apresentou, valor numérico e raiz, mais uma ideia nova: a assinatura do grau numa tabela.

Ler um gráfico deslocado

Se F(t)=p(t)+cF(t) = p(t) + c, o gráfico de FF é o de pp erguido de cc. As raízes de pp são os instantes em que FF vale exatamente cc; pp positivo significa FF acima de cc. Essa tradução foi o bloco inteiro de 2013, sobre o preço do gás natural nos Estados Unidos depois do gás de xisto. O texto dizia que o preço, em dólares por milhar de pés cúbicos, a partir de 2007, era F(t)=p(t)+6F(t) = p(t) + 6, com p(t)=a5t5+a4t4+⋯+a1t+a0p(t) = a_5 t^5 + a_4 t^4 + \cdots + a_1 t + a_0 e a5a_5, a4a_4 e a0a_0 constantes positivas, e trazia o gráfico de y=p(t)y = p(t) no intervalo t0≤t≤t3t_0 \leq t \leq t_3, com t0t_0 para 2007, t1t_1 para 2008, t2t_2 para 2010 e t3t_3 para 2013.

O gráfico impresso: a curva parte, em t0t_0, de um valor positivo um pouco abaixo de 6,56{,}5; sobe até o máximo 6,56{,}5 em t1t_1; desce, cruza o eixo tt e chega ao mínimo −2,5-2{,}5 em t2t_2; sobe, cruza o eixo de novo, faz uma elevação curta e baixa acima do eixo, torna a cruzá-lo para baixo, passa por um vale raso e cruza o eixo pela quarta vez, terminando em t3t_3 ligeiramente acima do eixo. Linhas tracejadas marcam os valores 6,56{,}5 e −2,5-2{,}5 no eixo yy e as abscissas t0t_0, t1t_1, t2t_2 e t3t_3. Quatro cruzamentos com o eixo no intervalo desenhado; e o eixo yy fica à esquerda de t0t_0, de modo que todo o intervalo desenhado está em t>0t > 0.

Dois gráficos no mesmo par de eixos: uma curva ondulada p(t), de grau ímpar, que cruza o eixo horizontal quatro vezes, e a mesma curva erguida de 6 unidades, F(t) = p(t) + 6, que cruza a reta horizontal y = 6 nos mesmos quatro instantes. Setas verticais ligam cada raiz de p ao ponto correspondente de F sobre a reta y = 6.
Deslocar o gráfico para cima de cc não muda os instantes: F(t)=cF(t) = c exatamente onde p(t)=0p(t) = 0. Para perguntas sobre "o preço valeu cc", procure as raízes de pp. Diagrama autoral.

Exemplo resolvido 11: o gás natural de 2013. O item 94 afirmava que “o preço do gás natural atingiu, nos EUA, por, no máximo, três vezes, o valor exato de 6 dólares”; o 96, que “era superior a 12 dólares o preço do gás natural em 2008”; e o 97, tipo C, perguntava se p(t)p(t) tem “(A) quatro raízes e todas são reais e positivas; (B) cinco raízes reais e todas são positivas; © cinco raízes reais e, pelo menos, uma delas é negativa; (D) mais que cinco raízes, sendo quatro positivas e, pelo menos, duas, complexas”.

Estratégia: traduzir cada frase para pp. Preço 6 é F=6F = 6, isto é, p=0p = 0. Preço em 2008 é F(t1)=p(t1)+6F(t_1) = p(t_1) + 6. A natureza das raízes sai do grau (5), das pontas (líder positivo) e do gráfico.

Resolução: 94: p(t)=0p(t) = 0 ocorre nos quatro cruzamentos, então o preço foi exatamente 6 dólares quatro vezes, não “no máximo três”. Errado. 96: p(t1)=6,5p(t_1) = 6{,}5, logo F(t1)=12,5>12F(t_1) = 12{,}5 > 12. Certo. 97: grau 5 significa cinco raízes no total, o que elimina A e D de saída. As quatro raízes visíveis são positivas (estão à direita do eixo yy, em t>0t > 0). A quinta tem de ser real, porque o grau é ímpar e coeficientes reais; e, como a0=p(0)>0a_0 = p(0) > 0 enquanto p(t)→−∞p(t) \to -\infty quando t→−∞t \to -\infty (líder positivo, grau ímpar), a curva cruza o eixo em algum t<0t < 0: a quinta raiz é negativa. Opção C.

Conferência: o enunciado deu a0>0a_0 > 0 e a5>0a_5 > 0 por um motivo, e os dois dados foram usados exatamente para localizar a quinta raiz. O item 95 do mesmo bloco, sobre a raiz de maior módulo, está nos exercícios desta página; ele precisa também de a4>0a_4 > 0.

Prever pelas diferenças

Uma grandeza medida em instantes igualmente espaçados, t=0,1,2,…t = 0, 1, 2, \ldots, deixa uma assinatura nas diferenças entre valores consecutivos. Se pp tem grau 1, as diferenças são constantes. Se pp tem grau 2, as diferenças mudam, mas as diferenças das diferenças são constantes. O motivo cabe numa linha: (t+1)2−t2=2t+1(t + 1)^2 - t^2 = 2t + 1, de grau 1; subtrair valores consecutivos de um polinômio derruba o grau em uma unidade, porque os termos líderes se cancelam. Grau 2 vira grau 1 na primeira diferença e constante na segunda.

Diferenças constantes e grau

Para valores p(0),p(1),p(2),…p(0), p(1), p(2), \ldots de um polinômio de grau nn, as nn-ésimas diferenças são constantes, e são a primeira ordem de diferenças que fica constante. Grau 1: primeiras diferenças constantes (é a progressão aritmética). Grau 2: segundas diferenças constantes. Grau 3: terceiras. Para prever o próximo valor, estende-se a tabela de baixo para cima: repete-se a diferença constante, soma-se à última diferença da ordem acima, e assim até o valor.

Tabela de diferenças para os valores 10,1, 10,9 e 13 nos anos 2019, 2020 e 2021: a primeira linha de diferenças traz 0,8 e 2,1; a segunda, 1,3, constante. Em destaque, a extensão: a próxima primeira diferença é 2,1 + 1,3 = 3,4 e o valor previsto para 2022 é 13 + 3,4 = 16,4.
A assinatura do grau 2: segundas diferenças constantes. A previsão se faz subindo a tabela: 1,31{,}3 repetida, 2,1+1,3=3,42{,}1 + 1{,}3 = 3{,}4, 13+3,4=16,413 + 3{,}4 = 16{,}4. Nenhum coeficiente foi calculado. Diagrama autoral.

Exemplo resolvido 12: o desmatamento de 2022. O item 76 do PAS 3 de 2022 dizia: “Supondo-se que o desmatamento em 2022 possa ser projetado por um polinômio do segundo grau sob a forma d(a)=f1+f2a+f3a2d(a) = f_1 + f_2 a + f_3 a^2, em que aa represente o ano, e de forma tal que os coeficientes f1f_1, f2f_2 e f3f_3 sejam calculados considerando-se que d(2019)=10,1d(2019) = 10{,}1, d(2020)=10,9d(2020) = 10{,}9 e d(2021)=13d(2021) = 13, conclui-se que o desmatamento em 2022 será de 16,4 mil km².”

Estratégia: anos consecutivos, polinômio de grau 2: segundas diferenças constantes. Montar a tabela e estendê-la um passo.

Resolução: diferenças: 10,9−10,1=0,810{,}9 - 10{,}1 = 0{,}8 e 13−10,9=2,113 - 10{,}9 = 2{,}1. Segunda diferença: 2,1−0,8=1,32{,}1 - 0{,}8 = 1{,}3. Próxima diferença: 2,1+1,3=3,42{,}1 + 1{,}3 = 3{,}4. Previsão: 13+3,4=16,413 + 3{,}4 = 16{,}4. Item certo.

Conferência: pelo caminho longo, com s=a−2019s = a - 2019 para não carregar números de quatro dígitos: d=c+bs+a′s2d = c + bs + a's^2 com d(0)=10,1d(0) = 10{,}1, d(1)=10,9d(1) = 10{,}9, d(2)=13d(2) = 13. Então c=10,1c = 10{,}1; b+a′=0,8b + a' = 0{,}8; 2b+4a′=2,92b + 4a' = 2{,}9. Da segunda e da terceira, a′=0,65a' = 0{,}65 e b=0,15b = 0{,}15; e d(3)=10,1+0,45+5,85=16,4d(3) = 10{,}1 + 0{,}45 + 5{,}85 = 16{,}4. Mesmo número, três vezes mais contas. A troca de variável, aliás, é o cuidado de quem monta o sistema: com a=2019a = 2019 direto, os quadrados passam de quatro milhões.

Previsão é hipótese, não medição

O item não afirma que o desmatamento de 2022 foi de 16,4 mil km²; afirma o que a parábola ajustada a três pontos projeta. Um polinômio que passa por três dados é uma escolha de modelo, e três pontos podem ser ajustados por infinitas curvas de outros tipos. A conta é certa; a confiança no número depende de o fenômeno continuar se comportando como nos três anos medidos, e isso o polinômio não garante.

Interpolar: achar o polinômio que passa pelos dados

Pela identidade de polinômios, dois polinômios de grau no máximo 2 que coincidem em três pontos são o mesmo: três pontos determinam um polinômio de grau 2, assim como dois pontos determinam uma reta. Achá-lo é resolver três equações nos três coeficientes. Quando um dos dados é o vértice, o ponto de máximo ou de mínimo em tvt_v, a forma p(t)=α(t−tv)2+p(tv)p(t) = \alpha (t - t_v)^2 + p(t_v) já traz duas das três condições embutidas, e sobra um único número a determinar.

Exemplo resolvido 13: a quadrática com máximo em 2010. O item 93 do PAS 3 de 2023, tipo B, vinha com um gráfico da população de imigrantes mexicanos nos Estados Unidos, em milhões, de 1910 a 2010, de dez em dez anos: 0,22; 0,48; 0,64; 0,35; 0,45; 0,57; 0,76; 2,19; 4,28; 9,16 e 11,73. O comando: “Suponha que a população anual de imigrantes entre 2000 e 2010 seja dada pela função quadrática p(t)=at2+bt+cp(t) = at^2 + bt + c, em milhões, em que aa, bb e cc são constantes e cujo valor máximo corresponde ao ano de 2010. Nesse caso, calcule, em milhões, a população registrada no ano de 2004. Multiplique o valor encontrado por 10.”

Estratégia: vértice em 2010, com p(2010)=11,73p(2010) = 11{,}73 lido no gráfico; o único coeficiente livre sai de p(2000)=9,16p(2000) = 9{,}16. Depois, avaliar em 2004.

Resolução: p(t)=α(t−2010)2+11,73p(t) = \alpha (t - 2010)^2 + 11{,}73. Em t=2000t = 2000: 100α+11,73=9,16100\alpha + 11{,}73 = 9{,}16, logo α=−0,0257\alpha = -0{,}0257. Em t=2004t = 2004: p(2004)=−0,0257⋅36+11,73=−0,9252+11,73=10,8048p(2004) = -0{,}0257 \cdot 36 + 11{,}73 = -0{,}9252 + 11{,}73 = 10{,}8048. Vezes 10: 108,048108{,}048; desprezada a parte fracionária, 108.

Conferência: α\alpha negativo confirma que 2010 é máximo, e não mínimo. E 2004 está mais perto de 2010 do que 2000, então p(2004)p(2004) tem de ficar entre 9,169{,}16 e 11,7311{,}73, mais perto do segundo: 10,810{,}8 passa no teste. Quem expande at2+bt+ca t^2 + bt + c com tt na casa dos milhares resolve o mesmo problema com números enormes; a forma com vértice é a escolha de quem lê o enunciado antes de calcular.

Uma trajetória escrita como x em função de y

Em 2012, um bloco sobre futebol desenhava o campo num plano cartesiano com a linha de gol sobre o eixo yy, o canto oposto em K(100,36)K(100, 36) e, portanto, a linha de meio de campo na reta x=50x = 50. O item 81 afirmava: “Se, em uma partida de futebol, um jogador se deslocar em uma trajetória descrita pela função x=f(y)=y4+y3−y2+y+48x = f(y) = y^4 + y^3 - y^2 + y + 48, em que −3 m≤y≤2 m-3 \text{ m} \leq y \leq 2 \text{ m}, então, nesse deslocamento, o atleta não cruzará a linha de meio do campo.”

Exemplo resolvido 14: cruzar a linha é f(y) = 50 ter solução.

Estratégia: a trajetória tem xx dado em função de yy; cruzar a linha x=50x = 50 é existir yy no intervalo com f(y)=50f(y) = 50, ou, mais simples, ff passar de um lado para o outro de 50. Avaliar ff em alguns valores inteiros do intervalo.

Resolução: f(0)=48f(0) = 48, à esquerda da linha. f(1)=1+1−1+1+48=50f(1) = 1 + 1 - 1 + 1 + 48 = 50, em cima da linha. f(2)=16+8−4+2+48=70f(2) = 16 + 8 - 4 + 2 + 48 = 70, à direita. Do outro lado do intervalo, f(−3)=81−27−9−3+48=90f(-3) = 81 - 27 - 9 - 3 + 48 = 90, bem à direita, e f(−2)=16−8−4−2+48=50f(-2) = 16 - 8 - 4 - 2 + 48 = 50, de novo sobre a linha. A trajetória começa à direita da linha (y=−3y = -3), vai para a esquerda (y=−1y = -1 dá f=46f = 46) e volta para a direita: cruza a linha de meio de campo, duas vezes. Item errado.

Conferência: nenhuma equação de grau 4 foi resolvida; bastou avaliar em inteiros e notar que uma curva contínua que vale 46 num ponto e 70 em outro passa por 50 entre eles. O menor valor de ff no intervalo fica perto de y≈−1,3y \approx -1{,}3, em torno de 45,745{,}7, mas isso é mais do que o item exige.

Os erros que mais derrubam

  • Ler o grau antes de reduzir. Termos que se cancelam não contam; o grau de uma soma pode ser menor que os graus das parcelas, e “necessariamente” costuma ser a palavra falsa do item.
  • Confundir o divisor com o número. O resto por x+2x + 2 é p(−2)p(-2); por x−2x - 2, é p(2)p(2); por 3x−23x - 2, é p ⁣(23)p\!\left(\frac{2}{3}\right). Escreva o divisor como x−rx - r antes de substituir.
  • Pular o grau que falta no Briot-Ruffini. Sem o zero do x1x^1 em 2x3−5x2+72x^3 - 5x^2 + 7, a linha de baixo sai errada. A conferência r=p(r)r = p(r) denuncia.
  • Esquecer o aa do divisor ax+bax + b. O quociente de Briot-Ruffini por x−rx - r precisa ser dividido por aa; o resto, não.
  • Dividir “valores” como se fossem polinômios. 480÷200480 \div 200 num ano não diz nada sobre pp ser divisível por qq; e resto não nulo na divisão de polinômios não impede que num ponto a divisão de valores seja exata.
  • Contar raiz dupla como dois instantes. Multiplicidade é contagem algébrica; no gráfico e no tempo contam-se valores distintos. Leia se o comando pede “distintas” ou “com multiplicidade”.
  • Trocar p(t)p(t) por p(t)+cp(t) + c. Se o preço é F=p+6F = p + 6, “preço igual a 6” é p=0p = 0, e “preço maior que 12” é p>6p > 6.
  • Montar o sistema quando as diferenças resolvem. Para prever o próximo valor de um modelo de grau 2 em anos consecutivos, três subtrações e duas somas bastam; o sistema 3×33 \times 3 com anos de quatro dígitos é o caminho mais lento e mais sujeito a erro.
  • Responder a raiz quando o comando pede o valor. No tipo B, releia o comando: muitas vezes a resposta é pp avaliado na raiz, ou o valor multiplicado por 10, e não a raiz.

O essencial em meia página

  • Polinômio: soma de akxka_k x^k com expoentes inteiros não negativos. 1x\frac{1}{x}, x\sqrt{x}, 2x2^x e ∣x∣|x| não são. Grau = maior expoente que sobrevive à redução; líder ana_n; termo independente a0=p(0)a_0 = p(0). O polinômio nulo não tem grau.
  • Valor numérico: substituir. p(1)p(1) = soma dos coeficientes, então 11 é raiz quando a soma é zero; 00 é raiz quando a0=0a_0 = 0. Verificar raiz é substituir, nunca resolver.
  • Identidade: iguais grau a grau. Grau no máximo nn e n+1n + 1 raízes ⇒\Rightarrow polinômio nulo; n+1n + 1 pontos determinam um polinômio de grau ≤n\leq n. Grau do produto = soma dos graus; grau da soma ≤\leq maior grau.
  • Divisão: p=d⋅q+rp = d \cdot q + r, com r=0r = 0 ou gr⁡(r)<gr⁡(d)\operatorname{gr}(r) < \operatorname{gr}(d); gr⁡(q)=gr⁡(p)−gr⁡(d)\operatorname{gr}(q) = \operatorname{gr}(p) - \operatorname{gr}(d). Método da chave para qualquer divisor; conferir sempre pela identidade.
  • Teorema do resto: resto por x−rx - r é p(r)p(r); por ax+bax + b, é p(−b/a)p(-b/a). Teorema do fator: divisível por x−rx - r ⇔\Leftrightarrow rr é raiz.
  • Briot-Ruffini: coeficientes sem pular grau, rr à esquerda, “vezes rr, mais o próximo”; saída = quociente (um grau a menos) e resto =p(r)= p(r). Divisor ax+bax + b: use r=−b/ar = -b/a e divida o quociente por aa.
  • Fatoração: fator comum, produtos notáveis, agrupamento; cada raiz rr vira um fator (x−r)(x - r). Multiplicidade = quantas vezes o fator aparece; distintas ≠\neq com multiplicidade; no máximo nn raízes reais com multiplicidade.
  • Gráfico: multiplicidade ímpar atravessa o eixo, par tangencia. Pontas pelo termo líder: grau ímpar sempre cruza o eixo (mesmo deslocado); grau par pode sair do eixo com um deslocamento vertical.
  • Modelo: F=p+cF = p + c vale cc onde p=0p = 0. Grau nn ⇔\Leftrightarrow nn-ésimas diferenças constantes em instantes igualmente espaçados; prever = estender a tabela. Interpolar grau 2 = três pontos, ou vértice + um ponto na forma α(t−tv)2+p(tv)\alpha(t - t_v)^2 + p(t_v). Trajetória x=f(y)x = f(y) cruza x=cx = c quando ff passa por cc: avalie em inteiros.

Exercícios temporariamente indisponíveis

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Flashcards temporariamente indisponíveis

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POLINÔMIOS INTRODUÇÃO (DEFINIÇÃO, COEFICIENTES E GRAU) (1/12)
Equaciona Com Paulo Pereira · 11:19
Introdução. Primeira aula de um curso de doze sobre polinômios: o que é a expressão, o que são variável, coeficientes e grau, com exemplos do que é e do que não é polinômio. É a seção “Uma expressão é polinômio quando os expoentes se comportam” em aula, para quem parte do zero.
Divisão de Polinômios - Briot-Ruffini - Professora Angela Matemática
Professora Angela Matemática · 11:05
Aprofundamento. Dois exemplos completos de divisão por x−rx - r com o dispositivo de Briot-Ruffini, com a montagem da linha de coeficientes e a leitura do quociente e do resto: a seção “Briot-Ruffini: a divisão por x − r em uma linha” e os exemplos resolvidos 7 e 8, passo a passo no quadro.
Multiplicidade de uma Raiz
Portal da Matemática OBMEP · 9:13
Aplicação. Aula do Portal da Matemática (IMPA) para o 3.º ano: a decomposição de um polinômio em fatores e a definição de multiplicidade de uma raiz, com a contagem de raízes distintas e com multiplicidade. É a seção “A forma fatorada mostra as raízes e conta quantas vezes cada uma vale” e o exemplo resolvido 9.
Exercícios: Teorema do Resto
Portal da Matemática OBMEP · 13:15
Resolução. Exercícios resolvidos com o teorema do resto: achar o resto sem dividir, determinar um coeficiente para que a divisão seja exata e usar o teorema do fator. O mesmo movimento da seção “Por x − r, o resto é um número: p®” e dos exemplos resolvidos 4 e 5, em ritmo de lista.
Rota PAS 3
Polinômios e equações algébricas: onde as raízes decidem · PAS 3

Fontes desta página

Os materiais abaixo contribuíram para a explicação e os exemplos deste assunto.

  • Rota PAS 3 — Polinômios e equações algébricas: onde as raízes decidem · Antes de começar; Polinômio e raiz; Dividir polinômios é como dividir números inteiros; Fatorar é enxergar as raízes (só a parte de fatoração e multiplicidade); Polinômios como modelo; Leia como na prova (bloco de 2025); Como a banca cobra; Resolvido 1

    Recorte por assunto: o polinômio como objeto (grau, valor numérico, identidade, operações, divisão, fatoração, multiplicidade, modelo). A resolução de equações de grau 3 e 4, as relações entre coeficientes e raízes, o par conjugado e o Teorema Fundamental da Álgebra ficam na página equacoes-polinomiais; números complexos, na página numeros-complexos.

  • Rota PAS 3 — Resoluções do banco de treino (Parte IV, Matemática) · T1, T3, T4, T5, T6, T19, T20, T22

    Gabaritos e caminhos de resolução dos itens reais de 2010, 2022 e 2025 reusados nesta página.

  • Rota PAS 3 — Resoluções dos exercícios do capítulo (Parte IV, Matemática) · Itens 1, 2, 4, 6–9, 12, 15, 22

    Conferência de gabaritos dos moldes de divisão, resto, grau e multiplicidade.

  • Cadernos e gabaritos oficiais do PAS/UnB (Cebraspe) · PAS 3 2010 (itens 40, 42 e 43), 2012 (itens 81 e 112), 2013 (itens 94 a 97), 2022 (item 76), 2023 (item 93), 2025 (itens 27 e 28)

    Itens reproduzidos verbatim; figuras de 2012, 2013 e 2023 descritas a partir da imagem do caderno (utils/material/PAS/provas/); gabaritos conferidos em utils/material/PAS/pesquisa/classificacao-pas3/AAAA.json.