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Lección

División de Polinomios

División de Polinomios

Dividir un polinomio es como repartir una herencia o un gran cargamento de suministros entre varias personas. Si tienes un total de recursos (el dividendo) y quieres saber cuánto le toca a cada uno (el cociente) y cuánto sobra (el resto), la división de polinomios es tu herramienta ideal. En esta lección, aprenderemos desde el reparto más simple hasta el método de Ruffini, un "atajo" matemático sorprendente.


🎯 ¿Qué vas a aprender?

  • A dividir un polinomio entre un monomio simplificando término a término.
  • La división larga para realizar divisiones de polinomios.
  • Cómo usar la Regla de Ruffini para dividir más rápido.
  • A predecir el sobrante de una división usando el Teorema del Resto.

🔄 La Fórmula de Verificación

¿Recuerdas la división de números que aprendiste en primaria? Por ejemplo, si divides 17÷517 \div 5:

DividendoDivisorCocienteResto
17532

Y la prueba era: 5×3+2=175 \times 3 + 2 = 17

¡Con polinomios funciona exactamente igual! La fórmula de verificación es:

P(x)=D(x)C(x)+R(x)\boxed{P(x) = D(x) \cdot C(x) + R(x)}

Donde:

  • P(x)P(x) = Dividendo (el polinomio que dividimos)
  • D(x)D(x) = Divisor (el polinomio entre el que dividimos)
  • C(x)C(x) = Cociente (el resultado)
  • R(x)R(x) = Resto o residuo (lo que sobra)

💡 Tip: Siempre puedes verificar tu división multiplicando D(x)C(x)D(x) \cdot C(x) y sumándole R(x)R(x). Si obtienes P(x)P(x), ¡tu división está correcta!


📦 División entre un Monomio

Esta es la forma más sencilla de dividir. Imagina que tienes un paquete con varios artículos y quieres repartirlos entre un grupo único.

La Regla: Divide cada término del polinomio entre el monomio de abajo por separado.

  1. Divide los coeficientes (números).
  2. Resta los exponentes de las letras iguales.

Ejemplo: El Reparto Simple

Calcula: 6x3+9x23x3x\frac{6x^3 + 9x^2 - 3x}{3x}

Paso a paso:

  1. 6x33x=2x2\frac{6x^3}{3x} = 2x^2
  2. 9x23x=3x\frac{9x^2}{3x} = 3x
  3. 3x3x=1\frac{-3x}{3x} = -1

Resultado: 2x2+3x1\boxed{2x^2 + 3x - 1}


🏚️ División Larga

Cuando el divisor tiene más de un término (como x+2x+2), usamos un proceso similar al que aprendiste en primaria con números grandes.

Los Pasos Clave:

  1. Dividir: El primer término de adentro entre el primero de afuera.
  2. Multiplicar: Ese resultado por todo el divisor.
  3. Restar: Cambia los signos del resultado y súmalo abajo.
  4. Repetir: Baja el siguiente término y vuelve a empezar.

⚙️ Ejemplos Resueltos


🏚️ 1. División Larga

Ejemplo 1: El Caso Básico
Divide (x2+5x+6)(x^2 + 5x + 6) entre (x+2)(x + 2).

  • Razonamiento: Buscamos qué multiplicar por xx para obtener x2x^2.
  • Proceso: x(x+2)=x2+2xx(x+2) = x^2+2x. Restamos y queda 3x+63x+6. Luego 3(x+2)=3x+63(x+2)=3x+6.
  • Resultado: x+3\boxed{x + 3} (Residuo: 0).
    division-tradicional-de-polinomios

Ejemplo 2: Con Residuo Polinómico
Divide (2x33x2+4x5)(2x^3 - 3x^2 + 4x - 5) entre (x2+1)(x^2 + 1).

  • Razonamiento: Dividimos hasta que el grado del resto sea menor al del divisor (grado 2).
  • Resultado: Cociente 2x5\boxed{2x - 5}, Residuo 2x\boxed{2x}.

Ejemplo 3: Divisor con Coeficiente
Divide (6x3+x210x+4)(6x^3 + x^2 - 10x + 4) entre (2x1)(2x - 1).

  • Proceso: 6x3÷2x=3x26x^3 \div 2x = 3x^2. Multiplicamos y restamos. Seguimos con 4x2÷2x=2x4x^2 \div 2x = 2x y finalmente 8x÷2x=4-8x \div 2x = -4.
  • Resultado: 3x2+2x4\boxed{3x^2 + 2x - 4}

Ejemplo 4: Dividendo con "Huecos"
Divide (x41)(x^4 - 1) entre (x21)(x^2 - 1).

  • Razonamiento: Rellenamos: (x4+0x3+0x2+0x1)(x^4 + 0x^3 + 0x^2 + 0x - 1).
  • Proceso: x4÷x2=x2x^4 \div x^2 = x^2. Multiplicamos (x4x2)(x^4 - x^2), restamos y queda x21x^2 - 1. Luego x2÷x2=1x^2 \div x^2 = 1.
  • Resultado: x2+1\boxed{x^2 + 1}

Ejemplo 5: División de Grado 3 entre Grado 1
Divide (x3+2x25x6)(x^3 + 2x^2 - 5x - 6) entre (x+1)(x + 1).

  • Resultado: x2+x6\boxed{x^2 + x - 6}

2. Regla de Ruffini

Ejemplo 1: El Algoritmo Paso a Paso
Divide (x25x+6)(x^2 - 5x + 6) por (x3)(x - 3).

¿Cómo se hace? Sigue este proceso:

  1. Alistar los Coeficientes: Escribimos los números del dividendo en fila: 11, 5-5 y 66.
  2. El "Número Mágico": Del divisor (x3)(x-3), sacamos el 33 (siempre cambiamos el signo) y lo ponemos a la izquierda de la galera.
  3. Primer Paso: Bajamos el primer coeficiente (11) directo al resultado.
  4. Multiplicar y Sumar:
    • Multiplicamos ese 11 por el 33 de la izquierda (13=31 \cdot 3 = 3). Colocamos el resultando bajo el 5-5.
    • Sumamos la columna: 5+3=2-5 + 3 = -2.
    • Multiplicamos el nuevo resultado por el 33 (23=6 -2 \cdot 3 = -6). Colocamos el resultado bajo el 66.
    • Sumamos la última columna: 66=06 - 6 = 0.

Visualización del Cálculo:

315636120\begin{array}{c|rrr} 3 & 1 & -5 & 6 \\ & & 3 & -6 \\ \hline & 1 & -2 & \boxed{0} \end{array}
  • Interpretación: El último número (0\boxed{0}) es el residuo. Los otros números (1,21, -2) son los coeficientes del cociente. Como el original era grado 2, el resultado es grado 1: x2\boxed{x - 2}.
    ejemplo-ruffini

Ejemplo 2: Completando el Polinomio
Divide (x38)(x^3 - 8) entre (x2)(x - 2).

  • Cálculo:
210082481240\begin{array}{c|rrrr} 2 & 1 & 0 & 0 & -8 \\ & & 2 & 4 & 8 \\ \hline & 1 & 2 & 4 & \boxed{0} \end{array}
  • Resultado: x2+2x+4\boxed{x^2 + 2x + 4}

Ejemplo 3: Resultado con Residuo
Divide (3x35x2+7)(3x^3 - 5x^2 + 7) entre (x2)(x - 2).

  • Cálculo:
2350762431211\begin{array}{c|rrrr} 2 & 3 & -5 & 0 & 7 \\ & & 6 & 2 & 4 \\ \hline & 3 & 1 & 2 & \boxed{11} \end{array}
  • Resultado: Cociente 3x2+x+2\boxed{3x^2 + x + 2}, Residuo 11\boxed{11}.

Ejemplo 4: Divisor con suma (x+a)(x+a)
Divide (x43x24)(x^4 - 3x^2 - 4) entre (x+2)(x + 2).

  • Cálculo: Coeficientes (1,0,3,0,4)(1, 0, -3, 0, -4) y usamos a=2a = -2.
210304242412120\begin{array}{c|rrrrr} -2 & 1 & 0 & -3 & 0 & -4 \\ & & -2 & 4 & -2 & 4 \\ \hline & 1 & -2 & 1 & -2 & \boxed{0} \end{array}
  • Resultado: x32x2+x2\boxed{x^3 - 2x^2 + x - 2}

Ejemplo 5: Coeficientes mayores
Divide (2x3+5x2x6)(2x^3 + 5x^2 - x - 6) entre (x+3)(x + 3).

  • Cálculo: Use a=3a = -3.
3251663621212\begin{array}{c|rrrr} -3 & 2 & 5 & -1 & -6 \\ & & -6 & 3 & -6 \\ \hline & 2 & -1 & 2 & \boxed{-12} \end{array}
  • Resultado: Cociente 2x2x+2\boxed{2x^2 - x + 2}, Residuo 12\boxed{-12}.

🎯 3. Teorema del Resto

Ejemplo 1: Evaluación Directa
Halla el resto de (x32x+5)÷(x2)(x^3 - 2x + 5) \div (x - 2).

  • Cálculo: Evalúa P(2)=232(2)+5=84+5=9P(2) = 2^3 - 2(2) + 5 = 8 - 4 + 5 = 9.
  • Resultado: Resto=9\boxed{\text{Resto} = 9}

Ejemplo 2: Encontrar una incógnita
Halla kk para que (x2+kx+8)÷(x2)(x^2 + kx + 8) \div (x - 2) sea exacta.

  • Cálculo: P(2)=22+k(2)+8=012+2k=0P(2) = 2^2 + k(2) + 8 = 0 \to 12 + 2k = 0.
  • Resultado: k=6\boxed{k = -6}

Ejemplo 3: Potencias Grandes
Calcula el resto de (x501)÷(x+1)(x^{50} - 1) \div (x + 1).

  • Cálculo: Evaluamos en x=1x = -1. P(1)=(1)501=11=0P(-1) = (-1)^{50} - 1 = 1 - 1 = 0.
  • Resultado: Resto=0\boxed{\text{Resto} = 0} (Es una división exacta).

📝 Ponte a Prueba

Ejercicio 1

Divide: 10x420x25x\frac{10x^4 - 20x^2}{5x}.

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Datos: Polinomio entre monomio.
Razonamiento: Dividimos cada parte: 10/5=210/5 = 2, x41=3x^{4-1}=3. Luego 20/5=4-20/5=-4, x21=1x^{2-1}=1.
Resultado: 2x34x\boxed{2x^3 - 4x}

Ejercicio 2

¿Cuál es el cociente de (x2+7x+10)÷(x+2)(x^2 + 7x + 10) \div (x + 2)?

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Razonamiento: Usando Ruffini con a=2a = -2: Coeficientes (1,7,10)(1, 7, 10). Bajamos 11(2)=272=55(2)=101010=01 \to 1(-2)=-2 \to 7-2=5 \to 5(-2)=-10 \to 10-10=0.
Resultado: x+5\boxed{x + 5}

Ejercicio 3

Si dividimos P(x)P(x) entre (xa)(x - a), ¿cómo se llama el valor P(a)P(a)?

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Razonamiento: Según el Teorema del Resto, el valor numérico del polinomio evaluado en aa es igual al residuo de la división.
Resultado: Resto o Residuo\boxed{\text{Resto o Residuo}}

Ejercicio 4

Calcula el resto de (x101)÷(x1)(x^{10} - 1) \div (x - 1) usando el Teorema del Resto.

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Razonamiento: Sustituimos x=1x=1 en el polinomio: (1)101=11=0(1)^{10} - 1 = 1 - 1 = 0.
Resultado: 0\boxed{0}

Ejercicio 5

Divide usando Ruffini: (x2x6)÷(x+2)(x^2 - x - 6) \div (x + 2).

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Razonamiento: Usamos a=2a = -2. Coeficientes (1,1,6)(1, -1, -6). Bajamos 11(2)=212=33(2)=66+6=01 \to 1(-2)=-2 \to -1-2=-3 \to -3(-2)=6 \to -6+6=0.
Resultado: x3\boxed{x - 3}

Ejercicio 6

Simplifica: 4a3b22a2b22a2b\frac{4a^3b^2 - 2a^2b^2}{2a^2b}.

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Razonamiento: Dividimos términos: (4/2)a(32)b(21)=2ab(4/2)a(3-2)b(2-1) = 2ab. Luego (2/2)a(22)b(21)=b-(2/2)a(2-2)b(2-1) = -b.
Resultado: 2abb\boxed{2ab - b}

Ejercicio 7

En una división larga, ¿cuándo dejamos de dividir?

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Razonamiento: El proceso se detiene cuando el grado del resto es estrictamente menor que el grado del divisor.
Resultado: Grado del Resto < Grado del Divisor\boxed{\text{Grado del Resto } < \text{ Grado del Divisor}}

Ejercicio 8

Completa el dividendo para Ruffini si es x3+5x^3 + 5.

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Razonamiento: Debemos poner ceros en los términos de x2x^2 y xx.
Resultado: x3+0x2+0x+5\boxed{x^3 + 0x^2 + 0x + 5}

Ejercicio 9

Calcula el cociente de (2x28)÷(x2)(2x^2 - 8) \div (x - 2).

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Razonamiento: Ruffini con a=2a=2: Coeficientes (2,0,8)(2, 0, -8). Bajamos 22(2)=40+4=44(2)=88+8=02 \to 2(2)=4 \to 0+4=4 \to 4(2)=8 \to -8+8=0.
Resultado: 2x+4\boxed{2x + 4}

Ejercicio 10

Si el resto de una división es 00, ¿qué podemos decir del divisor?

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Razonamiento: Una división con resto cero significa que la operación es exacta.
Resultado: Es un factor o divisor exacto\boxed{\text{Es un factor o divisor exacto}}

Ejercicio 11

Halla el resto de (x2+4x+7)÷(x+1)(x^2 + 4x + 7) \div (x + 1) usando Ruffini.

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Razonamiento: Coeficientes (1,4,7)(1, 4, 7) con a=1a = -1.
Cálculo: 11(1)=141=33(1)=373=41 \to 1(-1)=-1 \to 4-1=3 \to 3(-1)=-3 \to 7-3=4.
Resultado: Resto=4\boxed{\text{Resto} = 4}

Ejercicio 12

Divide (x34x2+5x8)(x^3 - 4x^2 + 5x - 8) entre (x2)(x - 2) e indica el residuo.

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Razonamiento: Usamos Ruffini con a=2a = 2. Coeficientes: (1,4,5,8)(1, -4, 5, -8).
Cálculo: 11(2)=24+2=22(2)=454=11(2)=28+2=61 \to 1(2)=2 \to -4+2=-2 \to -2(2)=-4 \to 5-4=1 \to 1(2)=2 \to -8+2=-6.
Resultado: Resto=6\boxed{\text{Resto} = -6}

Ejercicio 13

Calcula el cociente de (x4+3x24)÷(x2+1)(x^4 + 3x^2 - 4) \div (x^2 + 1) por división larga.

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Razonamiento:

  1. x4÷x2=x2x^4 \div x^2 = x^2.
  2. Multiplicamos y restamos 2x24\to 2x^2 - 4.
  3. 2x2÷x2=22x^2 \div x^2 = 2.
  4. Multiplicamos y restamos 6\to -6.
    Resultado: Cociente =x2+2\boxed{\text{Cociente } = x^2 + 2}

Ejercicio 14

Sin dividir, ¿cuál es el resto de (x4+x3+x2+x+1)÷(x+1)(x^4 + x^3 + x^2 + x + 1) \div (x + 1)?

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Razonamiento: Teorema del Resto con x=1x = -1.
Cálculo: (1)4+(1)3+(1)2+(1)+1=11+11+1=1(-1)^4 + (-1)^3 + (-1)^2 + (-1) + 1 = 1 - 1 + 1 - 1 + 1 = 1.
Resultado: 1\boxed{1}

Ejercicio 15

Calcula el cociente de (2x2+5x3)÷(2x1)(2x^2 + 5x - 3) \div (2x - 1).

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Razonamiento: Por división larga:

  1. 2x2÷2x=x2x^2 \div 2x = x.
  2. Multiplicamos (2x1)x=2x2x(2x-1)x = 2x^2 - x. Restamos 6x3\to 6x - 3.
  3. 6x÷2x=36x \div 2x = 3.
  4. Multiplicamos (2x1)3=6x3(2x-1)3 = 6x - 3. Restamos 0\to 0.
    Resultado: x+3\boxed{x + 3}

Ejercicio 16

Halla mm para que (x3mx+6)÷(x2)(x^3 - mx + 6) \div (x - 2) tenga resto 00.

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Razonamiento: P(2)=0P(2) = 0.
Cálculo: (2)3m(2)+6=082m+6=014=2mm=7(2)^3 - m(2) + 6 = 0 \to 8 - 2m + 6 = 0 \to 14 = 2m \to m = 7.
Resultado: m=7\boxed{m = 7}

Ejercicio 17

Calcula el residuo de (3x3+5x21)÷(x2+x)(3x^3 + 5x^2 - 1) \div (x^2 + x).

Ver solución

Razonamiento: División larga.

  1. 3x3÷x2=3x3x^3 \div x^2 = 3x. Multiplicamos y restamos 2x21\to 2x^2 - 1.
  2. 2x2÷x2=22x^2 \div x^2 = 2. Multiplicamos y restamos 2x1\to -2x - 1.
    Resultado: 2x1\boxed{-2x - 1}

Ejercicio 18

¿Cuál es el cociente de (x31)÷(x1)(x^3 - 1) \div (x - 1)?

Ver solución

Razonamiento: Ruffini con a=1a=1 y coeficientes (1,0,0,1)(1, 0, 0, -1).
Cálculo: 11(1)=10+1=11(1)=10+1=11(1)=11+1=01 \to 1(1)=1 \to 0+1=1 \to 1(1)=1 \to 0+1=1 \to 1(1)=1 \to -1+1=0.
Resultado: x2+x+1\boxed{x^2 + x + 1}

Ejercicio 19

Calcula el resto de (x2+1)÷(x+1)(x^2 + 1) \div (x + 1).

Ver solución

Razonamiento: Teorema del Resto con x=1x = -1.
Cálculo: (1)2+1=1+1=2(-1)^2 + 1 = 1 + 1 = 2.
Resultado: 2\boxed{2}

Ejercicio 20

En la división P(x)÷D(x)P(x) \div D(x), si el residuo no es cero, ¿cuál es su grado máximo?

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Razonamiento: Por definición, el grado del resto siempre es menor que el grado del divisor.
Resultado: Grado del Divisor1\boxed{\text{Grado del Divisor} - 1}


🔑 Resumen

¿Qué método uso?

Si el divisor es...Usa este método¿Por qué?
Un monomio (3x3x, 5x25x^2)División por monomio⚡ Divide término a término
De la forma (x±a)(x \pm a)Ruffini🔢 Solo trabajas con números
Cualquier otro polinomioDivisión larga📐 Funciona siempre
Solo necesitas el restoTeorema del resto🎯 Evalúa P(a)P(a) sin dividir

Fórmula de verificación

P(x)=D(x)C(x)+R(x)\boxed{P(x) = D(x) \cdot C(x) + R(x)}

Tips importantes

  • El cociente C(x)C(x) siempre tiene un grado menor que el dividendo P(x)P(x).
  • Si el resto = 0, el divisor es un factor del dividendo.
  • En Ruffini: si el divisor es (x3)(x - 3), usa +3+3; si es (x+2)(x + 2), usa 2-2.
  • Ordena siempre el polinomio de mayor a menor grado antes de dividir.

💡 Conclusión: La división de polinomios nos permite simplificar estructuras matemáticas complejas. Ya sea usando el método largo o el atajo de Ruffini, lo importante es mantener el orden de los grados para que cada pieza encaje en su lugar.