Função polinomial

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Gráfico de uma função polinomial

Em matemática, função polinomial é uma função P {\displaystyle P} que pode ser expressa da forma:[1][2][3][4]

P ( x ) = a n x n + a n 1 x n 1 + + a 1 x 1 + a 0 x 0 = {\displaystyle P\left(x\right)=a_{n}x^{n}+a_{n-1}x^{n-1}+\dots +a_{1}x^{1}+a_{0}x^{0}=} i = 0 n a i x i , {\displaystyle \sum _{i=0}^{n}a_{i}x^{i},}

em que n {\displaystyle n} é um número inteiro não negativo e os números a 0 , a 1 , . . . a n 1 , a n {\displaystyle a_{0},a_{1},...a_{n-1},a_{n}} são constantes, chamadas de coeficientes do polinômio.

Grau de uma função polinomial

Ver artigo principal: Função homogênea

As funções polinomiais podem ser classificadas quanto a seu grau. O grau de uma função polinomial corresponde ao valor do maior expoente da variável do polinômio, ou seja, é o valor de n {\displaystyle n} da função P ( x ) = i = 0 n a i x i . {\displaystyle P\left(x\right)=\sum _{i=0}^{n}a_{i}x^{i}.} [2][4]

Sejam f ( x ) {\displaystyle f(x)} e g ( x ) {\displaystyle g(x)} polinômios de graus quaisquer. Sempre valem as seguintes leis:[Nota 1]

  • O grau de f ( x ) . g ( x ) {\displaystyle f(x).g(x)} é a soma do grau de f ( x ) {\displaystyle f(x)} e o grau de g ( x ) ; {\displaystyle g(x);}
  • Se f ( x ) {\displaystyle f(x)} e g ( x ) {\displaystyle g(x)} têm grau diferente, então o grau de f ( x ) + g ( x ) {\displaystyle f(x)+g(x)} é igual ao maior dos dois; e
  • Se f ( x ) {\displaystyle f(x)} e g ( x ) {\displaystyle g(x)} têm o mesmo grau, então o grau de f ( x ) + g ( x ) {\displaystyle f(x)+g(x)} é menor ou igual ao grau de f ( x ) . {\displaystyle f(x).}

Funções polinomiais de grau um

Gráfico de uma função do 1º grau[5]

Aqui, n = 1. {\displaystyle n=1.} Por isso, os polinômios de grau 1 têm a forma P ( x ) = a 0 x 0 + a 1 x 1 = a 0 + a 1 x . {\displaystyle P\left(x\right)=a_{0}x^{0}+a_{1}x^{1}=a_{0}+a_{1}x.}

As funções deste tipo são chamadas de função afim. Se a 0 = 0 , {\displaystyle a_{0}=0,} chamamos esta função afim de linear.[2][4]

Por exemplo, f ( x ) = 2 x + 1 {\displaystyle f(x)=2x+1} é uma função polinomial de grau um composta de dois monômios.

Funções polinomiais de grau dois

Ver artigo principal: Função quadrática
Gráfico de uma função do 2º grau[6]

Uma função quadrática é definida como uma função que apresenta o expoente 2 como maior expoente das variáveis. O seu gráfico é constituído por uma parábola. É expressa por:[2][4]

f ( x ) = a x 2 + b x + c . {\displaystyle f(x)=ax^{2}+bx+c.}

Por exemplo,

y = 4 x 2 + 2 x + 1 {\displaystyle y=4x^{2}+2x+1\rightarrow } o grau é 2 e é composto de três monômios.

Funções polinomiais de outros graus

  • f ( x ) = 2 {\displaystyle f(x)=2\rightarrow } não há variável, mas pode-se considerar que o grau é zero. Esta é uma função constante.[2][4]
  • f ( x ) = 0 {\displaystyle f(x)=0\rightarrow } neste caso, é conveniente dizer que não há grau, ou que o grau é negativo (menos infinito).
  • f ( x ) = ( 1 / 2 ) x 4 7 x 3 + ( 4 / 5 ) {\displaystyle f(x)=(1/2)x^{4}-7x^{3}+(4/5)\rightarrow } é uma função polinomial de grau 4. Neste caso: a 0 = 4 / 5 , a 1 = 0 , a 2 = 0 , a 3 = 7 , a 4 = 1 / 2. {\displaystyle a_{0}=4/5,a_{1}=0,a_{2}=0,a_{3}=-7,a_{4}=1/2.}

Função constante

Gráfico de uma função constante

Define-se função constante por :[2][4]

Dado um número k , {\displaystyle k,}

f ( x ) = k , x D o m ( f ) {\displaystyle f(x)=k,\forall x\in Dom(f)}

I m ( f ) = { k } {\displaystyle Im(f)=\{k\}}

Ou seja, o valor da imagem será sempre o mesmo, independente do valor do x . {\displaystyle x.}

O gráfico de uma função constante é uma reta paralela ao eixo x . {\displaystyle x.} ;

Polinômios especiais

Ver também

Notas e referências

Notas

  1. Normalmente, estas propriedades requerem que f ( x ) {\displaystyle f(x)} e g ( x ) {\displaystyle g(x)} não sejam o polinômio nulo, ou que seja adotada a convenção de que o grau do polinômio nulo é menos infinito.

Referências

  1. Stewart, James (2006). Cálculo. 1 5 ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning. p. 29. ISBN 8522104794 
  2. a b c d e f K. Shestopaloff, Yuri (2010). Properties and Interrelationships of Polynomial, Exponential, Logarithmic and Power Functions with Applications to Modeling Natural Phenomena (Livro)<|formato= requer |url= (ajuda) (em inglês). 1. [S.l.]: AKVY PRESS. 228 páginas. ISBN 0-981-38002-6 
  3. M Lemm, Jeffrey (2000). «Chapter 1 Polynomials and Polynomial Functions». Algebra of Polynomials (Livro)<|formato= requer |url= (ajuda) (em inglês). 1. [S.l.]: Elsevier. 321 páginas. ISBN 0-080-95414-6 
  4. a b c d e f Funções Polinomiais: uma visão analítica
  5. «Confira este exemplo e faça outros com O Monitor». omonitor.io. Consultado em 25 de março de 2016 
  6. «Faça exemplos com O Monitor». omonitor.io. Consultado em 25 de março de 2016 

Bibliografia

  1. Universidade Estadual Paulista, Revista de matemática e estatística , Volumes 6-8 Centro de Publicações Culturais e Científicas, Universidade Estadual Paulista, 1988, OCLC 14346536
  2. Marcia Lourenço, Ana Paula Ern, Matemática Elementar: Lembrando e Exercitando - 2ª edição Editora Feevale ISBN 8-577-17165-5
  3. N.Z. Shor, Nondifferentiable Optimization and Polynomial Problems , Springer Science & Business Media, 1998 ISBN 0-792-34997-0 (em inglês)
  4. Charles C. Carico, Complex Numbers; Polynomial Functions , Wadsworth Publishing Company, 1974 ISBN 0-534-00329-X (em inglês)
  5. Miguel F. Anjos, Jean B. Lasserre, Handbook on Semidefinite, Conic and Polynomial Optimization , Springer Science & Business Media, 2011 ISBN 1-461-40769-9 (em inglês)
  6. Ian Grant Macdonald, Symmetric Functions and Orthogonal Polynomials , American Mathematical Soc. ISBN 0-821-88271-6 (em inglês)
  7. Paul A. Fuhrmann, A Polynomial Approach to Linear Algebra , Springer Science & Business Media, 2011 ISBN 1-461-40338-3 (em inglês)
  8. Minggen Lu, Analysis of Panel Count Data Using Monotone Polynomial Splines , ProQuest, 2007 ISBN 0-549-23452-7 (em inglês)
  9. G. E. Collins, Computer Algebra of Polynomials and Rational Functions , Mathematical Association of America (Vol. 80, No. 7 (Aug. - Sep., 1973), pp. 725–755) doi:10.2307/2318161
  10. Eugene H. Studier, Richard W. Dapson, Roger E. Bigelow, Analysis of polynomial functions for determining maximum or minimum conditions in biological systems , Pergamon, 1975 OCLC 755240069
  11. David R. Finston, The algebra of polynomial functions on a non-associative algebra , University of California, San Diego, 1983 doi:10.2307/2000356

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