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CURSO PROPEDÉUTICO PARA CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL 2 ÍNDICE Página Introducción 6 I. OPERACIONES CON EXPRESIONES ALGEBRAICAS 1.1. Reducción de términos semejantes 7 1.2. Evaluación de expresiones algebraicas 9 1.3. Supresión de símbolos de agrupación 10 1.4. Suma y resta de polinomios 11 1.4.1. Suma de polinomios 13 1.5. Multiplicación de polinomios. Leyes de los signos, de los coeficientes y de los exponentes 14 1.6. División de polinomios. Leyes de los signos, coeficientes y exponentes 17 1.7. División sintética 19 II. TEORÍA DE LOS EXPONENTES Exponente cero, negativo y fraccionario 20 Leyes de los exponentes 21 III. RADICALES 3.1. Reducción de radicales 23 3.2. Simplificación de radicales 23 3.3. Introducción de factores en un radical 25 3.4. Reducción de radicales al mínimo común índice 25 3.5. Reducción de radicales semejantes 27 3.6. Suma y resta de radicales 28 3.7. Multiplicación, división y potenciación de radicales 29 3.8. Racionalización 30 IV. PRODUCTOS NOTABLES 4.1. Cuadrado de una expresión algebraica formada por dos términos 32 4.2. Producto de dos expresiones conjugadas 32 4.3. Producto de dos expresiones con un término común de la forma a b a c 32 4.4. Cuadrado de una expresión algebraica formada por tres términos 33 4.5. Cubo de una expresión algebraica formada por dos términos 33 V. FACTORIZACIÓN 5.1. Máximo común divisor (M.C.D.) de varios términos 35 5.2. Factor común 37 5.3. Trinomio cuadrado perfecto 38 3 Página 5.4. Diferencia de cuadrados 39 5.5. Suma y diferencia de cubos 40 5.6. Trinomios cuadráticos de la forma 2x bx c , con b y c enteros distintos de cero 41 5.7. Trinomios cuadráticos de la forma 2ax bx c , ( , ,a b c son enteros distintos de cero y 1a ) 43 VI. FRACCIONES ALGEBRAICAS 6.1. Mínimo común múltiplo (M.C.M.) de varios términos 48 6.2. Suma y resta 49 6.3. Multiplicación y división 51 VII. ECUACIONES 7.1. Ecuaciones de primer grado con una variable 55 7.2. Ecuaciones fraccionarias 58 7.3. Ecuaciones literales y despejes 61 VIII. ECUACIONES SIMULTÁNEAS DE PRIMER GRADO CON DOS Y TRES INCÓGNITAS 8.1. Sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas 62 8.2. Sistemas de tres ecuaciones con tres incógnitas 67 8.3. Método DGO 70 IX. ECUACIONES DE SEGUNDO GRADO 9.1. Ecuaciones incompletas de la forma 2 0ax c 72 9.2. Ecuaciones incompletas de la forma 2 0ax bx 72 9.3. Solución de ecuaciones de segundo grado por descomposición en factores 74 9.4. Solución por fórmula general 74 9.5. Ecuaciones con radicales 77 X. LA RECTA 10.1. Ángulo de inclinación de una recta 78 10.2. Pendiente de una recta 79 10.3. Paralelismo y perpendicularidad entre rectas 81 10.4. Ecuación y gráfica de una recta 82 10.4.1. Ecuación de la recta conocidos un punto cualquiera de esta y su pendiente 83 10.4.2. Ecuación de la recta conocidos dos puntos de esta 84 10.4.3. Ecuación de la recta conocidos su pendiente y ordenda al origen 85 4 Página XI. LA PARÁBOLA 11.1. Elementos de la parábola 86 11.2. Ecuación y gráfica de la parábola 87 11.2.1. Con eje de simetría paralelo al eje “ ” 87 11.2.2. Con eje de simetría paralelo al eje “ ” 88 XII. TRIGONOMETRÍA 12.1. Fórmulas de conversión 92 12.2. Longitud de Arco 93 12.3. Las seis funciones trigonométricas de un ángulo agudo en un triángulo rectángulo 93 12.3.1. Funciones trigonométricas de ciertos ángulos que se presentan con cierta frecuencia 94 12.3.2. Teorema de Pitágoras 94 12.3.3. Identidades pitagóricas 94 12.3.3.a. Suma y diferencia de ángulos 95 12.3.3.b. Fórmulas de ángulos dobles 95 12.3.3.c. Fórmulas de ángulo mitad 95 12.3.3.d. Fórmulas de producto-suma 96 12.3.3.e. Fórmulas de suma-producto 96 12.3.3.f. Ley de senos 96 12.3.3.g. Ley de cosenos 96 SOLUCIÓN A LOS EJERCICIOS Ejercicios 1.1. 97 Ejercicios 1.2. 98 Ejercicios 1.3. 98 Ejercicios 1.4.1. 99 Ejercicios 1.5. 99 Ejercicios 1.6. y 1.7. 100 Ejercicios 2.1. 101 Ejercicios 3.2. 103 Ejercicios 3.3. y 3.4 104 Ejercicios 3.6. y 3.7. 105 Ejercicios 3.8. 106 Ejercicios 4.1. al 4.5. 107 Ejercicios 5.1. al 5.6. 109 Ejercicios 5.7. 110 Ejercicios 5.7.1. 111 Ejercicios 5.7.2. 111 Ejercicios 6.1. al 6.3. 112 Ejercicios 7.1. 113 Ejercicios 7.2. 115 Ejercicios 7.3. 116 x y 5 Ejercicios 8.1. 117 Ejercicios 8.2. 118 Ejercicios 8.3. 119 Ejercicios 9.1. al 9.2. 119 Ejercicios 9.3. y 9.4. 120 Ejercicios 95 121 Ejercicios 10.2. 121 Ejercicios 10.3. 122 Ejercicios 10.4.1. 123 Ejercicios 10.4.2. 124 Ejercicios 10.4.3. 125 Ejercicios 11.2.1. al 11.2.2. 127 Ejercicios 11.2.3. 130 Bibliografía 133 6 INTRODUCCIÓN ¿Qué significa un curso Propedéutico? La Propedéutica (del griego (pro), que significa “antes” y (paideutikós) “referido a la enseñanza” (siendo paidós: “niño”), es el conjunto de saberes y disciplinas que hace falta conocer para preparar el estudio de una materia, ciencia o disciplina. Constituye una etapa previa a la metodología (conocimiento de los procedimientos y técnicas necesarios para investigar en un área científica). Incluir un curso Propedéutico antes de cursar la materia de Cálculo Diferencial e Integral, involucra también a los conceptos de preparación para recibir nuevos conceptos, es el estudio básico o por adelantado que se le da al alumno para llegar a una disciplina en forma adecuada. Los contenidos que se abordan en este curso Propedéutico, están vinculados con los temas estudiados en cuarto y quinto de preparatoria, con la intención de revisarlos una vez más, ya que son conceptos importantes que todo estudiante que se inicia en el estudio del Cálculo Diferencial e Integral, aplicará en la construcción del nuevo conocimiento. Durante este curso Propedéutico, el estudiante se enfrentará a diversas actividades que le permitirán enfrentar de mejor manera el cambio de nivel y de modalidad de estudio facilitándole alcanzar el egreso de la educación media superior. La presentación de cada tema que se expone en este Propedéutico se ha compactado de tal manera que resulta fácil su estudio, acompañados además de una serie de ejemplos cuidadosamente resueltos con detalle y proponiendo también ejercicios que deberá resolver el alumno como reforzamiento de cada concepto y cuya solución se presenta al final del material, con la recomendación únicamente de que pueda comparar sus resultados. 7 OPERACIONES CON EXPRESIONES ALGEBRAICAS 1.1. REDUCCIÓN DE TÉRMINOS SEMEJANTES Cuando se utiliza el lenguaje algebraico para representar operaciones entre números, se generan expresiones como las siguientes: 25 3x , a b a b , 3 2 a x x , etc. a las cuales se les llaman EXPRESIONES ALGEBRAICAS. Una expresión algebraica que consta de más de un término separados por el signo de más o menos es por ejemplo: En la expresión algebraica 27 5 3 8x y xy y se puede decir que: Tiene 4 términos: 27x y , 5xy , 3y y -8 Tiene 2 variables: x y y 7 es el coeficiente de 2x y , 5 es el coeficiente de xy , 3 es el coeficiente de y 8 es el término independiente. La expresión aritmética 7 7 7 7 7 (cinco veces el 7 ), se puede reducir a la expresión 5 7 y se puede considerar como una suma abreviada. En la expresión algebraica 3147416547 2222 xyyxyxxyyxxyyx puede hacerse una reducción equivalente, de la siguiente manera: Primero es necesario descubrirlas características comunes que deben tener los términos susceptibles de agruparse y reducirse a uno solo. Observa los términos 27x y , 25x y , 24x y , 27x y , debes notar que difieren únicamente en el coeficiente numérico y por esto se les llama TÉRMINOS SEMEJANTES. 8 Date cuenta que los términos 27x y y 4xy no son términos semejantes, ya que su diferencia no solo es en el coeficiente numérico, sino también que el exponente 2 afecta a x en el primer término 27x y , y no así al segundo término 4xy , por lo tanto, se puede dar la siguiente definición: Dos términos se llaman “TÉRMINOS SEMEJANTES” si: Son idénticos. O difieren únicamente en su coeficiente numérico. Hay que recordar que ab ba (propiedad conmutativa de la multiplicación), por lo tanto, los términos 3ab y 5ba son términos semejantes. Ejemplos 2 37k Lp , 2 33Lk p , 3 2Lp k , 3 27 p Lk son términos semejantes. 22x , 2 3 x , 22 5 x también son términos semejantes. Al reducir términos semejantes, deben suceder dos cosas: El resultado es un término semejante a los términos que se pretende reducir. El coeficiente del resultado se obtiene sumando o restando los coeficientes de los términos semejantes que se pretenden reducir. Ejemplos 1) 2 4 2 4x x x 6x 2) 7 2 7 2ab ab ab 5ab 3) 2 2 2 2 2 2 25 3 2 5 3 2 5 3 2x y x y yx x y x y x y x y 24x y 4) 2 2 2 2 26 3 3 6 3 3 0r r r r r 0 5) 2 2 1 2 12 3 6 4 2 1 2 3 2 3 6 x x x x x x w w w w w w 13 6 x w o Si una expresión algebraica NO TIENE términos semejantes, entonces la expresión queda representada tal y como está, sin posibilidades de simplificación. Ejemplo 33 7 6 3xy x y y x 9 o Si todos los términos de una expresión algebraica son semejantes entre si, la expresión se puede reducir a un solo término. Ejemplo 7 3 2 7ab ab ab ab ab o Si una expresión algebraica tiene, tanto términos semejantes como otros que no lo sean, dicha expresión se puede simplificar reduciendo cada grupo de términos semejantes entre si, a un solo término hasta que la expresión no tenga términos semejantes separados. Ejemplo 8 3 2 4 2 8 2 3 4 2 6 7 2x y x y x x y y x y Ejercicios 1.1. Reduce las siguientes expresiones algebraicas. 1. 5 11 9 20 1x y x y 2. 2 2 3 2 3a b b c a c b 3. 2 2 215 6 8 20 5 31a ab a ab a ab 4. 3 4 2 3 4 2 3 371 84 50 84 45 18a b a b a b a b a b a b 5. 1 2 1 23 7 3 1 25 50 5 25 m m m ma b a b 6. 1 1 3 1 3 1 2 3 2 3 4 6 4 2 a b a b a b 7. 2 2 23 1 12 2 2 5 10 3 m mn m mn mn m 8. 2 2 2 2 23 1 5 1 3 1 12 2 4 2 6 3 4 6 3 a ab b a ab b b ab 9. 2 2 3 2 2 371 14 65 115 6m mn m mn m m m m 10. 1 2 3 1 2 2 3 35 3 8 5 50 4 65 90 7x x x x x x x xa b c a b b c c 1.2. EVALUACIÓN DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS El valor numérico de una expresión algebraica, puede calcularse cuando a cada literal de la expresión se le asigna un valor específico. Al proceso de calcular el valor numérico de una expresión se llama EVALUACIÓN, y consiste en sustituir el valor específico dado de cada literal usando paréntesis antes de efectuar las operaciones. Ejemplos Evaluar las expresiones siguientes, si 3a , 2b , 1c , 2d 1) 2 6a b c d 2 3 2 1 6 2 6 2 1 12 9 2) 2 4 7 3d c d 2 2 4 7 1 3 2 4 4 7 6 48 10 3) 2 3ac bd ad 2 3 1 3 2 2 6 12 18 3 2 6 6 3 4) 2 2 2 2 a b d c 2 2 2 2 3 2 9 4 2 4 13 4 11 9 5) 3 2 2 2 a c b b d 2 2 3 3 2 3 1 2 8 2 1 1 1 1 2 4 4 22 3 2 Ejercicios 1.2. Evalúa las siguientes expresiones si: 1a , 2b , 3c , 4d , 1 2 m , 2 3 n , 1 4 p , 0x 1. 2 2 2b c d a m n x 2. 2 2 22 6 4mx b c d 3. 2 2 2 4 m p a b a c 4. 2 2 2c d m a d 5. 2 2 1 1 1 1 1 1b a b b c n m 6. 2 22 3 4 2 4m n p c m n 1.3. SUPRESIÓN DE SÍMBOLOS DE AGRUPACIÓN Los símbolos de agrupación más empleados, son los paréntesis , corchetes y llaves ; indican prioridad de operaciones, es decir, que indican el orden en que deben realizarse las operaciones. Cuando se escribe una expresión dentro de un símbolo de agrupación, esta se considera como una sola cantidad; por ejemplo, si se encierra dentro de un paréntesis al binomio 2 4x y como 2 4x y , se considera la suma de 2x y 4 y como una sola cantidad. Cuando hay un signo de más “ ” o un signo de menos “ ” antes de un símbolo de agrupación que encierra una expresión algebraica, sucede que: 11 o Si hay un signo , los signos de los términos no se alteran al eliminar el símbolo de agrupación. o Si hay un signo , el signo de cada uno de los términos cambia al eliminar el símbolo de agrupación. Eliminar o suprimir símbolos de agrupación, significa efectuar las operaciones indicadas por ellas y se empieza con el que esté situado más adentro, siguiendo el propio orden de las operaciones a efectuar. Ejemplos Suprimir símbolos de agrupación y reducir términos semejantes. 1) 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 3x x x x x x x x 5x 2) 4 2 3 5 2 1 4 2 3 5 2 2 4 2 3 5 2 2a a a a a a a a a a a a = 4 2 2 3 5 2a a a a a 3) 3 5 2 3 5 2 3 5 2x y x y x y x y x y x y x y x y x y =3 5 2 3 2 5x y x y x y x x x y y y 6 7x y 4) 3 1 1 3 1 1 4 2 4 4 2 4 2 3 2 2 3 2 a b a b a b a b a b a b = 3 1 1 3 1 1 4 2 4 4 2 4 2 3 2 2 3 2 a b a b a b a b a b a b = 1 3 1 3 12 3 4 1 4 2 4 4 3 2 2 3 2 2 2 a a a a a a b b b b b b 8 3 4 3 a b Ejercicios 1.3. Quita los símbolos de agrupación y reduce combinando términos semejantes. 1. 4 3 3 1x y x 2. 2 3x y x y x y 3. 1 2 3 3a b a 4. 8 3 3 3a a b a b 5. 3 4 3x x x 6. 5 3 2 4a b b c b a a c 7. 3 2 4 3 2xy xy x y xy x xy 8. 2 3 5 6 5a ab b a ab b a b 1.4. SUMA Y RESTA DE POLINOMIOS 12 Hay una clase de expresiones algebraicas, llamadas POLINOMIOS que reciben especial atención en la matemática (es decir, que todo polinomio es una expresión algebraica, pero hay expresiones algebraicas que no son polinomios). Para que una expresión algebraica en una variable reciba el nombre de POLINOMIO, sus términos deben tener ciertas características, en general se pueden representar como: 01 1 1 ... axaxaxa n n n n , donde los coeficientes na , 1na ,…, 1a , 0a pueden representar cualquier número real; los exponentes n , 1n ,…1 deben ser números enteros positivosy la variable x puede ser cualquier número real. Una expresión algebraica con un solo término recibe el nombre de MONOMIO si cumple con cualesquiera de las siguientes condiciones: a) Es una constante. b) Sus variables tienen exponentes enteros positivos y la única operación entre el coeficiente numérico y las variables es la multiplicación. Ejemplos de términos que si son monomios: x , 25x , 7 , 3ab , 31 2 pq r , 2 3 , 3 33 7 x yz , etc. Ejemplos de términos que no son monomios: 2 5 x , 2 2 2x y , 2 x , 2 3 4 4 p q r , etc. Una expresión algebraica formada por dos términos no semejantes y ambos términos son monomios, recibe el nombre de BINOMIO. Ejemplos de expresiones que si son binomios: x y , 2a a , 22 3b , 3 4abc , 1 2 x , 23pq r , etc. Ejemplos de expresiones que no son binomios: 3p x q , 22x x , 2 15x x , 2 12y y , etc. En general, cualquier expresión algebraica formada por un número finito de monomios, recibe el nombre de POLINOMIO. 13 Una expresión algebraica que tenga al menos un término que no sea monomio, NO ES POLINOMIO. Los polinomios se pueden clasificar: a) Según el número de variables que tengan b) Según su grado: En polinomios con una variable, su grado es el mayor exponente de la variable. En polinomios con más de una variable, su grado es el mayor de los grados de sus monomios (se determina sumando los exponentes de sus variables). Ejemplos 1) 23 2 1x x Polinomio con una variable y de grado 2 2) 26x y y Polinomio con dos variables y de grado 3 3) 2 2 33 2 4xyz y y z Polinomio con tres variables y de grado 5 1.4.1. SUMA DE POLINOMIOS Se pueden sumar dos o más polinomios escribiendo uno a continuación de otro, respetando sus signos y reduciendo términos semejantes si los hay, o también, colocándolos uno debajo de otro agrupando en columnas los términos semejantes para efectuar su reducción. La resta de polinomios es similar a la suma, teniendo en cuenta que en el polinomio que se va a restar, cambian de signo todos sus términos. Ejemplos 1) Sumar los polinomios 2336,582 242 xxxxx 2 4 2 4 2 22 8 5 6 3 3 2 6 2 3 8 3 5 2x x x x x x x x x x 4 26 5 3x x x O también: 2) Restar 2336 24 xxx de 582 2 xx 2 4 2 2 4 22 8 5 (6 3 3 2) 2 8 5 6 3 3 2x x x x x x x x x x 4 26 5 11 7x x x O también: 2 4 2 4 2 2 8 5 6 3 3 2 6 5 11 7 x x x x x x x x Ejercicios 1.4.1. 2 4 2 4 2 2 8 5 6 3 3 2 6 5 3 x x x x x x x x 14 En cada uno de los siguientes ejercicios, encuentra primero la suma de los polinomios y segundo, resta el segundo del primero. Primero Segundo 1. 7 7x y ; 3 9 6x y z 2. 3 6 3 4x xy yz ; 3 7 6 13x xy yz Primero Segundo 3. 2 23a ab b ; 2 25ab a b 4. 3 2 32 1 2 3 4 5 m mn n ; 2 2 31 1 3 6 8 5 m n mn n 5. 3 2 32 5 1 9 6 3 a ax x ; 2 2 33 7 1 7 8 9 a x ax x 6. 3 2 4 51 3 1 10 4 6 x y xy y ; 4 3 2 52 12 5 3 x y x y y 1.5. MULTIPLICACIÓN DE POLINOMIOS. LEYES DE LOS SIGNOS, DE LOS COEFICIENTES Y DE LOS EXPONENTES a) Multiplicación de números reales: Si x y y son dos números reales cualesquiera: x y xy ; x y xy ; x y xy ; x y xy b) El producto 3 5x significa tres veces cinco, es decir, 3 5 5 5 5x (tres términos de 5 ) de la misma manera: 4x x x x x (cuatro veces x o cuatro términos de x ) 3ab ab ab ab (tres veces ab o tres términos de ab ) En general, si “ n ” representa un número entero positivo cualquiera, se tiene que nx , significa: n - veces x o n términos de x , o sea: n veces nx x x x x c) 42 es una forma compacta de representar el producto formado por cuatro factores, todos iguales a 2 , es decir: 4 4 2 2 2 2 2 2 factores iguales a de la misma manera: 3 3 3 3 3 ; 5 2 2 2 2 2 2 5 5 5 5 5 5 15 Si “ x ” representa un número real y “ n ” es un entero positivo, entonces: A partir de esta definición, se puede obtener una regla para el producto de potencias de igual base a una sola potencia, por ejemplo: Si “ x ” representa un número real cualquiera y “ n ” y “ m ” son dos enteros positivos cualesquiera: El producto de dos potencias de igual base es una potencia cuya base es la misma que tienen las factores y cuyo exponente es la suma de los exponentes de los factores (esta regla se generaliza al producto de más de dos potencias). La propiedad distributiva en los números reales establece que si , ,a b c son tres números reales cualesquiera, entonces: a b c ab ac la cual se puede extender a: 1 2 3 1 2 3n na b b b b ab ab ab ab y se aplica para multiplicar polinomios. Ejemplos Multiplicar: 1) 2 2 2 2 22 2 2a a a a a a a 4 32 2a a 16 2) 2 2 3 2 1 2 1 2 3 6 3 2 3 3 3 2 6 2 3 2 3 2 3 x x x x x x x x x x x 3 23 2 6 2 x x x 3) 4 2 6 1 4 2 6 1 12 12 12 4 4 2 6 6 1 3 2 3 2 x x x x x x 4 4 4 2 6 6 6 1 16 8 36 6x x x x 28 2x 4) 3 1 3 3 1 3 3x x x x x x x x x 2 2 3x x El primer polinomio se considera como una sola cantidad y se aplica la propiedad distributiva como en los ejemplos anteriores. Se obtiene el mismo resultado si se ordenan los polinomios uno arriba del otro y se multiplica el polinomio superior por cada uno de los términos del inferior. Los términos semejantes obtenidos en el producto se acomodan en una misma columna para facilitar la suma. Ejemplo 5) 2 2 2 22 3 9 2 2 3 2 9 2 3 2 3 9 2 9x x x x x x x x x x x x x x x 3 2 22 3 6 9 18x x x x x 3 25 15 18x x x O también: Ejercicios 1.5. Multiplica como se indica y reduce términos semejantes. 1. 2 2 4 2 6 3 3 3 m xa b ab a a b 2. 2 3 2 2 3 7 xy y x y x 3. 3 3xy x y 4. 3 5 6x y x y 5. 21 1 2 4 2 3 3 5 x xy x y 6. 21 1x x x 17 7. 2 24 2 5c a c ac a 8. 2 27 3 5 6x x x 9. 2 2 1 1 1 2 3 2 3 4 3 2 x xy y x y 10. 2 23 4 2 3a a a a 11. 1 2 3x x x 12. 2 3 2 1m m m 13. 2 23 2 3 4b b b 14. 2 23 2 7 8a c a ac c 15. 2 2 1 2 1 3 4 3 4 2 a ab b a b 1.6. DIVISIÓN DE POLINOMIOS. LEYES DE LOS SIGNOS, COEFICIENTES Y EXPONENTES. a) División de números reales. Si x y y representan dos números reales cualesquiera y y es distinto de cero 0y , por lo tanto, se tiene que: x x y y ; x x y y ; x x y y ; x x y y b) La división 30 12 ab cd se puede efectuar como sigue: 30 2 3 5 12 2 2 3 ab ab cd cd 5 2 ab cd (se descompuso el 30 y el 12 en sus factores primos para simplificar a su mínima expresión). c) La división de 7 4 x x se puede realizar de la siguiente manera: 7 4 3 4 4 x x x x x 3x Ejemplos Realizar la división de monomios. 1) 5 4 5 3 4 2 3 2 x y x y x y 2 2x y 2) 3 2 4 3 2 4 3 1 2 2 4 3 2 0 1 2 3 2 3 12 2 2 3 2 2 18 2 3 3 3 3 x y z x y z x y z x y z xy z xy z 22 3 x z Realizar la división de un polinomio entre un monomio. 1) 4 3 4 312 6 18 12 6 18 6 6 6 6 x x x x x x x x x x 3 22 3x x 18 2) 3 2 2 3 4 3 2 2 3 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 2 4 2 2 2 2 x y x y xy x y x y xy x y x y x y x y 2 2 2 y x y x Realizar la división de dos polinomios. 1) 4 2 8 15 24 2 4 dividendox x divisorx x Primero se completa el dividendo: 4 3 2 2 8 0 0 15 24 2 4 x x x x x x Por lo tanto: 4 2 8 15 24 2 4 x x x x 2 2 4 4 2 7 2 4 x x x x 2) 24 4 3 2 3 x x x Por lo tanto: 24 4 3 2 3 x x x 2 1x ALGORITMO DE LA DIVISIÓN Sean f x y g x dos polinomios tales que g x no es una constante. Si el polinomio f x es de grado mayor o igual que el grado de g x , entonces existen polinomios únicos q x y r x de modo que el grado de r x es menor que el de g x y: 19 f x r x q x g x g x ó f x q x g x r x Si el grado de f x es menor que el de g x , el polinomio 0q x y f x r x ; por otro lado, el grado de q x es igual al de f x menos el de g x . 1.7. DIVISIÓN SINTÉTICA Cuando se divide un polinomio entre otro de grado uno, de la forma ax b , se puede hacer uso de la división corta (o sintética) que consiste en hacer más breve dicha operación. Se ejemplificará esto con el ejemplo anterior dos 24 4 3 2 3 x x x Ejemplos 1) 24 4 3 2 3 dividendox x divisorx 1º Se completa y ordena el dividendo y se factoriza el divisor como se muestra: 2º Se hace el siguiente arreglo: Para obtener el cociente, se divide estos números entre 2 (factor de 3 2 x ), resultando: , por lo tanto: 24 4 3 2 3 x x x 2 1x Si el dividendo es de segundo grado y el divisor de primer grado, entonces el cociente es de 2 1 1 primer grado. Si el residuo es cero como en este caso, se dice que el dividendo 344 2 xx es divisible entre el divisor 32 x . Se hace la observación importante, de que la división sintética, 20 solo puede aplicarse cuando el polinomio divisor es de primer grado. 2) 5 4 3 26 2 3 3 3 3 1 x x x x x x 5 4 3 26 2 3 3 3 1 3 3 x x x x x x Por lo tanto: 5 4 3 26 2 3 3 3 3 1 x x x x x x 4 2 22 1 3 1 x x x Ejercicios 1.7. Efectúa las divisiones indicadas. 1. 32 4 ab ab 2. 2 3 2 36 6 x y x y 3. 2 315 9 3 a b ab ab 4. 2 3 2 14 21 7 x x x 5. 4 3 2 4 2 2 2 2 2m n m n m n m n 6. 29 6 3 3 x x 7. 2 7 6 1 x x x 8. 23 24 3 x x x 9. 38 6 2 x x x 10. 212 7 10 3 4 x x x 11. 3 2 2 10 12 27 3 x x x x x TEORÍA DE LOS EXPONENTES Cuando un número real 0x está elevado a un exponente n (entero positivo), esto se escribe: Si el exponente es igual a cero: 0 1x (todo número real elevado a la cero potencia es igual a uno, excepto el cero), una forma de ver esto, puede ser si: 1 0 xx x x nn n n 6 0 3 0 3 2 0 1 0 1 3 21 Si el exponente es un entero negativo: 1n n x x Si el exponente es una fracción p q , donde p y q son enteros y 0q : p pq qpqx x x Las reglas para operar con exponentes, reciben el nombre de LEYES DE LOS EXPONENTES y algunas de estas son: Si x y y representan números reales distintos de cero 0, 0x y y n y m enteros positivos: 1. n m n mx x x (si son iguales las bases, se suman los exponentes) 2. m n n mx x ; 3. n n nxy x y ; 4. n n n x x y y ; 5. n n m m x x x Nota: Estas leyes se pueden generalizar para cuando los exponentes son números reales también. Ejemplos Realizar las operaciones indicadas, utilizando las leyes de los exponentes y expresando los resultados sin exponentes fraccionarios ni negativos. 1) 1 1 7 2 32 73 3 3x x x x x 7 3 x ; 2) 2 2 3 8 9 13 3 4 12 12 3 1 4 12 1a a a a a a 12 1 a 3) 1 41 4 4 43 333p p p p 4 3 p ; 4) 1 3 1 1 1 3 3 3 3 3 1 1 1 xy x yxy x y 3 1 xy 5) 11 22 1 1 1 2 2 2 1 2 1 1a b b b aa a a b b b a Ejercicios 2.1. Desarrolla: 1. 2 24a 2. 4 4y 3. 3 5a 4. 3 23xy 22 5. 3 2 32x y 6. 3 3 47ab c 7. x m na b 8. 2 3 m a b c 9. 2 2 x y 10. 3 2 2a b 11. 4 21 3 ab 12. 5 2 41 2 a b 13. 0 4 14. 0 2xy 15. 0 24m n 16. 0 31 2 xy Expresa con signo radical: 1. 3 5x 2. 3 44a 3. 1 2xy 4. 4 5 5 22a b 5. 2 4 2 7 5 73x y z 6. 5 1 5 4 2 3 zyx Expresa con exponente fraccionario: 1. 5a 2. 3 7x 3. 542 x 4. 3 542 ab c 5. 2 3 955a x y z 6. 3n xrm a b c Expresa con exponentes positivos y simplifica: 1. 1 4 2a b 2. 1 2 33x y 3. 1 4 2 3 4 3 8 m n m n 4. 1 22 3 2 13 a x a x y 5. 2 1 3 4 1 2 2 x y x yz 6. 2 1 3 3 2 4 3a mn a m n Efectúa las operaciones indicadas: 1. 2 3 5 53m m 2. 1 1 3 22 2x y x y 3. 2 1 1 2 3 3 3 3a b a b 4. 3 1 242a b ab 5. 3 1 2 2a b a b 6. 1 2 2 25 3 2 1 3 7 m b m b 7. 2 1 5 5a a 8. 3 1 4 2m m 9. 2 1 5 54 2x x 10. 7 3 4a a 11. 2 1 3 2 x y x y 12. 3 2 3a b 13. 3 2 1a b 14. 2 2 5 1 5 8 4 x y xy 15. 2 1 4 4x y 16. 2 11 322a b 17. 1 2 22 3 0x y x y 18. 2 2 2 3 7 8 3 7 yyz x RADICALES La raíz n -ésima de un número real “ a ”, se expresa como: 23 Cuando el índice “ n ” es par, entonces el subradical “ a ” deber ser no negativo 0a . Si el índice “ n ” es impar, entonces el subradical “ a ” puede ser positivo, negativo o nulo (es decir, cualquier número real). Definición La raíz n -ésima de un número real “ a ” es un número “ k ” cuya potencia n -ésima es “ a ”, es decir: n a k ya que nk a Ejemplos 1) 3 8 2 ya que 32 8 ; 2) 9 3 ya que 23 9 ; 3) 5 32 2 ya que 5 2 32 4) 4 no es un número real porque el subradical es negativo y el índice “ n ” es par. 3.1. REDUCCIÓN DE RADICALES Recordando del capítulo anterior que los radicales pueden ser sustituidos por exponentes fraccionarios: p pq qpqx x x Entonces las operaciones con radicales pueden efectuarse utilizando las leyes de los exponentes y se llaman LEYES DE LOS RADICALES: 1. 1 1n ; 2. 0 0n ; 3. nn nxy x y ; 4. ; 0 n n n x x y y y 5. n mm nm nx x x ; 6. n nkm mka a ; k es un entero positivo. 3.2. SIMPLIFICACIÓN DE RADICALES Un radical n a se dice que está simplificado cuando: ◊ El subradical no contiene factores afectados de exponentes mayores que el índice “ n ” del radical. ◊ El índice del radical “ n ” es el menor posible. ◊ El subradical no contiene fracciones. ◊ No hay radicales en el denominador de ninguna fracción. 24 Antes de ver algunos ejemplos, hay que recordar que para descomponer un número en sus factores primos, es conveniente aplicar algunas reglas de divisibilidad: A. Cuando un número termina en cifra CERO o PAR, dicho número es divisible entre 2. B. Si un número termina en cifra CERO o CINCO, dicho número es divisible entre 5. C. Si la suma de sus dígitos de un número es divisible entre tres, dicho número es divisible entre 3. Ejemplos Simplificar los siguientes radicales: 1) 90 Solución El subradical se descompone en sus factores primos como sigue: 290 3 5 2 ; por lo que 290 3 5 2 y por la propiedad 3: 2) 524x Solución 5 2 4 2 4 424 2 2 3 2 2 3 4 6x x x x x x x 22 6x x 3) 6 53 54x y Solución 3 23 3633 56 2354 yyxyx 2 233 2x y y 4) 6 104 64x y 25 Solución Si el índice del radical “ n ” y los exponentes de todos los factores poseen un factor común, tanto el índice como los exponentes de los factores del subradical se dividen entre su factor común (propiedad 6) 6 10 2 3 2 3 2 5 3 3 5 2 2 44 2 264 2 2 2 2x y x y x y x y xy 22 2xy xy Ejercicios 3.2. Expresa cada uno de los siguientes radicales en su forma más simple. 1. 18 2. 3 48 3. 42 243 4. 3 1 128 2 5. 4 53 64x y 6. 6 2 29a x 7. 2 24 25a b 8. 2 3 3 5a 9. 4 88 81x y 3.3. INTRODUCCIÓN DE FACTORES EN UN RADICAL Para introducir una cantidad en un radical, se eleva dicha cantidad a la potencia que indica el índice del radical. Ejemplos 1) 2 23 5 3 5 9 5a ab a ab a ab 345a b 2) 3 3 3 3 33 3 2 2 2x x x x x x y y y y y y 4 3 4 8x y Ejercicios 3.3. Dando al coeficiente el exponente apropiado, inclúyelo dentro del signo radical. 1. a b 2. 22 3b a 3. 33 2 9 a x x a 4. a a b a b 5. 2 4 2 4 x x x 6. 2 1 1 2 4 a a 3.4. REDUCCIÓN DE RADICALES AL MÍNIMO COMÚN ÍNDICE Radicales de distintos índice, pueden convertirse a radicales con el mismo índice obteniendo el mínimo común múltiplo (M.C.M.) de los índices (que será el índice común) y elevando cada subradical a la potencia que resulta de dividir el índice común entre el índice de su radical. 26 Antes de resolver algunos ejemplos, recuerda que: “El mínimo común múltiplo (M.C.M.) de dos o más números, es el menor de sus múltiplos comunes” Ejemplo Los primeros diez múltiplos de los números 12 y 18 son: 12 12,24,36,48,60,72,96,108,120,132,M 18 18,36,54,72,90,108,126,144,162,180,M la intersección de estos dos conjuntos es: 12 18 36,72,108,M M de donde 36 es el M.C.M. de 12 y 18 . Una manera más sencilla de obtener el M.C.M. de dos o más números, es la siguiente: Descomponer cada número en sus factores primos. Tomar los factores comunes repetidos y no repetidos de mayor exponente. El M.C.M. es el producto de estos factores del paso anterior. Ejemplo Encontrar el M.C.M. de los números 12 y 18 . El M.C.M. de 12 y 18 es 2 22 3 4 9 36 Ejemplos Reducir al mínimo común índice: 1) 22x , 23 4xy Solución El M.C.M. de 2 y 3 es 2 3 6 ; 6 426 22 6 3 6 23 2 16)4()4(4 yxxyxyxy 6 3 2 2 26 622 2 2x x x 6 68x 2) 3ab , 34 a b , 10 24a 27 Solución El M.C.M. de 2, 4 y 10 es 22 5 20 ; 20 20 23 3ab ab 10 20 3ab 20 3 34 20 4a b a b 5 320 a b ; 20 10 2 220 104 4a a 2 220 4a Ejercicios 3.4. Reduce el mínimo común índice. 1. 42 , 3 2. 35 , 2 3. 5 23 2 , 3ab a x 4. 235 , 4x x y 5. 62 3 5 44 8 , 3a x a m 6. 5 102 34 3 , 2 , 7a b x 3.5. REDUCCIÓN DE RADICALES SEMEJANTES Dos radicales son semejantes si después de que han sido simplificados, constan del mismo subradical y el mismo índice. Ejemplos 1) 6 2 y 3 2 son radicales semejantes. 2) 3 8 y 128 ¿son radicales semejantes? Solución Primero se descompone en sus factores primos cada subradical. 3 2 23 8 3 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 6 2 7 6 6128 2 2 2 2 2 8 2 ya que 3 8 6 2 y 128 8 2 por lo tanto si son radicales semejantes. 3) 3 81 y 3 375 ¿son radicales semejantes? 28 Solución 3 3 34 3 33 381 3 3 3 3 3 33 3 3 33 33 3375 5 3 5 3 35 3 si son semejantes. 3.6. SUMA Y RESTA DE RADICALES La suma o resta de radicales semejantes se efectúa como la de términos semejantes. Ejemplos Efectuar las siguientes operaciones con radicales. 1) 54 24 150 Solución 3 3 2 2 2 254 24 150 3 2 2 3 5 2 3 3 3 2 2 2 3 5 2 3 3 6 2 6 5 6 54 24 150 3 2 5 6 6 6 2) 3 516 7x x x x x Solución 3 5 2 4 21 1 16 7 6 7 6 7 6 7x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 3 5 1 6 7 6 7 0x x x x x x x x x x 0 3) 2 24 416 81 36a a a Solución 29 La raíz 36a se convierte al mismo índice de las otras dos: 4 22 2 2 4 4 2 24 4 44 4236 36 36 3 2 3 2 3 2a a a a a a Por lo tanto 2 2 4 2 4 2 2 2 2 24 4 4 4 4 4 4 416 81 36 2 3 6 2 3 6a a a a a a a a a 4 24 24 24 2 )632(368116 aaaaa Ejercicios 3.6. Simplifica los radicales y reduce los que sean semejantes. 1. 3 7a b a b a b 2. 3 4 5ab b a ab 3. 50 32 18 4. 1 1 3 12 18 48 2 3 4 5. 20 2 75 4 12 6. 2 2 2 22 9 16 4m n m n mn mn 3.7. MULTIPLICACIÓN, DIVISIÓN Y POTENCIACIÓN DE RADICALES Para multiplicar o dividir radicales, es necesario que sean del mismo índice (si son de índices diferentes, deben convertirse al mismo índice) y después aplicar las propiedades 3. nn nxy x y o la 4. ; 0n n n x x y y y . Cuando un radical se eleva a un exponente, se aplican las propiedades p pq qpqx x x y m n nma a Ejemplos Efectuar las operaciones indicadas. 1) 7 2 7 2 14 ; 2) 22 2 2a ab a ab a b 2a b 3) Cuando se multiplican expresiones con radicales con más de un término, es lo mismo que con los polinomios, por ejemplo: 4) 15 15 33 5 ; 5) 3 5 3 5 4 22 a b a b ab a ba b 2b a 30 6) 2 2 22 225 4 2 2 44 4 4 4 16x x x x x x x x x 516x Ejercicios 3.7. Efectúa las operaciones indicadas y expresa cada resultado en su forma más simple. 1. 5 4 8 2. 22 7 28a a 3. 2 318 2x y xy 4. 3 23 3 4a a 5. 3 33 412 9a b ab 6. 12 5x a a a 7. 4 3 2 5 3 8. 3 2x x 9. 2 3 1a b 10. 2 3 7 5 5 3 11. 4 6 2 3a 12. 2 3 10 a a 13. 1 3 2 3 4 xy x 14. 2 2 x 15. 3 5 2 16. 3 b a 3.8. RACIONALIZACIÓN Racionalizar una fracción que contiene radicales, significa remover (quitar) los radicales. a) Cuando se tiene un radical en el denominador de una fracción, el cual se quiere remover, se debe multiplicar el numerador y el denominador de dicha fracción por el radical del denominador elevado a un exponente tal que, cuya suma con el exponente original, sea un múltiplo entero del índice “ n ” del radical original. Ejemplos Racionalizar el denominador de cada fracción. 1) 2 4 4 2 4 2 4 2 22 2 2 2 2 2 ; 2) x x x x x x xx 5 3 )(5 3 )( )( 5 3 5 3 3 2 33 3 2 23 23 33 3) 2 2 2 1 2 1 1 1 1 1 x x x x x x 2 1 1 x x 31 b) Cuando el denominador de una fracción consta de dos términos que contienen radicales de segundo grado, se racionaliza multiplicando numerador y denominador por el conjugado del denominador (se hace uso del producto 2 2a b a b a b ). Ejemplos Racionalizar el denominador de cada fracción. 1) 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 22 2 1 2 2 1 2 1 2 11 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2) 6 3 26 6 3 2 3 23 2 3 2 3 2 6 3 2 Ejercicios 3.8. Racionaliza el denominador. 1. 1 5 2. 1 2 2 3 3. 3 5 4. 3 2x 5. 2 2 a ax 6. m a b 7. 6 2 3 8. 5 2 3 4 3 9. 2 5 2 5 10. 2 a x a x 11. 1 1 x x x x Nota adicional: Cuando el denominador de una fracción consta de dos términos que contienen radicales de tercer grado de la forma 3 3a b , se racionaliza multiplicando numerador y denominador por 2 2 3 3 3 3a a b b respectivamente (o sea que en estos casos se usa el producto 2 2 3 3a b a ab b a b ). Ejemplo Racionalizar el denominador. 1) 2 2 3 3 3 3 3 32 23 3 3 3 3 32 23 3 3 3 3 33 3 3 3 5 5 3 3 1 1 5 5 3 3 25 15 9 5 35 3 5 3 5 35 5 3 3 32 3 3 1 5 3 3 3 325 15 9 8 IV PRODUCTOS NOTABLES Existen algunos productos de expresiones algebraicas que reciben especial atención debido a que en su obtención se sigue una regla fácil de memorizar, algunos de estos productos son los siguientes y reciben el nombre de productos notables. 4.1. CUADRADO DE UNA EXPRESIÓN ALGEBRAICA FORMADA POR DOS TÉRMINOS 2 2 2( ) ( )( )a b a b a b a a a b b a b b a ab ab b 2 22a ab b Por lo tanto: 2 2 22a b a ab b y se puede memorizar diciendo que es igual “al cuadrado del primero 2 a más el doble producto del primero por el segundo 2ab más el cuadrado del segundo 2 b . Un desarrollo análogo al de 2 a b es el de 2 a b : 2( ) ( )( )a b a b a b a a a b b a b b 2 22a ab b 4.2. PRODUCTO DE DOS EXPRESIONES CONJUGADAS La expresión a b es la conjugada de a b y viceversa. 2 2a b a b a a a b b a b b a ab ab b 2 2a b Por lo tanto: 2 2a b a b a b y se puede memorizar diciendo que es igual “a una diferencia de cuadrados”. Si el orden de los factores cambia, el resultado es el mismo, o sea: 2 2a b a b a b a b a b 33 4.3. PRODUCTO DE DOS EXPRESIONES CON UN TÉRMINO COMÚN DE LA FORMA a b a c 2a b a c a a a c b a b c a c a b a b c 2a c b a bc Por lo tanto 2a b a c a c b a bc y se puede memorizar diciendo que es igual a “el cuadrado del término común más el producto del término común por la suma de los no comunes más el producto de los no comunes. 4.4. CUADRADO DE UNA EXPRESIÓN ALGEBRAICA FORMADA POR TRES TÉRMINOS 2 a b c a b c a b c a a a b a c b a b b b c c a c b c c 2 2 2 2 2 2 2a b c a ab ac ab b bc ac bc c a b c ab ab ac ac bc bc 2 a b c 2 2 2 2 2 2a b c ab ac bc Por lo tanto 2 2 2 2 2 2 2a b c a b c ab ac bc y se puede memorizar diciendo que es igual a “el cuadrado del primer término más el cuadrado del segundo más el cuadrado del tercero más el doble producto del primero por el segundo más el doble producto del primero por el tercero más el doble producto del segundo por el tercero. 4.5. CUBO DE UNA EXPRESIÓN ALGEBRAICA FORMADA POR DOS TÉRMINOS 3 2 2 2 2 2 2 22 2 2a b a b a b a ab b a b a a a b aba abb b a b b 3 3 2 2 2 2 32 2a b a a b a b ab ab b 3 2 2 33 3a a b ab b Por lo tanto 3 3 2 2 33 3a b a a b ab b se puede memorizar diciendo que es igual a “el cubo del primero más tres veces el cuadrado del primero por el segundo más tres veces el primero por el cuadrado del segundo más el cubo del segundo. Ejemplos 34 Desarrollar los siguientes binomios o trinomios según sea el caso. 1) 2 3x 2 2 2 3 3x x 6 9x x 2) 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 9 6 2 x y x x y y x xy y y x y y x x y yx x 2 2 2 2 9 6 x y y x 3) 2 2 7 2 7 2 7 2y y y 249 4y 4) 2 23 1 3 1 3 1x x x 9 1x 5) 2 7 2 7 5 7 2 5 7 2 5w w w w 249 49 10w w 6) 2 2 2 3 2 3 2 3 2 4 2 3x y x y x y y x y y x y x y 2 2 3x y x y 2 4 2 3x xy y 7) 2 2 2 2 2 3 2 3 2 2 2 3 2 2 3x y z x y z x y x z y z 2 2 3x y z 2 2 24 9 4 6 12x y z xy xz yz 8) 2 2 222 2 2 22 2 2 2 2 2 2 x x x x y z y z y z y z y y y y 2 22 x y z y 2 2 2 4 2 2 2 4 4 4 x xz y z x yz y y 9) 3 3 2 3 2 2 3 2 3 3 2 2 2 2 2 8 4 2 3 3 3 3 x x x x x x x x x x x x x x y y y y y y y 3 2x x y 3 3 3 3 3 2 8 12 6x x x x y y y 10) 3 3 2 2 3 4 3 4 3 4 4x x x x 3 212 48 64x x x Ejercicios 4.5. 35 1. x y x y 2. 2 4r s 3. 3 1x 4. 2 2 2 2x y x y 5. 2 3 3a b 6. 2 2 2 23 11 3 11a b a b 7. 2 2 3x y 8. 3 1 3 1m m 9. 2 2 24 3x y 10. 3 3ab ab 11. 5 6ab ab 12. 3 2 2a b 13. 1 5ax ax 14. 3 22 y 15. 3 4 3 4x x 16. 1 13 4m mx x 17. 2 11x y 18. 3 312 15a a 19. 3 a b 20. 2mn y mn y 21. 2 1 23a ax x 22. ab cd ab cd 23. 2 2 4mn 24. 3 1 5ax 25. 3 8x xa a 26. 2 29 12xy xy 27. a b c a b c 28. 3 3 3 3 2 x y 29. 2 2 2m n 30. 2 5 2 2 3 4 3 7 x x 31. 1 16 5x xa a 32. 3 2 1 5 a 33. x n x na b a b 34. 2 2 6 5 5 2 x x a a 35. 2 2 3 3 4 xy a 36. 3 2 3 5 xy z 37. 3 3 2 6 a a b b 38. 1 18 9a ax x 39. )12)(12( 22 nnnn 40. 2 3 4 2 3 4x y z x y z 41. 1 2 1 2x y x y 42. 2 3x y V. FACTORIZACIÓN La factorización se puede considerar como un procedimiento contrario al de la multiplicación, ya que mientras en ésta al conocer los factores, se obtiene el producto, en la factorización conociendo el producto se trata de obtener sus factores. La factorización es el procedimiento que consiste en representar las expresiones matemáticas como el producto de dos o más factores. En particular, se tratará la factorización de polinomios con coeficientes enteros. 5.1. MÁXIMO COMÚN DIVISOR (M.C.D.) DE VARIOS TÉRMINOS El máximo común divisor (M.C.D.) o máximo factor común (M.F.C.) de dos o más números enteros, es el producto de sus factores primos comunes de menor exponente. 36 El M.C.D. o M.F.C. de un conjunto de monomios se obtiene tomando el producto del M.F.C. de los coeficientes numéricos de los monomios y las literales comunes cada una elevada a su mínima potencia. Ejemplos Obtener el M.C.D. o M.F.C. de: 1) 25,50,125 Solución Por lo tanto, el M.C.D. de 25,50,125 es 25 25 2) 16, 24, 40 Solución Por lo tanto, el M.C.D. de 16, 24, 40 es 32 8 3) 3 4 215 ,25 ,30x x x Solución Por lo tanto 3 3 4 2 4 2 2 15 3 5 25 5 . . . 30 2 3 5 x x x x M C D x x 25x 4) 9 1x y 2 3 1x Solución 37 2 2 2 9 1 3 1 . . . 3 1 3 1 x x M C D x x 3 1x 5) 2 2x x y 2 2 2x x Solución . . .M C D 2x x 5.2. FACTOR COMÚN Es importante saber, que la factorización de una misma expresión matemática puede obtenerse de diferentes maneras. Ejemplos 1) 24 3 8 2 3 4 6 4 etc. 2) 2 3 3 26 2 3 3 2x y xy x y x xy etc. 3) 3 2 22 2 12 2 6 2 2 3x x x x x x x x x etc. Tratando de evitar esto y obtener una única respuesta, es necesario llegar hasta lo que se conoce por “factorización total”, “factorización completa” o “máxima factorización”, lo cual se logra obteniendo el M.C.D. o M.F.C. de todos los términos de una expresión matemática. Ejemplos Obtener el factor común de las siguientes expresiones. 1) 2) 6 12x 3) 2 26 4 10x y xy x Solución Solución 2 6 3 2 . . . 3 2 6 12 3 2 x x M C D 2 2 2 2 2 6 3 2 4 2 . . . 10 2 5 x y x y xy xy M C D xy xy 2xy 6 12x 6 2x 2 26 4 10x y xy x 2 3 2 5xy x y 38 4) 2 4 3 6 3x x Solución 2 224 3 2 3 . . 2 3 6 3 3 2 3 x x M C D x x x 2 4 3 6 3 2 3 2 3 3 2 3 2 6 3x x x x x x 2 3 2 3x x 5) 2 18 3 4 12 4 3x x x Solución )43(6)43(23... )43)(1(23)34(12 )43(32)43(18 2 222 xxDCM xxxx xx 2 18 3 4 12 4 3 6 3 4 3 3 4 2 6 3 4 9 12 2x x x x x x x x x 2 18 3 4 12 4 3x x x 6 3 4 11 12x x 5.3. TRINOMIO CUADRADO PERFECTO Trinomio cuadrado perfecto (T.C.P.) es todo aquel que proviene del cuadrado de un binomio cualquiera, por ejemplo como 2 2 22x y x xy y , por lo tanto, 2 22x xy y es un T.C.P. A una expresión de la forma 2x bx c , de aquí en adelante, se llamará trinomio cuadrático de forma BÁSICA. Si se compara el T.C.P. 2 22x xy y con el trinomio cuadrático de forma BÁSICA 2x bx c , se puede establecer que 2b y y que 2c y o lo que es lo mismo: 2 b y o bien que 2 2 2 b y c . De acuerdo con el resultado anterior, para saber si un trinomio es o no cuadrado perfecto, bastará considerarlo en forma BÁSICA y verificar si cumple o no la igualdad 2 2 b c . Ejemplos Determinar si son T.C.P. 1) 2 26 9x xy y 39 Solución En este caso 6b y y 29c y , aplicando la igualdad 2 2 b c , se tiene que 2 2 26 3 9 2 y y y c 2 26 9x xy y 2 3x y es un T.C.P. 2) 24 8 1x x Solución 24 8 1x x en forma BÁSICA es 2 2 4 2 1x x de donde 4b y 1c entonces 2 2 4 4 2 2 b c 24 8 1x x no es un T.C.P. 3) 29 12 4y y Solución 29 12 4y y en forma BÁSICA es 2 3 4 3 4y y donde 4b y 4c entonces 2 2 4 4 2 2 b c 29 12 4y y 2 3 2y es un T.C.P. 5.4. DIFERENCIA DE CUADRADOS Una diferencia de cuadrados se factoriza como el producto de binomios conjugados, es decir: 2 2a b a b a b . Ejemplos Factorizar los siguientes binomios conjugados. 1) 2 2 249 7x x 7 7x x 2) 22 2 24 2x y x y 2 2x y x y 3) 2 4 4 2 2 2 26 6 6 1 6 1 6 1 1x x x x x 26 1 1 1x x x 4) 228 18 3 2x y ; 3 2 8 2 . . . 2 18 2 3 M C D 22 2 22 28 18 3 2 2 4 9 3 2 2 2 3 3 2x y x y x y 40 228 18 3 2 2 2 3 3 2 2 3 3 2x y x y x y 2 2 9 6 2 9 6x y x y 5) 2 22 9 325 5 16 4 x x 3 3 5 5 4 4 x x 6) 3 3 22 2 23 1 1 3 3 1 3 1 3 1 3 1x y x x y x x x y 3 23 1 1 3 3 1 3 1 3 1x y x x x y x y 3 1 3 1 3 1x x y x y 5.5. SUMA Y DIFERENCIA DE CUBOS Para factorizar binomios que constituyen sumas o diferencias de cubos, se utilizan las formas siguientes: 3 3 2 2a b a b a ab b 3 3 2 2a b a b a ab b Ejemplos Factorizar las siguientes sumas o diferencias de cubos. 1) 3 3 2 23 38 27 2 3 2 3 2 2 3 3x y x y x y x x y y 2 22 3 4 6 9x y x xy y 2) 33 3216 6x x 26 6 36x x x 3) 3 3 2 2364 8 4 2 4 2 4 2 4 2zz z z z 24 2 16 8 4z z z 4) 4 3 3 33 81 3 27 3 3x x x x x x 23 3 3 9x x x x 5) 6 2 3 3 2 2 2 2 264 ( ) (4) ( 4)(( ) 4 (4) )x x x x x 2 4 2( 4)( 4 16)x x x 41 En general, para factorizar binomios que constituyen sumas o diferencias de potencias iguales de la forma n na b , se procede como sigue: Si el exponente “n” es IMPAR: 1 2 3 2 4 3 1n n n n n n na b a b a a b a b a b b Si el exponente “n” es PAR: n na b no es factorizable por este método 1 2 3 2 4 3 1n n n n n n na b a b a a b a b a b b ó 1 2 3 2 4 3 1n n n n na b a a b a b a b b 5.6. TRINOMIOS CUADRÁTICOS DE LA FORMA 2x bx c , CON b Y c ENTEROS DISTINTOS DE CERO Al multiplicar dos binomios con un término común 2x m x n x m n x mn se obtiene un trinomio cuadrático de forma BÁSICA 2x bx c , en donde b m n y el valor de c m n , esto es: 2x m x n x m n x mn 2x b x c Por lo tanto, los trinomios cuadráticos de la forma BÁSICA 2x bx c pueden factorizarse como el producto de dos binomios de la forma x m x n , invirtiendo el procedimiento como sigue: Primero, los trinomios deberán expresarse en forma BÁSICA para poder identificar los valores , ,x b c Segundo, se buscan dos enteros m y n cuya suma m n b y cuyo producto m n c Ejemplos Factorizar los siguientes trinomios cuadráticos. 1) 2 11 24k k Solución 42 El trinomio ya está en forma BÁSICA, en donde x k , 11b y 24c , esto indica que el término común de los binomios factores es k y los términos no comunes m y n serán dos enteros negativos (*) porque 11b (es negativo) y 24c (positivo), tales que su suma sea igual a 11 y que su producto sea 24 , estos números son 8 y 3 ya que 8 3 11 y 8 3 24 por lo tanto: 2 11 24k k 8 3k k (*) Cuando “ c ” es positivo, “ m y n ” llevan el signo de “b ”. Cuando “ c ” es negativo, entonces el de mayor valor absoluto lleva el signo de “b ”. 2) 29 6 24z z Solución 1º se expresa en forma BÁSICA 2x bx c : 229 6 24 3 2 3 24z z z z en donde 3x z , 2b y 24c , el término común de los binomios es 3z y los no comunes son 6 y 4 ya que 6 4 2 y 6 4 24 , por lo tanto: 29 6 24z z 3 6 3 4z z 3) 225 45 36y y Solución Su forma BÁSICA es 2 5 9 5 36y y en donde: 5x y , 9b y 36c ahora hay que encontrar dos números cuya suma sea 9 y cuyo producto sea 36 son: 12 y 3 ya que 12 3 9 y 12 3 36 , por lo tanto: 225 45 36y y 5 12 5 3y y 4) 29 69 24w w Solución Su forma BÁSICA es 2 3 23 3 24w w en donde: 3x w , 23b y 24c , ahora se debe encontrar dos números cuya suma sea 23 y cuyo producto sea 24 , estos son: 24 y 1 ya que 24 1 23 y 24 1 24 , por lo tanto: 24)3(23)3(24699 22 wwww 29 69 24w w 3 24 3 1w w Cuando no exista ninguna pareja de factores enteros de “ c ” cuya suma sea igual a “b ”, se asegura que el trinomio dado no es factorizable por este método, con las condiciones establecidas. 43 5) 236 42 60M M Solución Su forma BÁSICA es 2 6 7 6 60M M en donde: 6x M , 7b y 60c , el término común de los binomios es 6M y las parejas posibles de factores enteros de “ c ” son: 60 1 60 2 30 3 20 4 15 5 12 6 10c ya que “ c ” es positivo y “ b ” es negativo. Como no existe ninguna pareja de factores de “ c ” cuya suma sea igual a 7b , por lo tanto este trinomio 236 42 60M M , no se puede factorizar por este método con las condiciones establecidas. Ejercicios 5.6. Factoriza: 1. zxyx 22 2. )1()1( xbxa 3. 22 2 baba 4. 22491 ba 5. 107 2 xx 6. 232 2 xx 7. 31 a 8. yyy 32 23 9. 269 xx 10. 62100 yx 11. 2 2 xx 12. 33 nm 13. 276 2 xx 14. )1(3)1(2 nynx 15. 23232 11055 xnmxnm 16. 6135 2 xx 17. 209 2 yy 18. 1 3 y 19. 12125 42 yx 20. 8118 48 aa 21. 2)2( nna 22. 432 xxxx 23. 125 3 a 24. 245 2 cc 25. 125 3 a 26. 864291 dcba 27. 1)1( aax 28. 35447 2 xx 29. 3232 2415129 abbaaba 30. )1(3)1)(( nnyx 31. 2 2 4 bab a 32. 29 4 1 a 33. 2110 2 xx 34. 12815 2 aa 35. 63 278 ba 36. 4379 2 xx 37. aa 2120 2 38. 2536 62 xa 39. 336 25 25 1 24 xx 40. ))(1()1)(( mxxxmx 41. bxabaabba 2232 8563 42. 406 2 nn 43. 15148 2 aa 44. 33 278 yx 45. 22 )(4 yxx 46. 16 216 4 236 yyxx 47. byaybxax 48. 120 2 yy 49. 365 2 xx 50. 22)( ayx 44 5.7. TRINOMIOS CUADRÁTICOS DE LA FORMA 2ax bx c ( , ,a b c SON ENTEROS DISTINTOS DE CERO y 1a ) Se darán algunos procedimientos para intentar la factorización de trinomios de este tipo: Una manera, consiste en expresar el trinomio dado como el cociente de un trinomio de la forma BÁSICA 2x bx c entre un entero como se muestra en los siguientes ejemplos. Ejemplos Factorizar los siguientes trinomios cuadráticos. 1) 23 13 10y y Solución El trinomio original se multiplica y divide por 3 , que es el coeficiente del término cuadrático: 22 2 23 3 13 10 3 13 3 303 13 3 3 10 3 3 3 y y y yy y como el trinomio del numerador 2 3 13 3 30y y ya está en forma BÁSICA y en donde 3x y , 13b y 30c , se busca dos números cuya suma sea 13 y cuyo producto 30 , por lo que 15 2 13 y 15 2 30 , por lo tanto 2 2 3 13 3 30 3 15 3 2 3 13 10 3 3 y y y y y y dividiendo finalmente al factor 3 15y entre el divisor 3 , resulta que 23 13 10y y 5 3 2y y 2) 26 5 6z z Solución Multiplicando y dividiendo entre 6 : 226 6 5 6 6 5 6 36 6 6 z z z z factorizando el trinomio 2 6 5 6 36z z , en el cual 6x z , 5b y 36c , se buscan dos números cuya suma sea 5 y cuyo producto 36 , estos dos números son 9 y 4 ya que 9 4 5 y 9 4 36 , por lo tanto: 2 6 9 6 46 5 6 3 2 z z z z 2 3 3 2z z 45 Ejercicios 5.7. Factoriza: 1. 5176 2 xx 2. 5214 2 xx 3. 273 2 xx 4. 3116 2 xx 5. 15234 2 xx 6. 31710 2 xx 7. 3103 2 xx 8. 7236 2 xx 9. 8103 2 xx 10. 9192 2 xx 11. 7152 2 xx 12. 7176 2 xx 13. 7249 2 xx 14. 103936 2 xx Otra forma de intentar la factorización de trinomios cuadráticos de la forma 2ax bx c , cuando 1a , consiste en: 1. Se efectúa el producto ac 2. Factorización en primos del paso 1. 3. Análisis de signos de los números que se buscan. 4. Descomposición de factores de los pasos 2. y 3. en dos números cuya suma sea “b ”. 5. Agrupación y factorización final. Ejemplos Factorizar los siguientes trinomios cuadráticos. 1) 24 24 35x x Solución Paso 1. 4 35 140ac Paso 2. 22 7 5 Paso 3. 0 , 0ac b luego ambos números son negativos. Paso 4. 2 7 2 5 ; 14 10 24 b Paso 5. 2 2 24 24 35 4 10 14 35 4 10 14 35 2 2 5 7 2 5x x x x x x x x x x x 24 24 35x x 2 5 2 7x x 2) 221 11 2x x Solución Paso 1. 21 2 42ac Paso 2. 7 3 2 1 46 Paso 3. 0 , 0ac b por lo que uno de los números es positivo y el otro negativo. Paso 4. 7 3 2 1 ; 14 3 11 b Paso 5. 2 2 221 11 2 21 14 3 2 21 3 14 2 3 7 1 2 7 1x x x x x x x x x x x 221 11 2x x 7 1 3 2x x 3) 218 45 28x x Solución Paso 1. 18 28 504ac Paso 2. 2 22 3 7 2 Paso 3. ac > 0 , b > 0 luego ambos números son positivos. Paso 4. 3 7 6 4 ; 21 24 45 b Paso 5. 2 2 218 45 28 18 21 24 28 18 21 24 28 3 6 7 4 6 7x x x x x x x x x x x 218 45 28x x 6 7 3 4x x 4) 212 19 18x x Solución Paso 1. 216)18)(12( ac Paso 2. 2 23 2 2 3 Paso 3. 0 , 0ac b por lo que uno de los números es positivo y el otro negativo. Paso 4. 2 23 3 2 2 ; 27 8 19 b Paso 5. 2 2 212 19 18 12 27 8 18 12 27 8 18 3 4 9 2 4 9x x x x x x x x x x x 212 19 18x x 4 9 3 2x x Repasando los signos: Si 0ac y 0b ambos números son negativos. Si 0ac y 0b ambos números son positivos. Si 0ac y 0b uno es negativo y el otro es positivo. Si 0ac y 0b uno es positivo y el otro negativo. Ejercicios 5.7.1. Factorizar: 1. 576 2 xx 2. 576 2 xx 3. 5136 2 xx 4. 61110 2 xx 5. 456 2 xx 47 6. 310 2 xx 7. 310 2 xx 8. 8719 2 xx 9. 13376 2 xx 10. 561915 2 xx 11. 9718 2 xx 12. 212910 2 xx 13. 11011 2 xx 14. 121918 2 xx 15. 12712 2 xx Otra manera de intentar factorizar trinomios cuadráticos de la forma cbxax 2 , cuando 1a , pueden ser: Por prueba y error Por medio de la fórmula general a acbb x 2 42 Ejemplo Factorizar 10133 2 xx … (A) Procedimiento por prueba y error: 10133 2 xx … (A) De acuerdo con el esquema, debajo del término 23x , se colocan dos factores x3 y x Cuyo producto es 23x y debajo del término 10 , se colocan otros dos factores cuyo producto sea 10, multiplicando en cruz xx 15)5)(3( y xx 2)2)(( , se observa que, para obtener el término de en medio del trinomio cuadrático (A) x13 , debe tenerse que el producto )5)(3( x sea positivo y el producto )2)((x sea negativo, para que xxx 13215 y 10)2)(5( y por lo tanto, 23 13 10x x (3 2)( 5)x x Procedimiento por la fórmula general: Factorizar 10133 2 xx … (A), en esta expresión se tiene que 13,3 ba y 10c , al sustituir estos valores en la fórmula general, se obtiene: 6 28913 6 12016913 )3(2 )10)(3(4)13(13 2 4 22 a acbb x 13 17 2 ; ; 6 3 x 5x Y por el teorema fundamental del algebra, en donde una ecuación entera de grado “n” De la forma 0...22 1 10 n nnn axaxaxa , con 00 a , tiene exactamente “n” raíces nrrrr ,...,,, 321 ; puede ser expresada como: 0))...()()(( 3210 nrxrxrxrxa ; por lo tanto La solución del ejemplo es: 2 2 3 13 10 3 5 3 x x x x (3 2)( 5)x x 48 Ejercicios 5.7.2. Factoriza por los dos métodos anteriores. 1. 352 2 xx 2. 2665 xx 3. rr 1772 2 4. 45915 2 xx 5. 2 3 2 1 2 xx VI. FRACCIONES ALGEBRAICAS Indican una operación de división, por ejemplo min numeradora deno adorb con 0b (ya que la división por cero no está definida). 6.1. MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO (M.C.M.) DE VARIOS TÉRMINOS Una expresión algebraica que es divisible entre otra (con residuo cero), se llama múltiplo de ésta última, por ejemplo: 2 2a b es múltiplo de a b . Una expresión algebraica que es múltiplo de dos o más expresiones se llama múltiplo común de estas expresiones, por ejemplo: 2 2a b es múltiplo común de a b y a b . Dos o más expresiones pueden tener más de un múltiplo común. Aquel múltiplo común de dos o más expresiones algebraicas que tiene el menor grado posible se llama el mínimo común múltiplo (M.C.M.) de dichas expresiones, es decir, es igual “al producto de todos los factores diferentes de estas expresiones, tomando cada factor con el máximo exponente que aparezca”. Ejemplos Hallar el M.C.M. de las siguientes expresiones algebraicas. 1) 2 2x y ; 2 22x xy y ; 3 3x y Solución Se escribe cada expresión en forma factorizada: 2 2x y x y x y 22 22x xy y x y ; 3 3 2 2x y x y x xy y , los factores diferentes son x y ; x y y 2 2x xy y , el mayor exponente de x y es 2 y el de los otros factores es 1 , por lo tanto el M.C.M. 2 2 2x y x y x xy y 2) 22 3 2x x ; 22 7 3x x Solución 49 2 2 2 3 2 2 1 2 . . . 2 7 3 2 1 3 x x x x M C M x x x x 2 1 2 3x x x 3) 29 4x ; 29 12 4x x Solución 22 2 22 9 4 3 2 3 2 3 2 . . . 9 12 4 3 2 3 2 3 2 x x x x M C M x x x x x 2 3 2 3 2x x 6.2. SUMA Y RESTA Las fracciones se pueden sumar o restar si sus denominadores son iguales: a b a b m m m ; 0m Si no tienen igual denominador, entonces pueden transformarse en otras fracciones equivalentes obteniendo su . . .M C M de los denominadores: a c ad bc ad bc b d bd bd bd ; 0bd Ejemplos Efectuar las operaciones indicadas y simplificarlas. 1) 3 2 2 5 x x x y y y Solución Primero se obtiene el M.C.M. de los denominadores: 2 . . . 2 5 10 5 y y M C M y y y Ahora se escriben las fracciones equivalentes con denominador 10 y y luego se efectúan operaciones, como sigue: 10 3 5 2 23 2 10 15 4 10 15 4 14 15 2 5 10 2 5 5 2 10 10 10 10 10 x x xx x x x x x x x y x x y y y y y y y y y y y 10 x y 2) 2 5 6 6 4 x x x x Solución 50 El M.C.M. de los denominadores es: )()2(4 ))(2)(3(6 2 xx xx M.C.M. 2(3)(2) ( )x 12x Una manera más fácil de escribir las fracciones equivalentes, es dividir el M.C.M. entre cada denominador y el resultado se debe multiplicar por su numerador correspondiente, como sigue: 2 2 5 3 6 4 10 3 18 12 12 x x x x x x 8 12 x x ; ya que 12 2 6 x x y 12 3 4 x x 3) 2 2 9 20 6 13 12 6 x x x x x x Solución Para obtener el M.C.M. de los denominadores, es necesario presentarlos en forma factorizada: 2 2 12 4 3 . . . 4 3 2 6 2 3 x x x x M C M x x x x x x x 2 2 2 9 20 4 6 139 20 6 13 9 20 6 13 12 6 4 3 2 3 4 3 2 x x x xx x x x x x x x x x x x x x x 2 2 2 2 2 9 20 6 13 9 18 20 40 6 24 13 52 3 13 12 12 6 4 3 2 4 3 2 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 2 2 3 4 39 20 6 13 12 6 x xx x x x x x 4 3x x 2x 3 4 4 2 x x x 4) 2 4 4 2 x x x x Solución 2 4 2 2 . . . 2 2 2 2 x x x M C M x x x x 2 2 2 4 24 4 4 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x x xx x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 2 24 4 2 x xx x x x 2 2x x 2 x x 51 6.3. MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN El producto de dos fracciones, es otra fracción cuyo numerador y denominador son respectivamente el producto de los numeradores y el producto de los denominadores de las fracciones dadas, es decir: a c ac b d bd ; , 0b d Ejemplos Efectuar las operaciones indicadas y simplificarlas. 1) 2 2 3 9 2 4 x y y x Solución 2 22 2 23 3 9 29 2 4 2 x yx y y x x y 9 2 x y 2) 2 2 2 2 3 6 1 2 11 5 3 10 3 x x x x x x x x Solución Primero se factorizan completamente, numeradores y denominadores: 2 3 3x x x x ; 26 1 3 1 2 1x x x x ; 22 11 5 2 1 5x x x x 23 10 3 3 3 1x x x x ; por lo tanto: 2 2 2 2 33 6 1 2 11 5 3 10 3 x xx x x x x x x x 2 1x 3 1 5 x x 2 1x 3x 3 1x 5 x x El cociente (o división) de dos fracciones es igual al producto del dividendo por el reciproco del divisor, esto es: ; , , 0 a a c a d adb b c d cb d b c bc d 52 Ejemplos Realizar las operaciones indicadas y simplifícarlas. 1) 3 4 5 8 4 9 3 x x y y Solución 3 3 5 4 5 4 8 4 8 3 9 3 9 4 x x x y y y y x 22 3 x y 2) 3 2 2 2 2 4 3 3 x x x xy x y Solución 33 2 3 2 3 2 2 2 2 3 44 4 4 3 3 3 3 3 x y x y x x y x yx x x x x x xy x y x x y x y x y x x y x x x y 3 2 2 2 2 4 3 3 x x x xy x y 4 3 x y Fracción compleja es aquella que contiene una o más fracciones ya sea en su numerador o en su denominador, o en ambos y se entiende por simplificarla si se transforma a una fracción simple, reducida a sus términos más sencillos. Ejemplos Simplificar: 1) 2 2 5 2 12 11 2 12 x x x x Solución Como regla práctica, a veces puede simplificarse fácilmente una fracción compleja multiplicando numerador y denominador por el M.C.M. de todos los denominadores que intervienen en ella (lo cual equivale a multiplicar por uno la expresión original). 53 2 222 2 2 2 2 5 25 2 1212 4 1 3 212 5 2 11 2 11 2 12 11 2 4 1 3 2 12 12 x x xx xx xx x x x x x x x x x x 4 1 4 1 x x 2) 3 18 3 x x x Solución 2 3 3 3 3 3 3 3 33 18 18 3 18 3 18 6 3 3 3 3 x x x x x x x xx x x x x x x x x x x x 3 6 x x Ejercicios 6.3. Efectúa las operaciones indicadas y simplifícalas. 1. 2 3 2 4 6 x x 2. 2 2 1 5 3a ab 3. 2 2 2 2 3 4 3 5 a b a b ab ab a b 4. 2 4 12 15 30 x y x y y x 5. 3 2 3 3a b a m ab am a 6. 1 1 1 1a a 7. 3 6 1 2 5x x 8. x x x y x y 9. 2 2 4x y x y xy x y x y x y 10. 2 2 3 2 2 5 2 4 x x x x x 11. 2 2 3 3 4 3 5 3 a ab ab a b 12. 2 2 3 3 1 2 3 5 3 15 x x x x x x 13. 1 1 1 1 x x x x 14. 2 1x xy y y 15. 2 1 1 1 4 4 8 8 12 12a a a 16. 2 1 1x a ax a x 17. 2 22 6 3 4 a b b a 18. 3 2 2 3 2 2 3 5 15 7 x a x a y xy 19. 2 2 2 2 2 2 3 2 2 3 x x x x x x x 20. 2 2 2 2 4 5 2 50 3 3 a a a a a 21. 2 1 1 2 x x x x 22. 2 2 1 ab b a a b a 23. 2 1 x x x y x y 24. 2 2 3 2 3 5 a b a b x 25. 2 2 36 5 a x a x 26. 3 2 2 5 5 2 6 2 6 x x x x x x x 54 27. 2 2 2 2 4 x y x y x y x y 28. 2 3 4 2 8 2 x x x x 29. 2 2 x y y x a b a b 30. 3 1 3 1 x x 31. 2 1 2 1 x x x x 32. 2 2 3 4 1 1 2 1 x x x x 33. 4 4 1 2 x x x x 34. 1 5 1 3 2 1 x x x x 35. 6 1 2 3 2 2 d c d d c d VII. ECUACIONES Una igualdad es la relación o comparación que se establece entre dos expresiones algebraicas mediante el signo “” (igual a), llamándose primer miembro de la igualdad a la expresión que se escribe a la izquierda del signo , y segundo miembro a la que se escribe del lado derecho. Ejemplos Una proposición de igualdad que contiene variables, puede ser “ecuación” o “identidad”; es ecuación si existe cuando menos un valor de sus variables que de lugar a una igualdad falsa y es identidad cuando la igualdad es verdadera para todos los valores posibles de sus variables. Ejemplos 4 2 2 1x x Es ecuación, ya que sólo es verdadera para 1 2 x 2 22 4 4x x x Es identidad, porque es verdadera para cualquier valor que se le asigne a la variable x . Resolver una ecuación, consiste en determinar los valores que pueden adquirir sus variables para que la igualdad sea verdadera. A estos valores se les llama raíces o soluciones de la ecuación y constituyen su conjunto solución. Algunas de las propiedades que más se aplican en la solución de ecuaciones, son: Si a los dos miembros de una igualdad se les suma o resta una misma cantidad, la igualdad subsiste. Si a b entonces a c b c ( , ,a b c son números reales). Si a los dos miembros de una igualdad se les multiplica o divide por una misma cantidad, la igualdad subsiste. 55 Si a b entonces ac bc y a b c c ; 0c 7.1. ECUACIONES DE PRIMER GRADO CON UNA VARIABLE Una ecuación es de primer grado en una sola variable, si al tener todos los términos de la igualdad en uno de sus miembros (aplicando las propiedades anteriores), se llega a una igualdad de la forma 0ax b (llamada forma estándar) en la cual a y b son constantes y x es la variable o incógnita 0a . Para resolver una ecuación, se procede a encontrar otra ecuación más simple que la original, cuyo conjunto solución sea el mismo (esto se puede lograr generalmente, aplicando las propiedades anteriores) Ejemplos Resolver las siguientes ecuaciones. 1) 9 2 7x x Solución Aplicando las propiedades anteriores se obtiene otra ecuación equivalente, reuniendo en un miembro los términos que contienen la incógnita y en el otro término, los que no la contienen: 9 2 7x x 9 7 2 7 7x x x x sumando 7x en ambos miembros. 16 2x 1 1 16 2 16 16 x multiplicando por 1 16 ambos miembros. 2 16 x , simplificando 1 8 x 2) 3 2 2 2 1 12x x Solución Primero se remueven los paréntesis efectuando los productos y simplificando. 3 2 2 2 1 12x x 4 4 4 12 4x se
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