¿Cuál es el polinomio de grado más bajo que satisface estas condiciones? [i] [matemática] i [/ matemática] es una raíz [ii] la intersección en y está en [matemática] y = -4 [/ matemática] [iii] divisible por [matemática] 4x ^ 2 + 3x-1 [/ matemáticas]

Divisible por [matemáticas] 4x ^ 2 + 3x-1 [/ matemáticas]

[matemáticas] 4x ^ 2 + 3x-1 [/ matemáticas]

[matemáticas] = 4x ^ 2 + 4x-x-1 [/ matemáticas]

[matemáticas] = 4x (x + 1) -1 (x + 1) [/ matemáticas]

[matemáticas] = (x + 1) (4x-1) [/ matemáticas]

Entonces tenemos factores [matemáticos] 2 [/ matemáticos] hasta ahora

Ahora, [matemática] x = i [/ matemática] es una raíz [matemática] \ implica x = -i [/ matemática] es una raíz [las raíces complejas ocurren en pares conjugados]

Hagamos el polinomio ahora

[matemática] p (x) = (x + i) (xi) (x + 1) (4x-1) [/ matemática]

La última condición dice, cuando [matemáticas] x = 0, y = -4 [/ matemáticas]

[matemática] p (x) = (x + i) (xi) (x + 1) (4x-1) [/ matemática]

[matemáticas] \ implica p (x) = (x ^ 2 + 1) (4x ^ 2 + 3x-1) [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica p (x) = 4x ^ 4 + 3x ^ 3-x ^ 2 + 4x ^ 2 + 3x-1 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica p (x) = 4x ^ 4 + 3x ^ 3 + 3x ^ 2 + 3x-1 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica p (x) = 4 (4x ^ 4 + 3x ^ 3 + 3x ^ 2 + 3x-1) [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica \ boxed {p (x) = 16x ^ 4 + 12x ^ 3 + 12x ^ 2 + 12x-4} [/ math]

¿Cuál es el polinomio de grado más bajo que satisface estas condiciones? [i] [matemática] i [/ matemática] es una raíz [ii] la intersección en y está en [matemática] y = −4 [/ matemática] [iii] divisible por [matemática] 4x ^ 2 + 3x-1 [/ matemáticas]

Todas las respuestas (mientras escribo esto) dan el polinomio [matemáticas] 4 (x ^ 2 + 1) (4x ^ 2 + 3x-1) [/ matemáticas].

Esa es probablemente la respuesta prevista. Sin embargo, la pregunta no dice explícitamente que el polinomio debe tener coeficientes reales. (Esto quizás esté implícito en el requisito de que el polinomio tenga una intercepción [matemática] y [/ matemática] de [matemática] -4 [/ matemática]; normalmente no hablaríamos de una intercepción [matemática] y [/ matemática] para un polinomio con coeficientes complejos.)

Si se permiten coeficientes complejos, entonces este polinomio de tercer grado funciona:

[matemáticas] 4i (xi) (4x ^ 2 + 3x-1) = 16ix ^ 3 + (16 + 12i) x ^ 2 + (12-4i) x-4 [/ matemáticas]

Depende de si se permite que el polinomio tenga coeficientes complejos o no.

Si los coeficientes deben ser reales, entonces el grado más bajo es 4.

[matemáticas] y = p (x) = a (x ^ 2 + 1) (4x ^ 2 + 3x – 1) = a (4x ^ 4 + 3x ^ 3 +3 x ^ 2 + 3x -1) [/ matemáticas ]

[matemática] p (0) = -4 \ implica a = 4 [/ matemática] entonces [matemática] p (x) = 16x ^ 4 + 12x ^ 3 + 12x ^ 2 + 12x -4 [/ matemática]

Si los coeficientes pueden ser complejos, el grado más bajo es 3.

[matemáticas] y = p (x) = a (xi) (4x ^ 2 + 3x-1) = a (4x ^ 3 + (3–4i) x ^ 2 – (1 + 3i) x + i) [/ matemáticas]

[matemática] p (0) = -4 \ implica a = 4i [/ matemática] entonces [matemática] p (x) = 16ix ^ 3 + (16 + 12i) x ^ 2 + (12-4i) x – 4 [ /matemáticas]

Los grados más bajos de polinomio satisfacen todos estos es

p (x) = 4 (x ^ 2 + 1) (4x ^ 2 + 3x-1)

f (x) = 4 (x² + 1) (4x² + 3x — 1)