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Paolo Ruffini y la regla de Ruffini

En esta página proporcionamos una breve biografía de Paolo Ruffini y explicamos la importancia y la aplicación de la regla que lleva su nombre mediante ejemplos explicados paso a paso.

Contenido de esta página:

  1. Paolo Ruffini
  2. La regla de Ruffini
  3. Ejemplo de aplicación
  4. Más ejemplos

1. Paolo Ruffini

Paolo Ruffini, nacido en 1765 en Valentano, Estados Papales (ahora Italia), fue un matemático, médico y filósofo. Profesor de matemáticas en la Universidad de Módena desde 1788, fue despedido por negarse al juramento de lealtad a Napoleón Bonaparte, aunque, más tarde, en 1799, fue readmitido. En 1806 recibió la cátedra de Matemática Aplicada en la escuela militar de Módena, en 1814 fue nombrado director de la Universidad de Módena y en 1816, presidente de la Sociedad Italiana Dei Quaranta.

Su aportación más conocida en las matemáticas es la Regla de Ruffini (~1809), que permite obtener los coeficientes del cociente de un polinomio por el binomio x - n, siendo n una de las raíces (enteras) del polinomio. Además, este método facilita, como veremos a continuación, la obtención de las raíces del polinomio.

No obstante, siglos antes ya existían reglas similares a la de Ruffini en otros lugares del mundo: Ommar Kayyam (Persia, s. XI) y Zhu Shijie (China, s. XIII).

También, demostró, aunque con errores, que no existe una fórmula para obtener las raíces de las ecuaciones de grado mayor o igual que 5 (teorema de Abel-Ruffini, 1824).

Ruffini falleció en Módena en 1822.

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2. La regla de Ruffini

La regla de Ruffini es un método o algoritmo que nos permite obtener las raíces de un polinomio. Es de gran utilidad ya que para grado mayor que 2 no disponemos de fórmulas, al menos fáciles, para poder obtenerlas.

Nota: la raíz de un polinomio es el número o valor que debe tomar la incógnita para que el polinomio sea igual a 0. Es decir, la regla de Ruffini nos permite resolver ecuaciones polinómicas.

Cada vez que hacemos una tabla a partir de los coeficientes del polinomio, obtenemos una raíz y los coeficientes de un polinomio de un grado menor (un polinomio que divide al propio polinomio). De este modo, podemos ir reduciendo el grado del polinomio hasta llegar a uno de segundo grado cuyas raíces sabemos calcular rápidamente mediante la fórmula correspondiente.

En realidad, el método consiste escoger una posible raíz y desarrollar una tabla. Si el último resultado de la tabla es 0, el procedimiento habrá finalizado correctamente. Si no es así, tendremos que probar con otra posible raíz.

Recordamos que

Toda raíz ha de ser un divisor del término independiente (el término del polinomio que no tiene parte literal, es decir, que no tiene \(x\)) y, por tanto, los divisores de éste son los candidatos.

A continuación, explicamos el método a través de ejemplos, calcularemos las raíces de polinomios de tercer y quinto grado de forma minuciosa y factorizaremos los polinomios.

Nota: los polinomios no están igualados a cero, por lo que no son ecuaciones, pero el método sirve para resolver ecuaciones del mismo modo.


3. Ejemplo de aplicación

Como primer ejemplo, vamos a buscar las raíces del siguiente polinomio de tercer grado:

$$ x^3 - 3x -2 $$

O, dicho de otro modo, vamos a buscar las soluciones de la siguiente ecuación de tercer grado:

$$ x^3 - 3x -2 = 0 $$

Aplicamos la regla de Ruffini:

Escribimos en la primera fila los coeficientes de cada monomio en orden decreciente de grado. Si hay algún coeficiente que sea 0 (en nuestro caso, es el coeficiente de x 2 ), también hay que escribirlo.

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Ahora, buscamos un número que sea divisor del término independiente, es decir, del término que no tiene parte literal (ninguna x), y lo escribimos en la columna de la izquierda.

En nuestro polinomio el término independiente es -2. Podemos escoger cualquiera de sus divisores, que son 1, -1, 2 ó -2. Escogemos, por ejemplo, 2, que es divisor de -2 y tiene el signo contrario. Si no funciona, tendremos que probar con otro hasta dar con el bueno:

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

El primer coeficiente pasa a la parte inferior de la línea, sin realizar ninguna operación.

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Ahora, multiplicamos el coeficiente que hemos bajado por el número de la columna izquierda y el resultado lo escribimos debajo del siguiente coeficiente, pero arriba de la línea.

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Sumamos el número que hemos escrito con el coeficiente que tiene arriba y el resultado lo escribimos debajo de la línea:

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Repetimos el proceso:

Multiplicamos el número obtenido por el de la columna izquierda y lo situamos debajo del siguiente coeficiente:

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Sumamos el número que hemos escrito con el coeficiente que tiene arriba y el resultado lo escribimos debajo de la línea:

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Multiplicamos el número obtenido por el de la columna izquierda y lo situamos debajo del siguiente coeficiente:

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Sumamos el número que hemos escrito con el coeficiente que tiene arriba y el resultado lo escribimos debajo de la línea:

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Es importante que el último número del proceso sea 0. Si no es así, significa que el número de la columna izquierda no nos sirve y debemos escoger otro.

La raíz del polinomio que hemos calculado está en la columna izquierda.

Tenemos la raíz x = 2.

Los números de debajo de la línea son los coeficientes de un polinomio de un grado menos (en nuestro caso, de grado 2).

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

El polinomio de un grado menor es

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Por tanto, la primera factorización es

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Y la raíz x = 2.

Si queremos calcular las otras raíces, aplicamos de nuevo el método al polinomio de un grado menos. En nuestro caso, como es de grado 2, usamos la fórmula para las ecuaciones cuadráticas:

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Es una raíz doble.

La factorización queda

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Las dos soluciones que tiene la ecuación \(x^3 -3x-2 = 0\) son \(x=2\) y \(x =-1\).

4. Más ejemplos

Ejemplo 2

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Ver solución

Ejemplo 3

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

Ver solución

Ejemplo 4

ejercicios resueltos de ruffini de tercer grado

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