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Consultas sobre ej. finales variados (Polinomios)

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Qué tal, me darían una mano con estos ejercicios que no me salieron? Soy nulo en latex, vale aclarar de antemano. Gracias 😄

1)
Sea \(F\left(x\right)\in\mathbb{Z}\) un polinomio tal que al evaluarlo en cualquier número entero \(a\), \(F\left(a\right)\) resulta siempre un múltiplo de \(101\) o un múltiplo de \(107\) (ambos son primos). Probar entonces que o bien \(F\left(x\right)\) es siempre divisible por \(101\) para todos los valores de \(a\), o bien \(F\left(a\right)\) es divisible por \(107\) para todos los valores de \(a\).

No se me ocurre ni cómo empezarlo.

2)
*Dados \(p\) y \(q\) primos distintos, probar que \(\phi_{pq} = \frac{(x^{pq}-1)(x-1)}{(x^{p}-1)(x^{q}-1)}\) es un polinomio mónico cuyas raíces son \(G^{*}_{pq}\). Primero te dice que si \(k | n\) y \(k<n\) entonces \(\phi_{n} = \frac{x^{n}-1}{x^{k}-1}\). *

Veo que en \(x^{pq}-1\) están las raíces pq-ésimas y que el denominador te saca las que no son primitivas, pero no entiendo bien de dónde sale el \(x-1\) del numerador dado que tampoco es primitiva.

3)
Sea \(f\left(x\right)\in\mathbb{C}\) y \(\alpha\in\mathbb{C}\) una raíz de multiplicidad exactamente 3 de \(f\). Probar que el resto de dividir \(f'\) por \((x-\alpha)^{3}\) es de la forma \(c(x-\alpha)^{2}\) donde \(c\) es una constante no nula

Intenté escribir a f como \((x-\alpha)^{3}g(x)\) y derivar, pero de ahí no logro sacar nada.

4)
Probar que si tres números en \(\mathbb{C}\) no nulos suman 1 y sus inversos también suman 1, entonces al menos uno de los tres es 1, (Sug: determinar cómo puede ser un polinomio mónico de grado 3 que tenga a los tres números por raíces)

Esto es lo que hice:
Llego al poli: \(p(x):= (x-a)(x-b)(x-c) = x^{3}-x^{2} + x (ab+bc+ac) - abc\), sabiendo que \(a^{-1}+b^{-1}+c^{-1}= \frac{ab+bc+ac}{abc} = 1\) entonces busco que me quede algo parecido evaluando en una raíz y despejando.

$$p(a):= a^{3}-a^{2} + a (ab+bc+ac) = abc$$
$$\frac {a^{3}-a^{2} + a (ab+bc+ac)}{abc}=1$$
$$\frac{a^{2}-a}{bc} + a=1$$
$$a(a-1) = bc (1-a)$$

Si a es distinto de 1 (busco algún absurdo):

$$-a = bc$$

Entonces:

$$a^{-1}+b^{-1}+c^{-1}= \frac{ab+bc+ac}{abc} = \frac{ab-a+ac}{-a^{2}} = \frac{b-1+c}{-a}=1 \rightarrow b-1+c=-a \rightarrow a+b+c=1$$
Y no me queda ningún absurdo y por lo tanto no puedo descartar que no sea 1 😢

Saludos.

el unico qe me parece sale es el 3 xqe lo vi escrito por aca creo

$$f = (x-a)^3*q$$
$$f ' = 3q(x-a)^2+q'(x-a)^3$$

y bue por el algoritmo de division ahi tenes el resto ya no ? 3q(x-a)^2

el 4to si evaluas en P(1) = 0 entonces es raiz

en el 2 me parece qe esta ese x-1 xqe las primitivas no esta incluido el 1 como raiz , y entonces arriba aparece una vez en pq y abajo dos veces una p y una por q , entonces para qe se cancelen y queden solo las primitivas de pq . Ahora en cuanto a como se resuelve el ejercicio . No lo entiende quien es n ? pq = n ? o n es alguien aparte

enzo bonggio escribió:

el unico qe me parece sale es el 3 xqe lo vi escrito por aca creo

$$f = (x-a)^3*q$$
$$f ' = 3q(x-a)^2+q'(x-a)^3$$

y bue por el algoritmo de division ahi tenes el resto ya no ? 3q(x-a)^2

Eso lo pensé, pero me pide que q sea constante no nula en ese caso y no pasa necesariamente.

Lo del n es genérico, es para cualquier natural en general.

Algunas pistas:

  1. Suponete que f(n) no es divisible por 101, entonces es divisible por 107, fijate que pasa con f(n + 107 k) para k entero.
  2. El denominador te "saca el 1 dos veces" por eso lo agregas al numerador una vez.
  3. Escribí \(f' = p (x-1)^3 + r\) y fijate que 1 es raíz doble de r.
  4. Fijate que en realidad el polinomio es de la forma \(x^3-x^2+ u x - u\) para un valor apropiado de u. De aca sale que 1 es raíz.
Firma

Quimey