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Expresiones Algebraicas,
Factorización y Radicación
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL ANDRÉS ELOY BLANCO
BARQUISIMETO ESTADO LARA
PNF INFORMÁTICA
TRAYECTO INICIAL
MATEMÁTICA
ESTUDIANTE: LEONEL GUTIÉRREZ
SECCIÓN: 0104
C.I: 28399186
SUMA DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS
Es una operación que tiene por objeto reunir dos o mas expresiones algebraicas ( sumandos ) en una sola expresión algebraica (suma).
Así, la suma de a y b es a + b, porque esta última expresión es la reunión de las dos expresiones algebraicas dadas: a y b .
La suma de a y - b es a - b, porque esta última expresión es la reunión de las dos expresiones dadas: a y - b .
En aritmética, la suma siempre significa aumento, pero en Álgebra la suma es un concepto más general, pues puede significar aumento o
disminución, ya que hay sumas algebraicas como la del último ejemplo, que equivale a una resta en Aritmética .
Resulta, pues que sumar una cantidad negativa equivale a restar una cantidad positiva de igual valor absoluto .
Así , la suma de m y –n es m - n, que equivale a restar de m el valor absoluto de –n que es [ n ] .
La suma de -2x y -3y es -2x - 3y, que equivale a restar de -2x el valor absoluto de -3y que es [ 3y ] .
RESTA DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS
Es una operación que tiene por objeto, dada una suma de dos sumados ( minuendo ) y uno de ellos ( sustraendo ), hallar el otro sumando (
resta o diferencia ).
Este evidente, de esta definición, que la suma del sustraendo y la diferencia y la diferencia tiene que ser el minuendo.
Si de a ( minuendo ) queremos resta será b ( sustraendo ), la diferencia será a - b. En efecto: a - b será la diferencia si sumada con el
sustraendo b reproduce el minuendo a, y en efecto: a - b + b = a.
En aritmética la resta siempre implica disminución, mientras que la resta algebraica tiene un carácter más general, pues puede significar
disminución o aumento.
Hay restas algebraicas en que la diferencia es mayor que el minuendo.
EJERCICIOS DE EJEMPLO EN LA SUMA
1) Sumar: 3a²b, 4ab², a²b, 7ab² y 6b³.
Tendremos: 3a²b + 4ab² + a²b + 7ab² + 6b³ =
Agrupamos los términos semejantes: ( 3a²b + 1a²b ) + ( 4ab² + 7ab² ) + 6b³
Resultado: = 4a²b +11ab² + 6b³
2) Sumar: 7a, -8b, -15a, 9b, -4c y 8.
Tendremos:
7a + ( -8 ) + ( -15a) + 9b + ( -4c ) + 8 = 7a - 8b - 15a + 9b - 4c + 8
( 7a - 15a ) + ( -8b + 9b ) - 4c + 8
= -8a + 1b - 4c + 8 < R >
EJERCICIOS DE EJEMPLO EN LA RESTA
1) Restar 4b de 2a .
Iniciamos con el minuendo ( 2a ) y al sustraendo ( ab ) le cambiaremos el signo: 2a - 4b
En efecto 2a - 4b es la diferencia, porque sumada con el sustraendo 4b reproduce el minuendo: 2a – 4b = -2a + 4b = 2a R. , y así nos
quedaría.
2) De 7 restar -4 .
Tendremos: 7 - ( -4 ) = 7 + 4 = 11 < R.>
VALOR NUMÉRICO DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS
El valor numérico de una expresión algebraica es el resultado que de obtiene al sustituir las letras por valores numéricos dados y
efectuar después las operaciones indicadas.
VALOR NUMÉRICO DE EXPRESIONES SIMPLES
1) Hallar el valor numérico de 5ab para a = 1, b = 2
Sustituimos la a por su valor 1, y la b por 2, y tendremos:
𝟓𝒂𝒃 = 𝟓 × 𝟏 × 𝟐 = 𝟏𝟎 <R.>
2) Valor numérico de 𝒂𝟐
𝒃𝟑
𝒄𝟒
para a = 2, b = 3, c =
𝟏
𝟐
𝒂𝟐
𝒃𝟑
𝒄𝟒
= 𝟐𝟐
× 𝟑𝟑
× (
𝟏
𝟐
)𝟒
= 𝟒 × 𝟐𝟕 ×
𝟏
𝟏𝟔
=
𝟐𝟕
𝟒
= 𝟔
𝟑
𝟒
<R.>
VALOR NUMÉRICO DE EXPRESIONES COMPUESTAS
1) Hallar el valor numérico de 𝒂𝟐
− 𝟓𝒂𝒃 + 𝟑𝒃𝟑
para a = 3, b = 4
𝒂𝟐
− 𝟓𝒂𝒃 + 𝟑𝒃𝟑
= 𝟑𝟐
− 𝟓 × 𝟑 × 𝟒 + 𝟑 × 𝟒𝟑
= 𝟗 − 𝟔𝟎 + 𝟏𝟗𝟐 = 𝟏𝟒𝟏 <R.>
2) Hallar el valor numérico de
𝟑𝒂𝟐
𝟒
−
𝟓𝒂𝒃
𝒙
+
𝒃
𝒂𝒙
para 𝒂 = 𝟐, 𝒃 =
𝟏
𝟑
, 𝒙 =
𝟏
𝟔
𝟑𝒂𝟐
𝟒
−
𝟓𝒂𝒃
𝒙
+
𝒃
𝒂𝒙
=
𝟑×𝟐𝟐
𝟒
−
𝟓×𝟐×
𝟏
𝟑
𝟏
𝟔
+
𝟏
𝟑
𝟐×
𝟏
𝟔
= 𝟑 −
𝟏𝟎
𝟑
𝟏
𝟔
+
𝟏
𝟑
𝟏
𝟑
= 𝟑 − 𝟐𝟎 + 𝟏 = −𝟏𝟔
MULTIPLICACIÓN DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS
Es una operación que tiene por objeto, dadas dos cantidades llamadas multiplicando y multiplicador, hallar una tercera cantidad, llamada
producto, que sea respecto del multiplicando, en valor absoluto y signo, lo que el multiplicador es respecto de la unidad positiva.
El multiplicando y el multiplicador son llamados factores del producto.
El orden de los factores no altera el producto. Esta propiedad, demostrada en aritmética, se cumple también en Álgebra.
Así, el producto ab puede escribirse ba; el producto abc puede escribirse también bac o acb .
Esta es la ley conmutativa de la multiplicación.
Los factores de un producto pueden agruparse de cualquier modo. Así en el producto abcd, tenemos:
Abcd = a x ( bcd ) = ( ab ) x ( cd ) = ( abc ) x d
Esra es la ley asociativa de la multiplicación.
DIVISIÓN DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS
Es una operación que tiene por objeto, dado el producto de dos factores ( dividendo ) y uno de los factores ( divisor ), hallar el otro
factor
( cociente ) .
De esta definición se deduce que el cociente multiplicado por el divisor reproduce el dividendo.
Así, la operación de dividir 𝟔𝒂𝟐
entre 3a, que se indica 6 𝒂𝟐
÷ 3a o
𝟔𝒂𝟐
𝟑𝒂𝟐 , consiste en hallar una cantidad que multiplicada por 3a de 6 𝒂𝟐
.
Esa cantidad ( cociente ) es de 2a .
EJERCICIOS DE EJEMPLO EN LA MULTIPLICACIÓN
1) Multiplicar 2a² por 3a³.
2a² x 3a³ = 2 x 3a𝟐+𝟑
= 𝟔𝟓
< R.>
El signo del producto es + porque + por + da +.
2) Multiplicar - xy² por – 5m𝒙𝟒
y³ .
( - xy² ) x ( - 5m𝒙𝟒
y³ ) = 𝟓𝒎𝒙𝟏+𝟒
𝒚𝟐+𝟑
= 𝟓𝒎𝒙𝟓
𝒚𝟓
< R >
El signo del producto es - porque + da - .
EJERCIOS DE EJEMPLO DE DIVISIÓN
1) Dividir 4a³ b² entre -2ab.
4a³b² ÷ -2ab =
𝟒𝐚𝟑𝐛²
− 𝟐𝐚𝐧𝐛
= -2a²b < R >
Porque ( -2ab ) x ( -2a²b ) = 4a³b² .
2) Dividir −𝟓𝒂𝟒
b³c entre -a²b .
−𝟓𝒂𝟒
b³c ÷ -a²b =
−𝟓𝒂𝟒b³c
−a²b
= 𝟓𝒂𝟐
b²c < R >
Porque 𝟓𝒂𝟐
b²c x ( -a²b ) = −𝟓𝒂𝟒
b³c .
Obsérvese que cuando en el dividendo hay letra que no existe en el divisor, en este caso C, dicha letra aparece en la cociente. Sucede lo
mismo que si la C estuviera en el divisor con exponente cero porque tendríamos: c ÷ 𝒄𝟎
= 𝒄𝟎 +𝟏
= c
PRODUCTO NOTABLE
Se llama producto notable a ciertos productos que cumplen reglas fijas y cuyo resultado puede ser escrito por simple inspección, es
decir, sin verificar la multiplicación.
1) Cuadrado de una suma de dos términos o cantidades.
(a + b)2 = a2 + 2ab + b2
2) Cuadrado de una diferencia de dos términos o cantidades
(a - b)2 = a2 - 2ab + b2
3) Producto de una suma de dos términos por su diferencia.
(a + b)(a - b) = a2 - b2
4) Producto de dos binomios que tienen un término en común.
(a + m)(a - m) = a2 + (m + n)a + mn
5) Producto de dos binomios de la forma: (ax + c)(bx - d )
(ax + c)(bx - d ) = abx2 + (ad + bc)x + cd
6) Cubo de un binomio.
(a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3
(a - b)3 = a3 - 3a2b + 3ab2 - b3
EJERCICIOS DE EJEMPLO
Cuadrado del 1º .................. ( 4a )² = 16a²
1) Desarrollar ( 4ª + 5b² )² . Doble del 1º por el 2º ..... 2 x 4a x 5b² = 40ab²
cuando del 2º .............. ( 5b² )² = 𝟐𝟓𝒃𝟒
Luego: ( 4a + 5b² )² = 16a² + 40ab² + 𝟐𝟓𝒃𝟒
< R >
2) Desarrollar ( x + 4 )².
Cuadrado del 1º ....................... x²
Doble del 1º y el 2º ...........2x x 4 = 8x
Cuadrado del 2º .......................16
Luego: ( x + 4 )² = x² + 8x + 16 < R >
Estas operaciones deben hacerse de manera mental y escribir sólo el producto.
Cuadrado de un monomio. Para elevar un monomio
al cuadrado se eleva su coeficiente al cuadrado y se ( 4ab² )² = 4²𝒂𝟏 𝒙 𝟐
𝒃𝟐 𝒙 𝟐
= 16a²𝒃𝟒
multiplica el exponente de cada letra por 2. Sea el
monomio 4ab² . Decimos que
En efecto : ( 4ab² )² = 4ab² x 4ab² = 16a²𝒃𝟒
Del próprio modo: ( 𝟓𝒙𝟑
𝒚𝟑
𝒛𝟓
)² = 𝟐𝟓𝒙𝟔
𝒚𝟖
𝒛𝟏𝟎
Las operaciones, que se han detallado para mayor facilidad, no deben escribirse sino verificarse mentalmente.
FACTORIZACIÓN POR PRODUCTO NOTABLE
Se llaman factores o divisores de una expresión algebraica a las expresiones algebraicas que multiplicadas entre sí dan como producto la
primera expresión.
Así, multiplicando a por a + b tenemos a ( a + b ) = a² + ab
a y a + b, que multiplicadas entre sí dan como producto a² + ab, son factores o divisores de a² + ab.
Del propio modo, ( x + 2 ) ( x + 3 ) = x² + 5x + 6
Luego, x + 2 y x + 3 son factores de x² + 5x + 6.
Descomponer un factor o factorizar una expresión algebraica es convertirla en el producto indicado de sus factores.
CUANDO TODOS LOS TÉRMINOS DE UN POLINOMIO TIENEN UN FACTOR COMÚN
a) Factor común monomio.
Descomponer en factores a² + 2a .
Los factores a² y 2a contienen en común a. Escribimos al factor común a como coeficiente de una paréntesis; dentro del paréntesis
escribimos los cocientes de dividir a² ÷ a = a y 2a ÷ a = 2, y tendremos : a² + 2a = a ( a + 2 ) < R >
b) Factor común polinomio.
1) Descomponer x ( a + b ) + m ( a + b ).
Los dos términos de esta expresión tienen por factor común el binomio ( a + b ) . Escribo ( a + b ) como coeficiente de un paréntesis y
dentro del paréntesis escribo los cocientes de dividir los dos términos de la expresión dada entre el factor común
( a + b ), o sea:
𝒙 ( 𝒂+𝒃 )
( 𝒂+𝒃 )
= x y
𝒎 ( 𝒂+𝒃 )
( 𝒂+𝒃 )
= m y tendremos
x ( a + b ) + m ( a + b ) = ( a + b ) ( x + m ) < R >
FACTOR COMÚN PORN AGRUPACIÓN DE TÉRMINOS
1) Factorizar 3m² - 6mn + 4m – 8n. 3m² - 6mn + 4m – 8n = ( 3m² - 6mn ) + ( 4m - 8n )
Los dos primeros términos tienen = 3m ( m - 2n ) + 4 ( m - 2n )
El factor común 4. agrupando, términos: = ( m - 2n ) ( 3m + 4 ) < R >
TRINOMIO CUADRADO PERFECTO
REGLA PARA FACTORIZAR UN TRNOMIO CUADRADO PERFECTO
Se extrae la raíz cuadrada al primer y tercer término y se separan estas raíces por el signo del segundo término. El binomio así formado,
que es la raíz cuadrada del trinomio, se multiplica por sí mismo o se eleva al cuadrado.
Ejercicios de ejemplo:
1) Factorizar m² + 2m + 1.
m² + 2m + 1 = ( m + 1 ) ( m+ 1 ) = ( m + 1 )² < R >
2) Descomponer 4x² + 25y² - 20xy.
Ordenando el trinomio, tenemos:
4x² - 20xy + 25y² = ( 2x – 5y ) ( 2x - 5y ) = ( 5y – 2x )² < R >
DIFERENCIA DE CUADRADOS PERFECTOS
En los productos notables ( 89 ) se vio que la suma de dos cantidades multiplicadas por su diferencia es igual al cuadrado del minuendo y
al sustraendo, o sea, ( a + b ) ( a – b ) = a² - b²; luego, recíprocamente , a² - b² = ( a + b ) ( a – b )
Podemos, pues, enunciar la siguiente:
REGLA PARA FACTORIZAR UNA DIFERENCIA DE CUADRADOS
Se extrae la raíz cuadrada al minuendo y al sustraendo y se multiplica la suma de estas raíces cuadradas por la diferencia entre la raíz del
minuendo y la del sustraendo.
1) Factorizar 1 - a².
La raíz cuadrada de 1 es 1, la raíz cuadrada de a² es a. Multiplico la suma de estas raíces ( 1 + a ) por la diferencia ( 1 + a ) y tendremos:
1 - a² = ( 1 + a ) ( 1 – a ) < R >
TRINOMIO CUADRADO PERFECTO POR ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN
1) Factorizar 𝒙𝟒
+ x² y² + 𝒚𝟒
.
Veamos si este trinomio es cuadrado perfecto. La raíz cuadrada de 𝒙𝟒
es x², la raíz cuadrada de 𝒚𝟒
es y² y el doble producto de estas
raíces es 2x² y²; luego, este trinomio no es cuadrado perfecto.
Para que sea cuadrado perfecto hay que lograr que el 2º termino x² y² se convierta en 2x² y² lo cual se consigue sumándole x² y² pero para
que el trinomio no varíe hay que restarle la misma cantidad que se suma, x² y² y tendremos:
𝒙𝟒
+ 𝒙𝟐
𝒚𝟐
𝒚𝟒
+𝒙𝟐𝒚𝟐 −𝒙𝟐𝒚𝟐
𝒙𝟒+ 𝟐𝒙𝟐𝒚𝟐+𝒚𝟒 −𝒙𝟐𝒚𝟐 = ( 𝒙𝟒
+ 2x² y² + 𝒚𝟒
) - x² y²
( factorizando el trinomio cuadrado perfecto ) = ( x² + y² )² - x² y²
( factorizando la diferencia de cuadrados ) = (x² + y² + xy ) (x² + y² - xy )
( ordenando ) = ( x² + xy + y² ) (x² - xy + y² ) < R >
TRINOMIO DE LA FORMA x² + bx + c
Trinomios de la forma x² + bx + c son trinomios como
x² + 5x + 6, m² + 5m - 14,
a² - 2a - 15, y² - 8y + 15
Que cumple las condiciones siguientes:
1) El coeficiente del primer termino es 1 .
2) El primer término es una letra cualquiera elevada al cuadrado.
3) El segundo término tiene la misma letra que el primero con exponente 1 y su coeficiente es una cantidad cualquiera, cualquiera, positiva o
negativa.
4) El tercer término es independiente de la letra que aparece en el 1º . Y 2º. Términos y es una cantidad cualquiera, positiva o negativa.
REGLA PRÁCTICA PARA FACTORIZAR UN TRINOMIO DE LA FORMA x² + bx + c
1) Trinomio se descompone en dos factores binomios cuyo primer término es x, o sea la raíz cuadrada del primer término del trinomio.
2) En el primer factor, después de x se escribe el signo del segundo término del trinomio, y en el segundo factor, después de x se escriba el
signo que resulta de multiplicar el signo del segundo término del trinomio por el signo del tercer término del trinomio.
3) Si los factores binomios tienen en el medio signos iguales se buscan dos números cuya suma sea el valor absoluto del segundo término del
trinomio y cuyo producto sea el valor absoluto del tercer término del trinomio. Estos números son los segundos términos de los binomios.
4) Si los dos factores binomios tienen en el medio signos distintos se buscan dos números cuya diferencia sea el valor absoluto del segundo
término del trinomio y cuyo producto sea valor absoluto del tercer término del trinomio. El mayor de estos números es el segundo término
del primer binomio, y el menor, el segundo termino del segundo binomio.
Esta regla práctica, muy sencilla en su aplicación, se aclarará con lo siguiente:
1) Factorizar x² + 5x + 6.
El trinomio se descompone en dos binomios cuyo primer termino es la raíz cuadrada de x² o sea x:
x² + 5x + 6 ( x ) ( x )
En primer binomio después de x se pone signo + porque el segundo término del trinomio +5x tiene signo + . En el segundo binomio,
después de x, se escribe el signo que resulta de multiplicar el signo de +5x por el signo de +6 y se tiene que + por + o sea:
x² + 5x + 6 ( x + ) ( x + )
Ahora, como en estos binomios tenemos signos iguales buscamos dos números que cuya suma sea 5 y cuyo producto sea 6. esos
números son 2 y 3, luego:
x² + 5x + 6 ( x + 2 ) ( x + 3 ) < R >
TRINOMIO DE LA FORMA ax² + bx + c
Son trinomios de esta forma: 2x² + 11x + 5
3a² + 7a - 6
10n² - n – 2
7m² - 23m + 6
Que se diferencia de los trinomios estudiados en el caso anterior en que el primer término tiene un coeficiente distinto de 1.
DESCOMPOSICIÓN DE FACTORES DE UN TRINOMIO DE LA FORMA ax² + bx + c
1) Factorizar 6x² - 7x – 3.
Multiplicamos el trinomio por el coeficiente de x² que es 6 y dejando indicado el producto de 6 por 7x se tiene:
36x² - 6 ( 7x ) – 18
Pero 36x² = ( 6x )² y 6 (7x ) = 7 ( 6x ) luego podemos escribir: ( 6x )² - 7 ( 6x ) – 18.
Descomponiendo este trinomio según se vio en la caso anterior, el 1er termino de cada factor será la raíz cuadrada de ( 6x )² o sea 6x: (
6x - ) ( 6x + ).
Dos números cuya diferencia sea 7 y cuyo producto sea 18 son 9 y 2. Tendremos : ( 6x - 9 ) ( 6x – 2 ).
Como al principio multiplicamos el trinomio dado por 6, ahora tenemos que dividir entre 6, para no alterar el trinomio, y tendremos:
𝟔𝒙 −𝟗 ( 𝟔𝒙+𝟐 )
𝟔
Pero como ninguno de los binomios es divisible entre 6, descomponemos 6 en 2 x 3 y dividiendo ( 6x – 9 ) entre 3 y ( 6x + 2 ) entre 2 se
tendrá:
𝟔𝒙 −𝟗 ( 𝟔𝒙+𝟐 )
𝟐 𝒙 𝟑
= ( 2x – 3 ) ( 3x + 1 )
Luego: 6x² - 7x – 3 = ( 2x - 3 ) ( 3x + 1 ) < R >
CUBO PERFECTO DE BINOMIOS
En los produtos notables ( 90 ) se vio que: ( a + b )
𝟑
= a𝟑
+ 3a²b + 3ab² + b𝟑
( a + b )
𝟑
= a𝟑
- 3a²b + 3ab² - b𝟑
Lo anterior nos dice que, para que una expresión algebraica ordenada con respecto a una letra sea el cubo de um binomio, tiene que cumplir
las siguientes condiciones:
1) Tener cuatro términos.
2) Que el primero y el último término sean cubos perfectos.
3) Que el segundo término sea más o menos el triple del cuadrado de las raíz cúbica del primer término.
4) Que el tercer término sea más el triple de la raíz cúbica del primer término por el cuadrado de la raíz cúbica del último.
Si todos los términos de la expresión son positivo, la expresión dada es el cubo de la suma de la raíces cúbicas de su primer y último término
son alternativamente positivos y negativos la expresión dada es el cubo de la diferencia de dichas raíces .
RAÍZ CUBICA DE UM MONOMIO
La raíz cúbica de um monômio se obtiene extrayendo la raíz cúbica de su coeficiente y dividiendo el exponente de cada letra entre 3.
Así, la raíz cúbica de 𝟖𝒂𝟑
𝒃𝟔
es 2ab² . En efecto: ( 2ab² )
𝟑
= 2ab² x 2ab² x 2ab² = 𝟖𝒂𝟑
𝒃𝟔
.
HALLAR SI UNA EXPRESIÓN DADA ES EL CUBO DE UM BINOMIO
1) Hallar si 𝟖𝒙𝟑
+ 12x² + 6x + 1 es el cubo de um binomio .
Veamos si cumple las condiciones expuestas antes. La expresión tiene cuatro términos .
La raíz cúbica 𝟖𝒙𝟑
es 2x.
La raíz cúbica de 1 es 1.
3 ( 2x )² ( 1 ) = 12x², segundo término .
3 ( 2x ) ( 1 )² = 6x, tercer término.
Cumple las condiciones, y como todos sus términos son positivos, la expresión dada es el cubo de ( 2x + 1 ), o de otro modo, ( 2x + 1 ) es la raíz
cúbica de la expresión.
FACTORIZAR UNA EXPRESIÓN QUE ES EL CUBO DE UN
BINOMIO
1) Factorizar 1 + 12a + 48a² + 𝟔𝟒𝒂𝟑
Aplicando el procedimento anterior vemos que esta expresión es el cubo de ( 1 +
4a );
Luego:
1 + 12a + 48a² + 𝟔𝟒𝒂𝟑 = 𝟏 + 𝟒𝒂 𝟐 < R >
2) Factorizar 𝒂𝟐
− 𝟏𝟖𝒂𝟔
𝒃𝟓
+ 𝟏𝟎𝟖𝒂𝟑
𝒃𝟏𝟎
− 𝟐𝟏𝟔𝒃𝟏𝟓
Aplicando el procedimento anterior, vemos que esta expresión es el cubo de (𝒂𝟑
−
𝟔𝒃𝟓);
Luego:
𝒂𝟐
− 𝟏𝟖𝒂𝟔
𝒃𝟓
+ 𝟏𝟎𝟖𝒂𝟑
𝒃𝟏𝟎
− 𝟐𝟏𝟔𝒃𝟏𝟓
= (𝒂𝟑
− 𝟔𝒃𝟓
)𝟑
< R >
BIBLIOGRAFÍA
Baldor, A. (2007). Álgebra de Baldor (2da ed.). México. Grupo Editorial Patria.

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Algebra leonel gutierrez

  • 1. Expresiones Algebraicas, Factorización y Radicación REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL ANDRÉS ELOY BLANCO BARQUISIMETO ESTADO LARA PNF INFORMÁTICA TRAYECTO INICIAL MATEMÁTICA ESTUDIANTE: LEONEL GUTIÉRREZ SECCIÓN: 0104 C.I: 28399186
  • 2. SUMA DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS Es una operación que tiene por objeto reunir dos o mas expresiones algebraicas ( sumandos ) en una sola expresión algebraica (suma). Así, la suma de a y b es a + b, porque esta última expresión es la reunión de las dos expresiones algebraicas dadas: a y b . La suma de a y - b es a - b, porque esta última expresión es la reunión de las dos expresiones dadas: a y - b . En aritmética, la suma siempre significa aumento, pero en Álgebra la suma es un concepto más general, pues puede significar aumento o disminución, ya que hay sumas algebraicas como la del último ejemplo, que equivale a una resta en Aritmética . Resulta, pues que sumar una cantidad negativa equivale a restar una cantidad positiva de igual valor absoluto . Así , la suma de m y –n es m - n, que equivale a restar de m el valor absoluto de –n que es [ n ] . La suma de -2x y -3y es -2x - 3y, que equivale a restar de -2x el valor absoluto de -3y que es [ 3y ] . RESTA DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS Es una operación que tiene por objeto, dada una suma de dos sumados ( minuendo ) y uno de ellos ( sustraendo ), hallar el otro sumando ( resta o diferencia ). Este evidente, de esta definición, que la suma del sustraendo y la diferencia y la diferencia tiene que ser el minuendo. Si de a ( minuendo ) queremos resta será b ( sustraendo ), la diferencia será a - b. En efecto: a - b será la diferencia si sumada con el sustraendo b reproduce el minuendo a, y en efecto: a - b + b = a. En aritmética la resta siempre implica disminución, mientras que la resta algebraica tiene un carácter más general, pues puede significar disminución o aumento. Hay restas algebraicas en que la diferencia es mayor que el minuendo.
  • 3. EJERCICIOS DE EJEMPLO EN LA SUMA 1) Sumar: 3a²b, 4ab², a²b, 7ab² y 6b³. Tendremos: 3a²b + 4ab² + a²b + 7ab² + 6b³ = Agrupamos los términos semejantes: ( 3a²b + 1a²b ) + ( 4ab² + 7ab² ) + 6b³ Resultado: = 4a²b +11ab² + 6b³ 2) Sumar: 7a, -8b, -15a, 9b, -4c y 8. Tendremos: 7a + ( -8 ) + ( -15a) + 9b + ( -4c ) + 8 = 7a - 8b - 15a + 9b - 4c + 8 ( 7a - 15a ) + ( -8b + 9b ) - 4c + 8 = -8a + 1b - 4c + 8 < R > EJERCICIOS DE EJEMPLO EN LA RESTA 1) Restar 4b de 2a . Iniciamos con el minuendo ( 2a ) y al sustraendo ( ab ) le cambiaremos el signo: 2a - 4b En efecto 2a - 4b es la diferencia, porque sumada con el sustraendo 4b reproduce el minuendo: 2a – 4b = -2a + 4b = 2a R. , y así nos quedaría. 2) De 7 restar -4 . Tendremos: 7 - ( -4 ) = 7 + 4 = 11 < R.>
  • 4. VALOR NUMÉRICO DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS El valor numérico de una expresión algebraica es el resultado que de obtiene al sustituir las letras por valores numéricos dados y efectuar después las operaciones indicadas. VALOR NUMÉRICO DE EXPRESIONES SIMPLES 1) Hallar el valor numérico de 5ab para a = 1, b = 2 Sustituimos la a por su valor 1, y la b por 2, y tendremos: 𝟓𝒂𝒃 = 𝟓 × 𝟏 × 𝟐 = 𝟏𝟎 <R.> 2) Valor numérico de 𝒂𝟐 𝒃𝟑 𝒄𝟒 para a = 2, b = 3, c = 𝟏 𝟐 𝒂𝟐 𝒃𝟑 𝒄𝟒 = 𝟐𝟐 × 𝟑𝟑 × ( 𝟏 𝟐 )𝟒 = 𝟒 × 𝟐𝟕 × 𝟏 𝟏𝟔 = 𝟐𝟕 𝟒 = 𝟔 𝟑 𝟒 <R.> VALOR NUMÉRICO DE EXPRESIONES COMPUESTAS 1) Hallar el valor numérico de 𝒂𝟐 − 𝟓𝒂𝒃 + 𝟑𝒃𝟑 para a = 3, b = 4 𝒂𝟐 − 𝟓𝒂𝒃 + 𝟑𝒃𝟑 = 𝟑𝟐 − 𝟓 × 𝟑 × 𝟒 + 𝟑 × 𝟒𝟑 = 𝟗 − 𝟔𝟎 + 𝟏𝟗𝟐 = 𝟏𝟒𝟏 <R.> 2) Hallar el valor numérico de 𝟑𝒂𝟐 𝟒 − 𝟓𝒂𝒃 𝒙 + 𝒃 𝒂𝒙 para 𝒂 = 𝟐, 𝒃 = 𝟏 𝟑 , 𝒙 = 𝟏 𝟔 𝟑𝒂𝟐 𝟒 − 𝟓𝒂𝒃 𝒙 + 𝒃 𝒂𝒙 = 𝟑×𝟐𝟐 𝟒 − 𝟓×𝟐× 𝟏 𝟑 𝟏 𝟔 + 𝟏 𝟑 𝟐× 𝟏 𝟔 = 𝟑 − 𝟏𝟎 𝟑 𝟏 𝟔 + 𝟏 𝟑 𝟏 𝟑 = 𝟑 − 𝟐𝟎 + 𝟏 = −𝟏𝟔
  • 5. MULTIPLICACIÓN DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS Es una operación que tiene por objeto, dadas dos cantidades llamadas multiplicando y multiplicador, hallar una tercera cantidad, llamada producto, que sea respecto del multiplicando, en valor absoluto y signo, lo que el multiplicador es respecto de la unidad positiva. El multiplicando y el multiplicador son llamados factores del producto. El orden de los factores no altera el producto. Esta propiedad, demostrada en aritmética, se cumple también en Álgebra. Así, el producto ab puede escribirse ba; el producto abc puede escribirse también bac o acb . Esta es la ley conmutativa de la multiplicación. Los factores de un producto pueden agruparse de cualquier modo. Así en el producto abcd, tenemos: Abcd = a x ( bcd ) = ( ab ) x ( cd ) = ( abc ) x d Esra es la ley asociativa de la multiplicación. DIVISIÓN DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS Es una operación que tiene por objeto, dado el producto de dos factores ( dividendo ) y uno de los factores ( divisor ), hallar el otro factor ( cociente ) . De esta definición se deduce que el cociente multiplicado por el divisor reproduce el dividendo. Así, la operación de dividir 𝟔𝒂𝟐 entre 3a, que se indica 6 𝒂𝟐 ÷ 3a o 𝟔𝒂𝟐 𝟑𝒂𝟐 , consiste en hallar una cantidad que multiplicada por 3a de 6 𝒂𝟐 . Esa cantidad ( cociente ) es de 2a .
  • 6. EJERCICIOS DE EJEMPLO EN LA MULTIPLICACIÓN 1) Multiplicar 2a² por 3a³. 2a² x 3a³ = 2 x 3a𝟐+𝟑 = 𝟔𝟓 < R.> El signo del producto es + porque + por + da +. 2) Multiplicar - xy² por – 5m𝒙𝟒 y³ . ( - xy² ) x ( - 5m𝒙𝟒 y³ ) = 𝟓𝒎𝒙𝟏+𝟒 𝒚𝟐+𝟑 = 𝟓𝒎𝒙𝟓 𝒚𝟓 < R > El signo del producto es - porque + da - . EJERCIOS DE EJEMPLO DE DIVISIÓN 1) Dividir 4a³ b² entre -2ab. 4a³b² ÷ -2ab = 𝟒𝐚𝟑𝐛² − 𝟐𝐚𝐧𝐛 = -2a²b < R > Porque ( -2ab ) x ( -2a²b ) = 4a³b² . 2) Dividir −𝟓𝒂𝟒 b³c entre -a²b . −𝟓𝒂𝟒 b³c ÷ -a²b = −𝟓𝒂𝟒b³c −a²b = 𝟓𝒂𝟐 b²c < R > Porque 𝟓𝒂𝟐 b²c x ( -a²b ) = −𝟓𝒂𝟒 b³c . Obsérvese que cuando en el dividendo hay letra que no existe en el divisor, en este caso C, dicha letra aparece en la cociente. Sucede lo mismo que si la C estuviera en el divisor con exponente cero porque tendríamos: c ÷ 𝒄𝟎 = 𝒄𝟎 +𝟏 = c
  • 7. PRODUCTO NOTABLE Se llama producto notable a ciertos productos que cumplen reglas fijas y cuyo resultado puede ser escrito por simple inspección, es decir, sin verificar la multiplicación. 1) Cuadrado de una suma de dos términos o cantidades. (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 2) Cuadrado de una diferencia de dos términos o cantidades (a - b)2 = a2 - 2ab + b2 3) Producto de una suma de dos términos por su diferencia. (a + b)(a - b) = a2 - b2 4) Producto de dos binomios que tienen un término en común. (a + m)(a - m) = a2 + (m + n)a + mn 5) Producto de dos binomios de la forma: (ax + c)(bx - d ) (ax + c)(bx - d ) = abx2 + (ad + bc)x + cd 6) Cubo de un binomio. (a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 (a - b)3 = a3 - 3a2b + 3ab2 - b3 EJERCICIOS DE EJEMPLO Cuadrado del 1º .................. ( 4a )² = 16a² 1) Desarrollar ( 4ª + 5b² )² . Doble del 1º por el 2º ..... 2 x 4a x 5b² = 40ab² cuando del 2º .............. ( 5b² )² = 𝟐𝟓𝒃𝟒 Luego: ( 4a + 5b² )² = 16a² + 40ab² + 𝟐𝟓𝒃𝟒 < R >
  • 8. 2) Desarrollar ( x + 4 )². Cuadrado del 1º ....................... x² Doble del 1º y el 2º ...........2x x 4 = 8x Cuadrado del 2º .......................16 Luego: ( x + 4 )² = x² + 8x + 16 < R > Estas operaciones deben hacerse de manera mental y escribir sólo el producto. Cuadrado de un monomio. Para elevar un monomio al cuadrado se eleva su coeficiente al cuadrado y se ( 4ab² )² = 4²𝒂𝟏 𝒙 𝟐 𝒃𝟐 𝒙 𝟐 = 16a²𝒃𝟒 multiplica el exponente de cada letra por 2. Sea el monomio 4ab² . Decimos que En efecto : ( 4ab² )² = 4ab² x 4ab² = 16a²𝒃𝟒 Del próprio modo: ( 𝟓𝒙𝟑 𝒚𝟑 𝒛𝟓 )² = 𝟐𝟓𝒙𝟔 𝒚𝟖 𝒛𝟏𝟎 Las operaciones, que se han detallado para mayor facilidad, no deben escribirse sino verificarse mentalmente.
  • 9. FACTORIZACIÓN POR PRODUCTO NOTABLE Se llaman factores o divisores de una expresión algebraica a las expresiones algebraicas que multiplicadas entre sí dan como producto la primera expresión. Así, multiplicando a por a + b tenemos a ( a + b ) = a² + ab a y a + b, que multiplicadas entre sí dan como producto a² + ab, son factores o divisores de a² + ab. Del propio modo, ( x + 2 ) ( x + 3 ) = x² + 5x + 6 Luego, x + 2 y x + 3 son factores de x² + 5x + 6. Descomponer un factor o factorizar una expresión algebraica es convertirla en el producto indicado de sus factores. CUANDO TODOS LOS TÉRMINOS DE UN POLINOMIO TIENEN UN FACTOR COMÚN a) Factor común monomio. Descomponer en factores a² + 2a . Los factores a² y 2a contienen en común a. Escribimos al factor común a como coeficiente de una paréntesis; dentro del paréntesis escribimos los cocientes de dividir a² ÷ a = a y 2a ÷ a = 2, y tendremos : a² + 2a = a ( a + 2 ) < R > b) Factor común polinomio. 1) Descomponer x ( a + b ) + m ( a + b ). Los dos términos de esta expresión tienen por factor común el binomio ( a + b ) . Escribo ( a + b ) como coeficiente de un paréntesis y dentro del paréntesis escribo los cocientes de dividir los dos términos de la expresión dada entre el factor común ( a + b ), o sea: 𝒙 ( 𝒂+𝒃 ) ( 𝒂+𝒃 ) = x y 𝒎 ( 𝒂+𝒃 ) ( 𝒂+𝒃 ) = m y tendremos x ( a + b ) + m ( a + b ) = ( a + b ) ( x + m ) < R > FACTOR COMÚN PORN AGRUPACIÓN DE TÉRMINOS 1) Factorizar 3m² - 6mn + 4m – 8n. 3m² - 6mn + 4m – 8n = ( 3m² - 6mn ) + ( 4m - 8n ) Los dos primeros términos tienen = 3m ( m - 2n ) + 4 ( m - 2n ) El factor común 4. agrupando, términos: = ( m - 2n ) ( 3m + 4 ) < R >
  • 10. TRINOMIO CUADRADO PERFECTO REGLA PARA FACTORIZAR UN TRNOMIO CUADRADO PERFECTO Se extrae la raíz cuadrada al primer y tercer término y se separan estas raíces por el signo del segundo término. El binomio así formado, que es la raíz cuadrada del trinomio, se multiplica por sí mismo o se eleva al cuadrado. Ejercicios de ejemplo: 1) Factorizar m² + 2m + 1. m² + 2m + 1 = ( m + 1 ) ( m+ 1 ) = ( m + 1 )² < R > 2) Descomponer 4x² + 25y² - 20xy. Ordenando el trinomio, tenemos: 4x² - 20xy + 25y² = ( 2x – 5y ) ( 2x - 5y ) = ( 5y – 2x )² < R > DIFERENCIA DE CUADRADOS PERFECTOS En los productos notables ( 89 ) se vio que la suma de dos cantidades multiplicadas por su diferencia es igual al cuadrado del minuendo y al sustraendo, o sea, ( a + b ) ( a – b ) = a² - b²; luego, recíprocamente , a² - b² = ( a + b ) ( a – b ) Podemos, pues, enunciar la siguiente: REGLA PARA FACTORIZAR UNA DIFERENCIA DE CUADRADOS Se extrae la raíz cuadrada al minuendo y al sustraendo y se multiplica la suma de estas raíces cuadradas por la diferencia entre la raíz del minuendo y la del sustraendo. 1) Factorizar 1 - a². La raíz cuadrada de 1 es 1, la raíz cuadrada de a² es a. Multiplico la suma de estas raíces ( 1 + a ) por la diferencia ( 1 + a ) y tendremos: 1 - a² = ( 1 + a ) ( 1 – a ) < R > TRINOMIO CUADRADO PERFECTO POR ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN 1) Factorizar 𝒙𝟒 + x² y² + 𝒚𝟒 . Veamos si este trinomio es cuadrado perfecto. La raíz cuadrada de 𝒙𝟒 es x², la raíz cuadrada de 𝒚𝟒 es y² y el doble producto de estas raíces es 2x² y²; luego, este trinomio no es cuadrado perfecto.
  • 11. Para que sea cuadrado perfecto hay que lograr que el 2º termino x² y² se convierta en 2x² y² lo cual se consigue sumándole x² y² pero para que el trinomio no varíe hay que restarle la misma cantidad que se suma, x² y² y tendremos: 𝒙𝟒 + 𝒙𝟐 𝒚𝟐 𝒚𝟒 +𝒙𝟐𝒚𝟐 −𝒙𝟐𝒚𝟐 𝒙𝟒+ 𝟐𝒙𝟐𝒚𝟐+𝒚𝟒 −𝒙𝟐𝒚𝟐 = ( 𝒙𝟒 + 2x² y² + 𝒚𝟒 ) - x² y² ( factorizando el trinomio cuadrado perfecto ) = ( x² + y² )² - x² y² ( factorizando la diferencia de cuadrados ) = (x² + y² + xy ) (x² + y² - xy ) ( ordenando ) = ( x² + xy + y² ) (x² - xy + y² ) < R > TRINOMIO DE LA FORMA x² + bx + c Trinomios de la forma x² + bx + c son trinomios como x² + 5x + 6, m² + 5m - 14, a² - 2a - 15, y² - 8y + 15 Que cumple las condiciones siguientes: 1) El coeficiente del primer termino es 1 . 2) El primer término es una letra cualquiera elevada al cuadrado. 3) El segundo término tiene la misma letra que el primero con exponente 1 y su coeficiente es una cantidad cualquiera, cualquiera, positiva o negativa. 4) El tercer término es independiente de la letra que aparece en el 1º . Y 2º. Términos y es una cantidad cualquiera, positiva o negativa. REGLA PRÁCTICA PARA FACTORIZAR UN TRINOMIO DE LA FORMA x² + bx + c 1) Trinomio se descompone en dos factores binomios cuyo primer término es x, o sea la raíz cuadrada del primer término del trinomio. 2) En el primer factor, después de x se escribe el signo del segundo término del trinomio, y en el segundo factor, después de x se escriba el signo que resulta de multiplicar el signo del segundo término del trinomio por el signo del tercer término del trinomio. 3) Si los factores binomios tienen en el medio signos iguales se buscan dos números cuya suma sea el valor absoluto del segundo término del trinomio y cuyo producto sea el valor absoluto del tercer término del trinomio. Estos números son los segundos términos de los binomios. 4) Si los dos factores binomios tienen en el medio signos distintos se buscan dos números cuya diferencia sea el valor absoluto del segundo término del trinomio y cuyo producto sea valor absoluto del tercer término del trinomio. El mayor de estos números es el segundo término del primer binomio, y el menor, el segundo termino del segundo binomio.
  • 12. Esta regla práctica, muy sencilla en su aplicación, se aclarará con lo siguiente: 1) Factorizar x² + 5x + 6. El trinomio se descompone en dos binomios cuyo primer termino es la raíz cuadrada de x² o sea x: x² + 5x + 6 ( x ) ( x ) En primer binomio después de x se pone signo + porque el segundo término del trinomio +5x tiene signo + . En el segundo binomio, después de x, se escribe el signo que resulta de multiplicar el signo de +5x por el signo de +6 y se tiene que + por + o sea: x² + 5x + 6 ( x + ) ( x + ) Ahora, como en estos binomios tenemos signos iguales buscamos dos números que cuya suma sea 5 y cuyo producto sea 6. esos números son 2 y 3, luego: x² + 5x + 6 ( x + 2 ) ( x + 3 ) < R > TRINOMIO DE LA FORMA ax² + bx + c Son trinomios de esta forma: 2x² + 11x + 5 3a² + 7a - 6 10n² - n – 2 7m² - 23m + 6 Que se diferencia de los trinomios estudiados en el caso anterior en que el primer término tiene un coeficiente distinto de 1. DESCOMPOSICIÓN DE FACTORES DE UN TRINOMIO DE LA FORMA ax² + bx + c 1) Factorizar 6x² - 7x – 3. Multiplicamos el trinomio por el coeficiente de x² que es 6 y dejando indicado el producto de 6 por 7x se tiene: 36x² - 6 ( 7x ) – 18 Pero 36x² = ( 6x )² y 6 (7x ) = 7 ( 6x ) luego podemos escribir: ( 6x )² - 7 ( 6x ) – 18. Descomponiendo este trinomio según se vio en la caso anterior, el 1er termino de cada factor será la raíz cuadrada de ( 6x )² o sea 6x: ( 6x - ) ( 6x + ). Dos números cuya diferencia sea 7 y cuyo producto sea 18 son 9 y 2. Tendremos : ( 6x - 9 ) ( 6x – 2 ). Como al principio multiplicamos el trinomio dado por 6, ahora tenemos que dividir entre 6, para no alterar el trinomio, y tendremos: 𝟔𝒙 −𝟗 ( 𝟔𝒙+𝟐 ) 𝟔 Pero como ninguno de los binomios es divisible entre 6, descomponemos 6 en 2 x 3 y dividiendo ( 6x – 9 ) entre 3 y ( 6x + 2 ) entre 2 se tendrá: 𝟔𝒙 −𝟗 ( 𝟔𝒙+𝟐 ) 𝟐 𝒙 𝟑 = ( 2x – 3 ) ( 3x + 1 ) Luego: 6x² - 7x – 3 = ( 2x - 3 ) ( 3x + 1 ) < R >
  • 13. CUBO PERFECTO DE BINOMIOS En los produtos notables ( 90 ) se vio que: ( a + b ) 𝟑 = a𝟑 + 3a²b + 3ab² + b𝟑 ( a + b ) 𝟑 = a𝟑 - 3a²b + 3ab² - b𝟑 Lo anterior nos dice que, para que una expresión algebraica ordenada con respecto a una letra sea el cubo de um binomio, tiene que cumplir las siguientes condiciones: 1) Tener cuatro términos. 2) Que el primero y el último término sean cubos perfectos. 3) Que el segundo término sea más o menos el triple del cuadrado de las raíz cúbica del primer término. 4) Que el tercer término sea más el triple de la raíz cúbica del primer término por el cuadrado de la raíz cúbica del último. Si todos los términos de la expresión son positivo, la expresión dada es el cubo de la suma de la raíces cúbicas de su primer y último término son alternativamente positivos y negativos la expresión dada es el cubo de la diferencia de dichas raíces . RAÍZ CUBICA DE UM MONOMIO La raíz cúbica de um monômio se obtiene extrayendo la raíz cúbica de su coeficiente y dividiendo el exponente de cada letra entre 3. Así, la raíz cúbica de 𝟖𝒂𝟑 𝒃𝟔 es 2ab² . En efecto: ( 2ab² ) 𝟑 = 2ab² x 2ab² x 2ab² = 𝟖𝒂𝟑 𝒃𝟔 . HALLAR SI UNA EXPRESIÓN DADA ES EL CUBO DE UM BINOMIO 1) Hallar si 𝟖𝒙𝟑 + 12x² + 6x + 1 es el cubo de um binomio . Veamos si cumple las condiciones expuestas antes. La expresión tiene cuatro términos . La raíz cúbica 𝟖𝒙𝟑 es 2x. La raíz cúbica de 1 es 1. 3 ( 2x )² ( 1 ) = 12x², segundo término . 3 ( 2x ) ( 1 )² = 6x, tercer término. Cumple las condiciones, y como todos sus términos son positivos, la expresión dada es el cubo de ( 2x + 1 ), o de otro modo, ( 2x + 1 ) es la raíz cúbica de la expresión.
  • 14. FACTORIZAR UNA EXPRESIÓN QUE ES EL CUBO DE UN BINOMIO 1) Factorizar 1 + 12a + 48a² + 𝟔𝟒𝒂𝟑 Aplicando el procedimento anterior vemos que esta expresión es el cubo de ( 1 + 4a ); Luego: 1 + 12a + 48a² + 𝟔𝟒𝒂𝟑 = 𝟏 + 𝟒𝒂 𝟐 < R > 2) Factorizar 𝒂𝟐 − 𝟏𝟖𝒂𝟔 𝒃𝟓 + 𝟏𝟎𝟖𝒂𝟑 𝒃𝟏𝟎 − 𝟐𝟏𝟔𝒃𝟏𝟓 Aplicando el procedimento anterior, vemos que esta expresión es el cubo de (𝒂𝟑 − 𝟔𝒃𝟓); Luego: 𝒂𝟐 − 𝟏𝟖𝒂𝟔 𝒃𝟓 + 𝟏𝟎𝟖𝒂𝟑 𝒃𝟏𝟎 − 𝟐𝟏𝟔𝒃𝟏𝟓 = (𝒂𝟑 − 𝟔𝒃𝟓 )𝟑 < R >
  • 15. BIBLIOGRAFÍA Baldor, A. (2007). Álgebra de Baldor (2da ed.). México. Grupo Editorial Patria.