Ii MATU • Algebra

MATU_FACT_059

Examen de admisión

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Enunciado

Indique la cantidad de factores primos que tiene el polinomio $P$.
$$P_{(x)} = (x + 2)^2(x + 1)(x + 3) - 5x(x + 4) - 27$$

A) 5      B) 4      C) 3      D) 2      E) 1

Solución Paso a Paso

1. Datos del problema:

  • Polinomio: $P_{(x)} = (x + 2)^2(x + 1)(x + 3) - 5x(x + 4) - 27$

  • Objetivo: Contar el número de factores primos sobre $\mathbb{Z}$.



2. Desarrollo paso a paso:


  • Primero, agrupamos los términos de forma estratégica para facilitar un cambio de variable. Multiplicamos los factores $(x + 1)$ y $(x + 3)$:


$$(x + 1)(x + 3) = x^2 + 4x + 3$$

  • Expandimos el término cuadrático $(x + 2)^2$:


$$(x + 2)^2 = x^2 + 4x + 4$$

  • Multiplicamos el término $-5x(x + 4)$:


$$-5x(x + 4) = -5(x^2 + 4x)$$

  • Reemplazamos en el polinomio original:


$$P_{(x)} = (x^2 + 4x + 4)(x^2 + 4x + 3) - 5(x^2 + 4x) - 27$$

  • Realizamos un cambio de variable: Sea $u = x^2 + 4x$.


$$P_{(u)} = (u + 4)(u + 3) - 5u - 27$$
$$P_{(u)} = u^2 + 7u + 12 - 5u - 27$$
$$P_{(u)} = u^2 + 2u - 15$$

  • Factorizamos la expresión cuadrática en $u$ mediante aspa simple:


$$P_{(u)} = (u + 5)(u - 3)$$

  • Volvemos a la variable original $x$:


$$P_{(x)} = (x^2 + 4x + 5)(x^2 + 4x - 3)$$

  • Analizamos si los factores cuadráticos son reducibles sobre $\mathbb{Z}$:


    • Para $x^2 + 4x + 5$: El discriminante es $\Delta = 4^2 - 4(1)(5) = 16 - 20 = -4$. Es primo.

    • Para $x^2 + 4x - 3$: El discriminante es $\Delta = 4^2 - 4(1)(-3) = 16 + 12 = 28$. Al no ser un cuadrado perfecto, es primo sobre $\mathbb{Z}$.




3. Resultado final:
El polinomio tiene 2 factores primos.

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