Seção 3.3 Polinômio de Leibniz
Teorema 3.3.1.
Na qual, para cada \(i\in\{1, 2, \ldots, p\}\text{,}\) \(\alpha_i\in \{j ~|~ j\in \mathbb{Z}\geq 0\}\text{,}\) ou seja \(\alpha_i\) é um inteiro não negativo.
Demonstração.
Temos
Um termo genérico do produto é obtido escolhendo um \(x_i\) em cada parênteses e multiplicando os escolhidos. Se em \(\alpha_1\) dos parênteses escolhermos \(x_1\text{,}\) em \(\alpha_2\) dos parênteses escolhermos \(x_2\text{,}\) \(\ldots\text{,}\) obteremos
Agora falta responder quantas vezes o termo \(x_1^{\alpha_1}x_2^{\alpha_2}\cdots x_p^{\alpha_p}\) aparece no desenvolvimento.
O termo \(x_1^{\alpha_1}x_2^{\alpha_2}\cdots x_p^{\alpha_p}\) aparece tantas vezes, quantas são as formas de escolher, nos \(n\) parênteses, \(\alpha_1\) deles para escolher o \(x_1\text{,}\) \(\alpha_2\) deles para escolher o \(x_2\text{,}\) \(\ldots\text{.}\) Isto pode ser feito de
maneiras, o que mostra o resultado.
Exemplo 3.3.2.
Considere o polinômio:
Determine os coeficientes de
- \(x^2\) no desenvolvimento;
- \(x^4\) no desenvolvimento.
item a) Para que o expoente de \(x\) seja 2, devemos ter \(x^{3\alpha_1}x^{\alpha_2} = x^2\text{,}\) juntando com a condição \(\alpha_1+\alpha_2+\alpha_3 = 8\text{,}\) temos
Assim, \(\alpha_1 = 0, \alpha_2 = 2\) e \(\alpha_3 = 6.\) E a soma dos termos que possuem \(x^2\) é:
item b) Para que o expoente de \(x\) seja 4, devemos ter \(x^{3\alpha_1}x^{\alpha_2} = x^4\text{,}\) juntando com a condição \(\alpha_1+\alpha_2+\alpha_3 = 8\text{,}\) temos
Temos duas soluções:
E a soma dos termos que possuem \(x^4\) é:
Tecnologia 3.3.3.
No Sage, podemos obter a expanção do polinômio da seguinte forma:
Os coeficientes do polinômio, podem ser obtidos da seguinte forma:
Exercícios 3.3.1 Exercícios
1.
Determine o coeficiente de \(x^{12}\) no desenvolvimento de
352
Pelo Teorema 3.3.1, temos
Queremos \(\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3\text{,}\) tais que
Ou seja,
O sistema admite duas soluções:
Do somatório (3.3.1), a soma dos termos relacionados à \(x^{12}\) é
Logo, o coeficiente de \(x^{12}\) é