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Cómo encontrar a $P(-1)$$\frac{P(2x)}{P(x+1)}=8-\frac{56}{x+7}$$P(1)=1$?

$P(x)$ es un polinomio tal que $P(1)=1$ $\frac{P(2x)}{P(x+1)}=8-\frac{56}{x+7}$ $P(-1)$ es racional. Cómo encontrar a $P(-1)$?

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Element118 Puntos 2090

$8-\frac{56}{x+7}=\frac{8x+56-56}{x+7}=\frac{8x}{x+7}=\frac{P(2x)}{P(x+1)}$.

La expansión, nos,

$8xP(x+1)=(x+7)P(2x)$

Se puede ver que $2x|P(2x)$, lo $P(x)=xQ(x)$ para algunos polinomio $Q$.

También, $x+7|P(x+1)$, lo $P(x)=(x+6)R(x)$ para algunos polinomio $R$.

La combinación de los resultados anteriores, $P(x)=x(x+6)S(x)$. Tratamos de sustituir de nuevo.

$\frac{8x}{x+7}=\frac{2x(2x+6)S(2x)}{(x+1)(x+7)S(x+1)}$

La simplificación y multiplicarse, obtenemos:

$(2x+2)S(x+1)=(x+3)S(2x)$.

Continuando con el argumento, podemos ver que $x+2|S(x)$.

Como mrprottolo notado mediante la comparación de los coeficientes es de grado 3, el polinomio es:

$$P(x)=\alpha x(x+2)(x+6)$$

que también puede ser verificado por la sustitución. Conectar $x=1$ encontrar $\alpha$,$\alpha=\frac{1}{21}$. Conectar $-1$, $P(-1)=\frac{1}{21}\times(-1)\times(2-1)\times(6-1)=-\frac{5}{21}$.

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Stef Puntos 17114

La otra respuesta ya responde a la pregunta, pero sólo porque no era obvio para mí, quiero explicar cómo conseguir que el polinomio es de grado $3$.

Supongamos que el grado de $P(x)$$k$, es decir,$$P(x)=a_kx^k+a_{k-1}x^{k-1}+\dots+a_1x$$ with $a_k\neq0$. There is no constant term, because one can easily see that $P(0)=0$ (substitute $x=0$ in the original equation). So, starting from $$8xP(x+1)=(x+7)P(2x)$$ consider only the coefficient of the highest term, i.e. $x^k$. On the LHS we have $$8xP(x+1)=8x(a_kx^k+\ldots)=8a_kx^{k+1}+\ldots$$ and on the RHS we have $$(x+7)P(2x)=(x+7)(a_k(2x)^k+\ldots)=a_k2^kx^{k+1}+\ldots$$ So, now comparing coefficients yields $$8a_k=2^ka_k\overset{a_k\neq 0}\implies 8=2^k\implies k=3$$ So, we found that $P(x)$ is of degree $3$ and has no constant term (because $P(0)=0$), that is $$P(x)=a_3x(x-c_1)(x-c_2)$$ Now we can use that $P(0)=0$ and $P(1)=1$ in order to obtain the other two roots of the polynomial from the original equation. Choose $x=-1$ to obtain that $$8(-1)P(-1+1)=(-1+7)P(2(-1)) \implies -8P(0)=6P(-2) \implies P(-2)=0$$ and then choose $x=-3$ to obtain that $$8(-3)P(-3+1)=(-3+7)P(2(-3))\implies -24P(-2)=4P(-6)\implies P(-6)=0$$ So, we found that $$P(x)=a_3x(x+2)(x+6)$$ and from $P(1)=1$ we can found that $a_3=1/21$ and therefore that $P(-1)=-5/21$.


De hecho, yo no lo veo, donde la suposición $P(-1)$ racional, fue utilizado.

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