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Regla de Ruffini

método de resolución de división entre polinomios From Wikipedia, the free encyclopedia

En matemáticas, la regla de Ruffini (también se la conoce como método de Horner o algoritmo de Ruffini-Horne) es una forma compacta de escribir la división larga con divisor de primer grado. Específicamente, este algoritmo facilita el cálculo rápido de la división de cualquier polinomio entre un binomio de la forma . Descrita por el matemático Paolo Ruffini en 1816, representa un caso especial de «división sintética» (una división de polinomios donde el divisor es un factor lineal).[1]

Ejemplo del algoritmo de división larga

El Algoritmo de Horner para la evaluación de polinomios utiliza la regla de Ruffini. Entre sus ventajas prácticas frente a los métodos convencionales, destaca que permite realizar las operaciones numéricas sin necesidad de transcribir las variables algebraicas, simplifica los cálculos y disminuye el riesgo de cometer errores de signo al transformar las restas típicas de la división larga en sumas sencillas desde el inicio del proceso.

La regla de Ruffini resulta de gran utilidad para localizar raíces de un polinomio y, en expresiones con coeficientes racionales, permite factorizarlo en binomios de la forma , donde r es un número entero. De esta manera, el método simplifica la resolución de ecuaciones algebraicas de grado superior a dos, especialmente en aquellos casos donde la expresión no puede reducirse de forma directa a ecuaciones cuadráticas, monomios o trinomios estándar.

Historia del método de Ruffini

Paolo Ruffini (1765-1822)

El método de Ruffini-Horner para la búsqueda de un valor aproximado de la raíz de un polinomio fue publicado, con algunos años de diferencia por Paolo Ruffini (1804-1807-1813) y por William George Horner (1819-1845, póstumamente); al parecer ,Horner no tenía conocimiento de los trabajos de Ruffini.

El método de Ruffini-Horner es difícilmente explotable si el polinomio posee dos raíces muy cercanas. Ruffini no evoca esta problemática, pero Horner propone un procedimiento especial para estos casos.[2] El método de Horner fue utilizado por los matemáticos De Morgan y J.R. Young.

En tanto que técnica de cambio de variable, históricamente se encuentran algoritmos parecidos; por ejemplo en China, para la extracción de la raíz n-ésima;[3] en la obra de Al Samaw'al (siglo XII).[4] El matemático persa Sharaf al-Din al-Tusi (siglo XII) fue uno de los primeros en aplicarlo al caso general de una ecuación de tercer grado.[5]

Algoritmo resuelto con el método de Ruffini

La regla de Ruffini establece un método para la división del polinomio:

entre el binomio:

para obtener el cociente:

y el resto:

  • 1. Se trazan dos líneas a manera de ejes y se escriben los coeficientes de P(x), ordenados y sin omitir términos nulos. Se escribe la raíz r del lado izquierdo (invirtiendo el signo de este) y el primer coeficiente en el renglón inferior (an):

  • 2. Se multiplica (an) por r y se escribe debajo de an-1:

  • 3. Se suman los dos valores obtenidos en la misma columna:

  • 4. El proceso se repite:

Los valores b son los coeficientes del polinomio resultante de grado uno menos que el grado de . El residuo es

Ejemplo 1

División de

entre

utilizando la regla de Ruffini.

1. Se escribe y el primer coeficiente (2) en el primer renglón:

2. Multiplicando por la raíz r=(-1):

3. Sumando la columna:

4. El procedimiento se repite hasta obtener el residuo:


Si el polinomio original = divisor×cociente+resto, entonces

, donde
y

Ejemplo 2

Cuando el resto es igual a 0; permite factorizar, como en el siguiente ejemplo:

Tomamos

Usamos el método, y nos queda así:

Entonces F(x) se factoriza como:

Ejemplo 3

Cuando el resto es igual a 0, la raíz correspondiente r no es un número entero, como en el siguiente ejemplo:

Tomamos

Usamos el método, y nos queda así:

Interpretación matemática:

  • El último valor es el residuo, el cual es 0. Esto nos confirma que 3/2 es una raíz del polinomio.
  • Los valores restantes en la fila inferior (2, 0, -2) representan los coeficientes del cociente Q(x), que al tener un grado menor que el original equivale a .
  • Por lo tanto, la factorización parcial del polinomio se expresa de la siguiente manera:

Ejemplo 4

División por polinomio con coeficientes complejos:

Tomamos

Usamos el método, y nos queda así:

Encontrar raíces

Si es un polinomio con coeficientes enteros y con a0 y an distintos de cero, entonces por el teorema de la raíz racional, todas las raíces racionales reales serán de la forma p/q, donde p es un entero divisor de a0 y q es un entero divisor de an. Así por ejemplo, si el polinomio es

entonces las posibles raíces racionales son todos los enteros divisores de a0 (−2):

Esto es de utilidad para poder factorizar un polinomio (en caso de ser factorizable) de coeficientes enteros, usando los divisores del término independiente.

Véase también

Referencias

Bibliografía

Enlaces externos

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