determine o polinômio P(x) do 3º grau com coeficientes reais que satisfaz as seguintes condições: P(0) = 0, P(1) = 1, (P(x - 1) - 2P(x) + P (x+1) = x
Resposta: P(x) = x^3 sobre 6 + 5x sobre 6
Respostas
P(0) = 0 e P(1) = 1
P(x - 1) - 2P(x) + P (x+1) = x
Se x=1
P(0)-2P(1)+P(2)=1 ==>P(2)=3
Se x=0
P(-1)-2P(0) +P(1)=0 ==> P(-1)=-1
P(x)=ax³+bx²+cx+d
Se x=0 ==> d=0 , sabemos que d=0
P(x)=ax³+bx²+cx
Se x=1
a+b+c=1 (i)
Se x=2
8a+4b+2c=3 (ii)
Se x=-1
-a+b-c=-1 (iii)
a+b+c=1 (i)
8a+4b+2c=3 (ii)
-a+b-c=-1 (iii)
(i) + (iii)
2b=0 ==>b=0
8a+2c=3 (v)
-a-c=-1 c=1-a (iv)
(iv) em (v)
8a+2*(1-a)=3
8a+2-2a=3 =>a=1/6
c=1-(1/6) =5/6
Resposta:
a=1/6
b=0
c=5/6
d=0
P(x)=x³/6 + 5x/6 é a resposta
Explicação passo-a-passo:
Seja P(x) = ax³ + bx² + cx + d esse polinômio.
• P(0) = 0
a.0³ + b.0² + c.0 + d = 0
d = 0
• P(1) = 1
a.1³ + b.1² + c.1 = 1
a + b + c = 1
• P(x-1) - 2P(x) + P(x+1) = x
Para x = 0:
P(-1) - 2.P(0) + P(1) = 0
P(-1) - 2.0 + 1 = 0
P(-1) = -1
a.(-1)³ + b.(-1)² + c.(-1) = -1
-a + b - c = -1
a - b + c = 1
Para x = -1:
P(-2) - 2.P(-1) + P(0) = -1
P(-2) - 2.(-1) + 0 = -1
P(-2) + 2 = -1
P(-2) = -3
a.(-2)³ + b.(-2)² + c.(-2) = -3
-8a + 4b - 2c = -3
8a - 4b + 2c = 3
Podemos montar o sistema:
• a + b + c = 1
• a - b + c = 1
• 8a - 4b + 2c = 3
Somando as duas primeiras equações;
a + a + b - b + c + c = 1 + 1
2a + 2c = 2
a + c = 1 -> a = 1 - c
Substituindo a + c por 1 em a + b + c = 1:
1 + b = 1
b = 1 - 1
b = 0
Da terceira equação:
8a - 4b + 2c = 3
8a - 4.0 + 2c = 3
8a + 2c = 3
Substituindo a por 1 - c:
8.(1 - c) + 2c = 3
8 - 8c + 2c = 3
8c - 2c = 8 - 3
6c = 5
c = 5/6
Assim:
a = 1 - c
a = 1 - 5/6
a = 1/6
Logo, P(x) = x³/6 + 5x/6