Divisione tra due polinomi

La divisione tra due polinomi è una delle operazioni algebriche fondamentali, spesso utilizzata per semplificare espressioni complesse, risolvere equazioni e comprendere meglio la struttura delle funzioni polinomiali. In questa guida, esploreremo il processo di divisione tra polinomi, illustrandolo passo per passo con esempi pratici

Definizione

La divisione tra polinomi è un processo simile alla divisione lunga con i numeri, ed è spesso chiamata divisione polinomiale. Essa consente di determinare il quoziente e il resto quando un polinomio (dividendo) viene diviso per un altro polinomio (divisore).

Esempio

Consideriamo un esempio per spiegare il processo di divisione passo per passo.

Esempio: Dividiamo 6x3 + 11x2 – 7x + 5 per 2x – 1, quindi 6x3 + 11x2 – 7x + 5 / 2x – 1:

  1. scrittura dell’operazione: la divisione polinomiale viene eseguita ponendo il dividendo (il polinomio da dividere) sotto una barra di divisione e il divisore a sinistra;
  2. divisione del primo termine: dividiamo il primo termine del dividendo (6x3) per il primo termine del divisore (2x): 6x3 / 2x = 3x2;
  3. moltiplicazione e sottrazione: moltiplichiamo il quoziente parziale (3x2) per tutto il divisore (2x – 1) e sottraiamo il risultato dal dividendo: (3x2)(2x – 1) = 6x3 – 3x2.
    Sottraiamo questo risultato dal dividendo originale: (6x3 + 11x2 – 7x + 5) – (6x3 – 3x2) = 14x2 – 7x + 5;
  4. ripetizione del processo: ripetiamo il processo con il nuovo dividendo 14x2 – 7x + 5:
    • dividiamo il primo termine del dividendo (14x2) per il primo termine del divisore (2x): 14x2 / 2x = 7x;
    • moltiplica il risultato della divisione per il divisore: 7x * (2x – 1) = 14x2 – 7x;
    • sottraiamo questo dal dividendo attuale: (14x2 – 7x + 5) – (14x2 – 7x) = 5;
  5. conclusione: poiché 5 è un termine costante e non può essere ulteriormente diviso da 2x – 1, il processo termina qui. Il risultato della divisione è: 3x2 + 7x + 5 / 2x – 1, dove 3x2 + 7x è il quoziente e 5 è il resto.

Caso particolare: divisione con resto zero

Se la divisione termina con un resto uguale a zero, significa che il dividendo è divisibile esattamente per il divisore e il quoziente sarà un polinomio senza termine frazionario. Questo avviene spesso quando il divisore è un fattore del dividendo.

Esempio: consideriamo la divisione di 4x2 – 8x per 2x, quindi 4x2 – 8x / 2x. In questo caso il resto è zero è il risultato equivale a 2x – 4.

Conclusione

La divisione tra due polinomi è un processo sistematico che, con la pratica, diventa più intuitivo e veloce. È una tecnica potente nell’algebra, utile per semplificare espressioni e risolvere equazioni. Comprendere bene come funziona la divisione polinomiale è essenziale per affrontare con successo problemi più complessi nella matematica avanzata.

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La divisione: concetti fondamentali e applicazione

La divisione è una delle operazioni matematiche fondamentali che incontriamo nella nostra vita quotidiana. Si tratta di una procedura che ci consente di distribuire equamente quantità in parti uguali o calcolare il rapporto tra due numeri. La sua importanza si estende ben oltre la semplice matematica, poiché ha applicazioni pratiche in svariati settori, dalla condivisione di risorse tra amici al calcolo di complessi modelli finanziari.

La divisione è una delle operazioni più antiche e basilari conosciute dall’umanità, risalente a tempi antichi quando i nostri antenati dovevano distribuire risorse limitate tra le tribù o calcolare la quantità di cibo necessaria per nutrire una comunità. Oggi la sua utilità è cresciuta esponenzialmente con l’avvento della tecnologia e la sua applicazione in campi come l’informatica, la scienza, l’ingegneria e l’economia.

In questo articolo, esploreremo in dettaglio i concetti di base della divisione, dal significato dei suoi componenti fondamentali come il dividendo e il divisore, ai vari scenari in cui la divisione è utilizzata per risolvere problemi e prendere decisioni informate. Approfondiremo anche come questa operazione matematica può essere applicata nella vita quotidiana e come influenza la nostra comprensione del mondo che ci circonda.

Cos’è la divisione?

La divisione è un’operazione matematica che consiste nel suddividere un numero in parti uguali o nel calcolare quante volte un numero è contenuto in un altro. In una divisione, ci sono tre componenti principali:

divisore: il numero per cui si vuole dividere un altro numero;

dividendo: Il numero che viene diviso;

quoziente: Il risultato della divisione.

I segni “/“, “:” e “÷” sono comunemente usati per rappresentare l’operazione di divisione. Ad esempio, se possediamo 10 cioccolatini e dobbiamo distribuirli a 2 bambini, scriveremmo “10 / 2”, e il risultato corrisponderà a 5. In questo caso, 10 è il dividendo, 2 è il divisore e 5 è il quoziente.

Divisione e matematica di base

La divisione è una parte essenziale della matematica di base ed è spesso insegnata ai bambini fin dai primi anni di scuola. È importante padroneggiare questa operazione poiché fornisce le basi per molte altre aree della matematica, come le frazioni, i decimali e le percentuali.

Nel calcolo del quoziente, può verificarsi uno dei seguenti scenari:

divisione esatta: quando il dividendo è divisibile per il divisore senza alcun resto. Ad esempio, 12 diviso per 3 è una divisione esatta poiché il quoziente è 4 e non c’è resto.

divisione con resto: quando il dividendo non è divisibile per il divisore senza resti. Ad esempio, 10 diviso per 3 è una divisione con resto, con un quoziente di 3 e un resto di 1.

L’elemento neutro della divisione e il numero zero

Il numero 1 corrisponde all’elemento neutro della divisione, poiché è risaputo che il quoziente di un numero diviso per uno equivarrà al dividendo.

Un’altra caratteristica della divisione riguarda lo zero. In matematica, infatti, non esiste il risultato di una divisione per zero e il risultato di qualsiasi numero diviso per zero, sarà sempre zero.

Le proprietà della divisione

La divisione è un’operazione matematica che possiede alcune proprietà importanti che tendono a delineare le sue caratteristiche. Tra queste ricordiamo:

proprietà invariantiva: se dividendo e divisore vengono divisi o moltiplicati per uno stesso numero, il risultato della divisione non cambierà. Poniamo un esempio: 80 : 10 = 8(80:10) : (10:10) = 8 : 1 = 8allo stesso modo se, al posto di dividere, si adotta la moltiplicazione: (80 * 10) : (10 * 10) = 800 : 100 = 8;

proprietà distributiva: consiste nello scomporre il dividendo in due numeri la cui somma o la cui differenza dia proprio il numero di partenza, e cioè il dividendo. Una volta dopo aver eseguito ciò, si procede con la divisione dei numeri ottenuti per il divisore e poi si sommano o si sottraggono i quozienti ottenuti. In tal modo si otterrà il risultato della divisione originaria. Questa regola, per quanto possa sembrare difficile, può esser molto più delucidante riportando un semplice esempio: 175 : 25 = 7(150+ 25) : 25 =(150 : 25) + (25 : 25) =6 + 1 = 7Oppure: 175 : 25 = 7 (200 – 25) : 25 =(200 : 25) – (25 : 25) =8 – 1 = 7

Applicazioni pratiche della divisione

La divisione ha numerose applicazioni nella vita quotidiana e in una vasta gamma di settori. Alcuni esempi includono:

condivisione: la divisione è utilizzata per suddividere equamente oggetti o risorse tra le persone. Ad esempio, dividere una pizza in fette uguali o distribuire un budget tra i membri di una famiglia;

calcoli finanziari: la divisione è fondamentale nel calcolo di tassi di interesse, calcoli di investimenti e nella divisione delle spese in un bilancio finanziario;

scienze e ingegneria: in ambito scientifico, la divisione è utilizzata per calcolare concentrazioni, velocità e altre grandezze fisiche. In ingegneria, è fondamentale per la progettazione e la risoluzione di problemi tecnici complessi;

Statistica: la divisione è coinvolta nel calcolo di medie, varianze e altri parametri statistici;

programmazione: nella programmazione informatica, la divisione è un’operazione comune per risolvere problemi e calcolare risultati numerici.

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M.C.D e m.c.m tra polinomi: definizioni e calcoli

Il concetto di Massimo Comune Divisore (M.C.D.) e minimo comune multiplo (m.c.m.) non si applica solo ai numeri interi, ma anche ai polinomi. Questi strumenti sono fondamentali in algebra per semplificare espressioni, risolvere equazioni e manipolare polinomi in modo efficiente.

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Cos’è il Massimo Comune Divisore tra polinomi?

Il Massimo Comune Divisore (M.C.D.) di due o più polinomi è il polinomio di grado massimo che divide esattamente tutti i polinomi considerati. In altre parole, è il più grande polinomio che è un divisore comune di tutti i polinomi dati.

Cos’è il Minimo Comune Multiplo tra polinomi?

Il minimo comune multiplo (m.c.m.) di due o più polinomi è il polinomio di grado minimo che è un multiplo comune di tutti i polinomi considerati. In altre parole, è il più piccolo polinomio che può essere diviso esattamente da ciascuno dei polinomi dati.

Esempio pratico

Per determinare il Massimo Comune Divisore e il minimo comune multiplo fra polinomi bisogna procedere in un ragionamento simili a quello che si effettua per i numeri.

Immaginando di dover analizzare i seguenti polinomi:

P = x5 – x2;

Q = x3 + x2 + x;

R = (x2 + x)2 -1

segui attentamente i prossimi passaggi:

Scomposizione dei polinomi

Polinomio P = x5 – x2

fattorizziamo il polinomio estraendo il massimo comune divisore: P = x2 (x3 – 1);

scomponiamo x3 – 1 utilizzando la formula di cubi a3 – b3 = (a – b) (a2 + ab + b2): x3 – 1 = (x – 1) (x2 + x + 1);

la scomposizione completa è quindi: P = x2 (x – 1) (x2 + x + 1).

Polinomio Q = x3 + x2 + x

estraiamo il massimo comune divisore: Q = x (x2 + x + 1);

Polinomio R = (x2 + x)2 -1

riconosciamo la forma di una differenza di quadrati a2 – b2 = (a – b) (a + b): R = [(x2 + x) -1][(x2 + x) + 1];

espandiamo ogni fattore: R = (x2 + x – 1)(x2 + x + 1).

Identificazione dei fattori comuniOra che abbiamo scomposto i polinomi, identifichiamo i fattori comuni.

P = x2(x – 1)(x2 + x + 1);

Q = x(x2+ x + 1);

R = (x2 + x – 1)(x2 + x + 1).

Calcolo del Massimo Comune DivisoreIl M.C.D. è dato dai fattori comuni, presi con il minimo esponente:

Fattore comune e quindi il risultato vero e proprio: x2 + x + 1.

Calcolo del minimo comune multiploPer calcolare il m.c.m., prendiamo tutti i fattori distinti presenti nei polinomi, ciascuno con il massimo esponente:

x2 (presente in P);

x – 1 (presente in P);

x2 + x – 1 (presente in R);

x2 + x + 1 (presente in tutti i polinomi).

Il minimo comune multiplo è quindi: x2 * (x – 1) * (x2 + x + 1) * (x2 + x – 1).

Risultati finali

M.C.D. dei polinomi P, Q ed R equivale a x2 + x + 1;

m.c.m. dei polinomi P, Q ed R equivale a x2 * (x – 1) * (x2 + x + 1) * (x2 + x – 1).

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