Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
David Gonzáles López ÁLGEBRA BÁSICA Teoría y práctica A L G E B R A B A S IC A T e o r ía y P rác tica © David G onzáles López Prim era Edición 2009 Hecho el Depósito Legal en la Biblioteca Nacional del Perú N° 2 0 0 9 - 16362 Segunda Edición 2011 Lam bayeque, d iciem bre 2011 Im preso en Im presiones M ontenegro C alle M anco C ápac 485 - Chlclayo 500 ejem plares Consultas y sugerencias al e-mail del autor: david252412@ hotm ail.com Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra por cua lqu ier m edio, sin la autorización escrita del autor. mailto:david252412@hotmail.com Presentación JtLl Á lgebra es el lenguaje de las m atem áticas y una de sus ram as que estudia a la cantidad del m odo m ás general posible. Las m atem áticas son, esencia lm ente, la expresión o reducción de ideas com ple jas y sofis ticadas m ediante sím bolos, y operaciones sobre sím bolos. Una vez que tenem os los sím bolos y las operaciones aparece el álgebra. El Á lgebra tiene por objeto sim plificar, genera lizar y reso lver las cuestiones re la tivas a la cantidad, determ inando las operaciones que hay que efectuar para llegar a c ierto resultado, transform ando las expresiones a lgebraicas en otras equivalentes y adquiriendo las bases para m as ta rde poder hacer p lanteam ientos m atem áticos que representen la realidad. El dom inio del Á lgebra elem ental tiene una enorm e im portancia para el dom inio de la m atem ática porque en él se conjugan capacidades, hab ilidades y destrezas; ya que en cada uno de sus tem as el a lum no deberá poner en juego un alto grado de práctica y abstracción. El propósito de este m aterial es hacer llegar a los postu lantes a universidades y centros de estudios superiores el desarro llo teórico, práctico y form ativo de algunos tem as del á lgebra, los cuales son m uy necesarios y re levantes para el aprendiza je del á lgebra y la m atem ática en general. S irve tam bién com o m ateria l de consulta para los estudiantes de cursos avanzados de matem áticas. Cada tem a desarro llado tiene parte teórica, e jercic ios resueltos y propuestos para una cabal retroalim entación. Estos tem as se han desarro llado m inuciosam ente, para una fácil com prensión por el lector; en m uchos casos, se ha optado por dos o m ás fo rm as de solución, dándole al estud iante un m ayor panoram a en cuanto los criterios a tom ar fren te a un problem a determ inado. En la segunda edición se han inclu ido el tem a de logaritm os, e jerc ic ios adic iona les de los tem as de á lgebra tra tados en este m ateria l y preguntas de á lgebra en los exám enes de adm isión de algunas univers idades del País. Espero que este m aterial logre convertirse en un im portante auxilia r pedagógico para todos los estudiantes egresados de secundaria; y a través de él, logre aportar en su preparación preuniversitaria y en su posterior desarrollo profesional. El Autor ÍNDICE Presentación 1.1. CONCEPTOS P R E V IO S .................................................................................................................... 01 C onjuntos num éricos / El con junto de los núm eros natura les / El con junto de los núm eros enteros / El conjunto de los núm eros raciona les / El conjunto de los núm eros irrac iona les / El conjunto de los núm eros rea les / El conjunto de los núm eros complejos. 1.2. EXPRESIONES A L G E B R A IC A S ...................................................................................................... 04 Álgebra / Expresiones a lgebraicas / té rm ino a lgebraico / té rm inos sem ejantes / c lasificación de las expresiones a lgebraicas / G rado de una expresión a lgebra ica / Polinom ios especia les / va lo r num érico de expresiones algebraicas. 1.3. O PERACIONES CON POLINOMIOS E N T E R O S ........................................................................ 11 Adición y sustracción de polinom ios / M ultip licación de polinom ios / Productos notables / División de polinom ios / Teorem a del resto / Teorem a del fac to r / C ocientes notables. 1.4. F A C T O R IZ A C IÓ N ................................................................................................................................... 28 Polinom io prim o sobre un conjunto num érico / M étodos para facto riza r una expresión algebraica. 1.5. FRACCIONES ALGEBRAICAS RACIONALES .......................................................................... 43 Fracción a lgebra ica / C lases de fracc iones / s ignos de una fracción / s im plificación de fracc iones/ O peraciones con fracc iones / sim plificación de fracciones com plejas / Fracciones parciales. 1.6. TEO R ÍA DE EXPO NENTES ............................................................................................................... 59 Potenciación / Radicación / Leyes de exponentes. 1.7. R A C IO N A L IZ A C IÓ N ............................................................................................................................... 68 Factor racionalizante / casos que se presentan para racionalizar. 1.8. L O G A R ÍT M O S ............................................................................................................................................ 70 Definición / identidad fundam enta l del logaritm o / propiedades genera les del logaritm o / Antilogaritm o / C ologaritm o / S istem a de logaritm os / Ecuación logarítm ica / Inecuación logarítm ica. 1.9. EJERCICIOS A D IC IO N A L E S ................................................................................................................ 86 Grado, po linom ios y va lo r num érico / D ivisión de polinom ios / Productos notables / Factorización / Fracciones a lgebraicas raciona les / Teoría de exponentes / Logaritmos. 1.10. PREGUNTAS DE Á LG EB R A EN LOS EXÁM ENES DE A D M IS IÓ N ................................. 99 Universidad Nacional Pedro Ruiz G a llo (U N PR G ) / Universidad Nacional M ayor de San M arcos (UN M SM ) / Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). DAVID GONZÁLES LÓPEZ ÁLGEBRA BÁSICA - TEORÍA Y PRÁCTICA 1.1. CONCEPTOS PREVIOS Conjuntos numéricos Los conjuntos num éricos que se estudian en las m atem áticas son: Los núm eros naturales, núm eros enteros, núm eros racionales, núm eros irracionales, núm eros reales y núm eros com plejos. El conjunto de los números naturales ( N ) Es el conjunto denotado por N cuyos e lem entos son em pleados para realizar la operación de contar. N = { 0 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,9 ,1 0 ,1 1 ,. . . , n , . . . } N = { x / x es un número natural} El conjunto de los números enteros ( Z ) C ontar con núm eros m ás y m ás grandes no era problem a, contar en fo rm a descendente era asunto d istin to : 5 , 4 , 3 , 2 , 1 , 0 ¿Pero qué ven ia después de cero?. Sin em bargo, si se habla de deudas, tem peraturas m uy fr ias y aún de las cuentas regresivas en los lanzam ientos a la luna, debem os tener una respuesta. Enfrentándose a este problema, los m atem áticos inventaron un cúm ulo de núm eros: - 1 , - 2 , - 3 , - 4 , - 5 , . . . llam ados enteros negativos, que jun to con los núm eros natura les form an el conjunto de los núm eros enteros, denotado por Z . Z = -1 1 , . . . , - 3 , - 2 , - 1 , 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , . . .,1 1 ,...} Z = { x / x es im núm ero e n te ro } Del conjunto Z podem os obtener los sigu ientes subconjuntos : Z = { . . , - 4 , - 3 , - 2 , - 1 } Z + = { 1, 2, 3, 4, . . . } Z~ = { . . . , - 4 , - 3 , - 2 , - 1 , 0 } z ; = { 0 , 1 , 2 , 3 , 4 ,. . . } El conjunto de los números racionales ( Q ) Enfrentados a la necesidad de dividir, los m atem áticos decid ieron que el resu ltado de d ivid ir un entero entre otro entero d istin to de cero se pod ia ve r com o un número. Esto significa que: — , et c. son núm eros con todos los derechos y priv ileg ios de los enteros e H 4 8 3 - 1 5 2 inclusiveun poco m ás. S iem pre es posib le d iv id ir excepto entre cero. De m anera natural esos núm eros se llam an núm eros raciona les (una razón de núm eros). El conjunto de los núm eros raciona les se denota por Q . 1 DAVID GONZALES LOPEZ x / x = — ; m ,n e Z , n ^ 0 n Q = ¿Cuándo un núm ero decim al es racional? a ) Los núm eros decim ales fin itos son racionales 2? 0,23 = — e Q 100 b) Los núm eros decim ales periód icos puros y periód icos m ixtos son núm eros racionales. 3 I 2 4 1 - 2 239 0,3333... = - = - e Q 0,2414141... = ~ = — e Q 9 3 990 990 21 7 2 7 2 — 2 1 22 0,212121... = — = — e Q 1,2323232... = 1+ = — e Q 99 33 990 99 El conjunto de los números Irracionales ( I ) Está fo rm ado por todos los núm eros decim ales que no se pueden expresar de la form a — con n m ,n e Z y n 0 . El conjunto de los núm eros irracionales se denota por I . I = { x / x tiene representación decim al in f in ita nop re iód ica } Hay dos núm eros irracionales m uy im portantes en las m atem áticas, d ichos núm eros son: a ) El núm ero p i ( » , cuya aproxim ación decim al es: n * 3,1416 Una prim era referencia del va lo r de n aparece en la Biblia. En el prim er libro de los Reyes, capítu lo 7, versícu lo 23. Aquí el va lo r de t c es 3, inexacto po r supuesto. El núm ero t i se obtiene de la relación que existe entre la longitud de una circunferencia y su diám etro, es decir: CTI = 2R C : L o n g itu d de la circunferencia R : Radio de la circunferencia b) El núm ero e(épsilon ), cuya aproxim ación decim al es: e = 2,7182 El conjunto de los números Reales ( R ) El con junto de los núm eros reales denotado por R , es la reunión de los núm eros naturales, enteros, racionales e irracionales A s í : R = N w Z u Q u I , adem ás Q n I = <j> . Tam bién R = Q u I . Intu itivam ente los núm eros rea les se representa por una recta y la llam am os RECTA REAL 2 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 1 1 — “3 2 i 2 > V < 5 r r 1 « 5 - 5 - 4 - 3 - 2 -1 0 1 2 3 4 I R II 5 , . . , 1 , . . . , 2 , . , V 2 8 , . . .9 9 9 * 5 9 9 9 > 1 > ' 9 9 9 ^ 9 9 9 9 J R = { x / x es un núm ero raciona l o ir ra c io n a l} El conjunto de los números Com plejos ( C ) Sean las ecuaciones x : +1 = 0 y x : + 4 = 0 desarro llando se tiene x ' = —1 V x ^ = + V - T x = ± i x : + 4 = 0 x = + V ^ 4 x = ± 2 i Am bas ecuaciones no tienen solución en el con junto de los núm eros reales. Frente a esta situación aparece el núm ero i = V —T que satisface i : = - l .D escartes fue el prim ero en llam arlo núm ero im aginario. Es asi com o aparecen los núm eros complejos: 2 i, - 4 i, 3 + 2 i, - i , — + 4 i, 7 - 2i, 5 + 0i, 3 - V 2 i , e t c . 3 2 Los núm eros com plejos se denotan po r C . C = { x / x = a + bi ; a , b e R , i = V —1 } Los núm eros com plejos se representan de la s igu iente form a a + b i : fo rm a binóm ica (a ,b ) : form a cartesiana , donde a : parte real b : parte im aginaria Conclusión - Todo núm ero es com plejo - N c Z c Q c R c C I es d isjunto de N ,Z y Q Gráfica 3 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 1.2. EXPRESIONES ALGEBRAICAS Álgebra Parte de la m atem ática elem ental que estudia a las cantidades en su form a m ás general, haciendo uso para ello de le tras y núm eros. Teniendo com o objetivo transform ar, generalizar, s im plificar y reso lver cuestiones re la tivas a la cantidad. Expresiones algebraicas L lam am os expresión a lgebraica a toda com binación de núm eros y le tras (variab les) unidas entre s i por los signos de d iferentes operaciones aritm éticas: adición, sustracción, m ultip licación, división, potenciación y radicación en una cantidad lim itada de veces (cuyos exponentes a lo m ás son núm eros racionales). 3 o ’ e 6 x 3 - - 5 4 x 3y z : 3 . /— Ejem plos: x y , 2 x , 2 x ' y - 5 y , ; , — , x + 4 J y 3 x - - 6 y x - y No son expresiones algebraicas: 8X, cosx , lo g 4 x O bservación Los tres ú ltim os ejem plos son expresiones trascendentes o no a lgebraicas, denom inadas: exponencial, trigonom étrica y logarítm ica respectivam ente. Término algebraico Es aquella expresión a lgebraica donde no se encuentran presentes las operaciones de adición y sustracción. Ejemplo: ♦ coeficiente _l_ 2 x 3 -------- * exPonente signo * ► p arte literal O tros e jem plos : 7x~3 , - 3 x ' : y , - 4 x y 1/: , x A/ y 3z Térm inos semejantes Son aquellos té rm inos que tienen iguales letras a fectadas de igua les exponentes Ejemplos: a) 4 x y , ~ 3 x y , ^ -x y son térm inos sem ejantes b ) ^ - x 3y 2 , - 2 x 3y : , >/3 x 3y : , - ^ - x 3y : son té rm inos sem ejantes Clasificación de las expresiones algebraicas A. Por su form a o naturaleza Se clasifican de acuerdo a la form a de sus exponentes que afectan a sus variables, a) Expresión algebraica racional (E.A.R.) Una expresión a lgebraica es racional cuando los exponentes de la parte litera l( le tras) son núm eros enteros. E jem plos: 4 y 3 - 5 xy + 7 z4 , — + 2 , -------— — , 5x~3 + ~y— y ( x + y ) ' 7 x y ' No son expresiones a lgebraicas racionales: 6 x : + ^ /y , -Jxy + l , 5 x '/: + 3 x ' /4 + 7 V z 4 DAVID GONZÁLES LÓPEZ - Expresión a lgebra ica racional entera (E. A. R. E .).- Es aquella expresión a lgebraica racional que se caracteriza por presentar exponentes enteros positivos en su parte literal; es decir, no tiene parte literal en su denom inador. 5 x 3 Ejem plos: 4 x :y + —--------- , 7 x 3 - 6 x + 8 2 4 - Expresión a lgebraica racional fraccionaria ( E. A. R. F.).- Es aquella expresión algebraica racional que se caracteriza por p resentar exponentes negativos en su parte literal; es decir, tiene parte literal en su denom inador. Ejemplos: -4 - , 7x~s + 6x~3 , —5 — x J x + y b) Expresión algebraica irracional ( E. A. I. ) Una expresión a lgebraica es irracional cuando presenta exponentes fraccionarios en su parte literal. Ejemplos: 5x~l/3 + 8x~ 'l : - 1 0 x ' l/s , V 5 x 9 - 6 x s + 4 V x , - ^ L + ó V x ^ v x O bserva el s igu iente esquem a: B. Por su número de térm inos Pueden ser: a) Monomio Es una expresión a lgebra ica que consta de un só lo térm ino. D icho té rm ino es una expresión a lgebra ica en la que las únicas operaciones que afectan a las le tras son la m ultip licación y la potenciación de exponente natural. Tam bién podem os decir, un m onom io es una expresión a lgebraica racional entera que consta de un sólo térm ino. E jem plos: 4 x , 7 x sy 3 y V 5 x 4y 3z : b) Multinomio Es una expresión a lgebra ica que consta de dos o m ás térm inos algebraicos E jem plos: 3 x 4y + 2 x 3y 4 - 7 x : y 5 y 4 x 4 + 2 x ' 3y 5 - V x + 3 Un caso particu lar de éstos es el polinomio o polinomio entero. Polinomio en te ro : es aquella expresión a lgebraica cuyos té rm inos son todos expresiones a lgebraicas racionales enteras. Ejemplos: P (x) = 3 x 4 + 2 x 3 - 5 x + 4 y Q (x ,y ) = 3 x y 3 + 7 x y 4 + Vó x 4y s 5 DAVID GONZÁLES LÓPEZ Grado de una expresión algebraica A. Grado de un m onom io - G rado absoluto: está dado por la sum a de los exponentes de todas sus letras. - G rado relativo: está dado por el exponente de la letra referida. Ejemplo: Sea el m onom io: 1 2 x 6y V G rado abso lu to ( G A ) : 6 + 3 + 9 = 18 G rado re la tivo (G R ) G rado relativo respecto a x (G R X) es 6 G rado re la tivo respecto a y (G R y) es 3 G rado relativo respecto a z ( G R .)e s 9 B. Grado de un polinomio - G rado absoluto: está dado por el m onom io de m ayor grado absoluto. - G rado relativo: está dado por el m ayor exponente de la letra referida. Ejemplo: Sea el polinom io: 3 x 4y 3+ 8 x 3y - 5 y G rado absoluto: G rado abso lu to (G A ) de 3 x 4y 3 es 4 + 3 = 7 G rado abso lu to (G A ) de 8 x 3y es 3 + 1 = 4 G rado abso lu to (G A ) de 5 y es 1 Por lo tanto, el G rado absoluto (G A )d e l polinom io es 7 G rado relativo: G rado re la tivo respectoa x (G R X) es 4 ( m ayor exponente de la v a r ia b le x ) G rado relativo respecto a y (G R y) es 3 ( m ayor exponente de la v a r ia b le y ) Polinom ios especiales A. Polinomio completo con respecto a una letra: es el polinom io que presenta todas las potencias de una letra, desde el m ayor grado hasta el cero inclusive. El té rm ino a lgebraico que tiene la letra de grado cero se llam a térm ino independiente. Ejemplo: P (x ,y ) = 3 x 3y + 5 x : - 4 x y : - 8 Este polinom io es com pleto respecto a x B. Polinomio ordenado con respecto a una letra: es el po linom io cuyos exponentes de la letra considerada, van aum entando o d ism inuyendo, según sea ascendente o descendente la ordenación. Ejem plo: P(x, y ) = 8 x 5y + 6 x 3y 4 - 7 x y ú - 9 y 3 Este po linom io es ordenado con respecto a x C. Polinomio completo y ordenado con respecto a una letra: es aquel po linom io que presenta las dos caracteris ticas anteriores. Ejemplos: P (x) = 8 x 5 + x 4 + x 3 - 3 x : - 4 x + 3 Q (x ,y ) = 5 x : y 4 + x y 3 + y : - 3 x 3y + 4 ( po linom io com pleto y ordenado con respecto a y ) 6 DAVID GONZÁLES LÓPEZ D. Polinomio homogéneo: es el polinom io que presenta el m ism o grado abso lu to en todos sus térm inos. Ejemplo. P (x ,y ) = 7 x :y 3 + 6 x 3y 2 - 4 x 5 - 2 x y 4 E. Polinom ios idénticos: son aquellos polinom ios que presentan en sus té rm inos semejantes, coefic ientes iguales. Sea P (x ) = a x 3 + b x 3 + ex y Q (x ) = m x 3 + n x 3 + p x Decim os que P (x ) = Q (x ) <=>a = m , b = n , c = p g A s i : P (x ) = 3 x : y ~ — x + 1 es idéntico a Q (x ) = 3 x : y - 4 x + ( 4 - 3 ) F. Polinomio nulo: es aquel po linom io que tiene todos sus coefic ientes nulos o igua les a cero. Tam bién se le llam a polinom io idénticam ente nulo. Sea P (x ) = a x 3 + b x 3 + ex + d , decim os que P (x ) = 0 <=> a = 0 , b = 0 , c = 0 , d = 0 G. Polinomio opuesto: es aquel po linom io que se obtiene cam biando de signo a todos sus coefic ientes del polinom io dado Sea P (x ) = a x 3 + b x : + e x + d decim os que - P (x ) es su opuesto <=> - P (x ) = - a x 3 - b x : - ex - d Asi : Sea P (x ) = 2 x 3 + 3 x : y - 4 x su opuesto es - P (x ) = - 2 x 3 - 3 x 2y + 4 x Ejercicios 01: Grado de un polinomio y polinomios especiales 1. Hallar el grado absoluto de los sigu ientes polinom ios: a ) x 3 + x 3 + x c) x 3y - x 3y 3 + x y 4 - y 4 b) 5 x - 3 x : + 4 x 4 - 6 d) x 5 - 6 x 4y 3 - 4 x :z + x : y 4 - 3 y 6 2. Hallar el grado de los s igu ientes polinom ios con relación a cada una de sus letras. a) x + x ' - x y c ) x y + x _z + x y z ' b) x 4 + 4 x 3 - 6 x : y 4 - 4 x y 5 d) x 4y 3 - x y ú + 4 x 4y 3 - x s + y 15- z 11 3. Hallar a y b en el m onom io 5 x a' by a+b si el grado re la tivo respecto a x es 8 y respecto a y e s 12. 4. Hallar m y n sabiendo que el m onom io : (m + n ) x 3(m_1)y 3n tiene grado abso lu to igual a 17 y que adem ás su coefic iente tiene el m ism o va lo r que el grado re la tivo con respecto a x . 5. Si P (x ,y ,z ) = 7 x 3y 5z 8 ca lcu lar : . G R = + G A . G R S + G R y 6. Si Q (x ,y ,z ) = 5 x '4y 5z 10 ca lcu lar : G R z + G A G R y + G R í: 7. Sea el siguiente m onom io M ( x ,y ) = 5 x ay b y sabiendo que G R X = 2 a G A = 5 ca lcu lar a 3 + b ; 8. Hallar el grado absoluto del s igu iente po linom io : P (x ) = ( x + 5 )4 + (1 - x ) 5 9. Sea P (x ,y ) = x n* :!y lS' n + x n" :y n+: . Si cada té rm ino tiene el m ism o grado absoluto, ha llar n . 10. Sea P (x , y ) = x a+1y a' 5 + x a' 3y a- : + x 3a~7y + x a-5y a . adem ás G R X (P ) = 7 H allar el G A (P ) 11. Hallar (a + b ) si P (x ,y ) = 3 x ay a"b + 2 x a+by a' b - 8 x s es hom ogéneo. 7 DAVID GONZALES LOPEZ 12. Hallar ( a - b - c + d ) si P (x ) = ( 2 a - 1 2 ) x 3 + (4 b + 8 )x : + ( c - 5 ) x + d es nulo. 13. Sea el po linom io P (x ) = 5 x a-ls + 18xa~b+l5 + 7 x c_b+"s , ha llar a , b y c para que el polinom io P (x ) sea com pleto y ordenado en fo rm a descendente. d escenden tem en te , ca lcu lar M = a + b + c + d . 16. Si el po linom io P (x ) = 3 x p*n*5 - 4 x n' m*3 + 7 x m' 6 es com pleto y ordenado ascendentem ente, calcular el va lo r de (2m - 3n + 4 p ) . 17. Determ inar (a + b + c) sabiendo que el po linom io P (x ) = 3 x : + a x - 5 + b x : - l l x + c es idénticam ente nulo. 18. Si P (x ) es idénticam ente nulo, ha llar ( a - b ) : en P ( x - a ) = a (x + 3) + b (x + 2) + 2 . 19. Hallar E = ab(a + b) si el po linom io P (x ,y ) = x a~:by a+b - 5 x by a+:ib + 7 x a_by s es hom ogéneo 20. En el polinom io hom ogéneo P (x ,y ) = ( x ay b) (a*b )+ ( x 3y )ab el grado re la tivo a x es 48. Indicar el va lo r de (a + b ). 21. Halle el núm ero de té rm inos del po linom io com pleto y ordenado P (x ) = (n - l ) x n-6 + (n - 2 )x " -5 + (n - 3 )x n~4 +. . . 22. Si el polinom io P (x ) es ordenado y com pleto. Indicar cuántos té rm inos tiene. P (x ) = (n - 3 )x n~s + (n - 4 )x n~7 + (n - 5 )x n~ú +. . . V a lo r n u m é ric o de e x p re s io n e s a lg e b ra ica s Se denom ina va lo r num érico de una expresión a lgebraica al resu ltado de sustitu ir cada una de las le tras(variab les) por núm eros y rea lizar las operaciones indicadas. Ejemplos: x + y -----------------=— 3 Solución 1 5 E = 5 - 9 4 3 2 2 3 3 2. Si P (x + 1 ) = x + 3 , ha llar E = P (-3 ) + P(4) Solución Primera forma: Haciendo x + l = k => x = k - l Escrib iendo la expresión orig inal en té rm inos de k tenem os: P (k ) = k - 1 + 3 => P(k) = k + 2 Una vez reducida se hace: k = x y se tiene P (x ) = x + 2 ha llam os P (-3 ) = - 3 + 2 = - 1 y P (4) = 4 + 2 = 6 Luego E = P (-3 ) + P (4) = ( - 3 + 2) + (4 + 2) = - 1 + 6 = 5 8 DAVID GONZALES LOPEZ Segunda forma: R eem plazam os x p o r x - 1 para hallar el P (x ) P (x + l ) = x + 3 P( ( x - 1 ) + 1 ) = ( x - 1 ) + 3 P ( x ) = x + 2 hallam os P (-3 ) = - 3 + 2 = - 1 y P (4) = 4 + 2 = 6 Por lo tan to E = P (-3 ) + P (4) = -1 + 6 = 5 Tercera forma: Escrib iendo (x + 3) en función de x + 1 : P (x + 1) = ( x + 1) + 2 luego donde aparezca ( x + 1) se colocará x : P (x ) = x + 2 Por lo tan to E = P (-3 ) + P (4) = ( - 3 + 2) + (4 + 2) = 5 Cuarta forma: Para ca lcu lar la expresión pedida podem os hacer: x +1 = - 3 => x = - 4 x + l = 4 => x = 3 Estos va lores se reem plazan en la igualdad original ( P (x + l ) = x + 3 ) P (-3 ) = - 4 + 3 = - 1 y P (4) = 3 + 3 = 6 Luego, E = P (-3 ) + P (4 ) = -1 + 6 = 5 Ejercicios 02: Valor numérico de expresiones algebraicas Hallar el va lo r num érico de las s igu ientes expresiones a lgebraicas para x = - 2 , y = - 1 , z = -1 2. E = x ; y 3 - 3 x 3y + 3 para x = - l , y = - 1 / 2 para x = - l / 2 , y = l / 3 , z = —1 / 2 2 z - x + y 2 3x - y - z para x = -1 , y = 1 / 2 , z = - 2 para x = - l , y = l , z = - 2 xz 6. E = ^ + ^ - ^ + (x + y - z ) : - ( y + z - x ) ( x - y ) para x = 1 , y = - 1 , z = - 2 z y x 7 E = x + y _ x - - y - x y 1 1 v 8. E = ( ---------) + ( - - x ) para x = - 2 , y = -1 /2 para x = - 1 / 3 , y = -1 /2 x y x 9 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 9. E = — — y ,+ 3 y para x = - 1 / 2 , y = - 2 1 - ^ 1 X x 2 - y 10. E = — para x = - 1 / 2 , y - - 1 2 x y - x x - y 11. E = - -v/ k ( k - x ) ( k - y ) ( k - z ) para x = 5 , y = - 2 , z = 6 sabiendo que 3k = x + y + z 12. E = ̂ x ( x - a ) ( x - b ) ( x - c) donde x = a + t) + c ; a = 2 + V 2 , b = 2 - V 2 y c = 2^¡3 ._ _ 5 x + 2 y 5 x - 2 y , x 4 y , 13. E = ---------- - si se cum ple que — + — = 2 x + 2 y 3 x + 2 y y y x Resolver los s igu ientes e jercic ios sobre va lo r num érico de un polinom io 14. Sea P (x ) = x : - x + 4 , c a lc u la r : E = + P (-D + P (-3)15. Sea P (x ) = 4 x 2 + 3 x + 2 , ca lcular E = P (P (0)) + P (P (-1 )) 16. Si P (x + 7) = x - 3 , ca lcu lar E = P ( - 1 / 2) + P(1 / 2) 17. Sea P ( V x - l ) = 2 x - 5 , ha lla r P(4) 18. Sabiendo que P (2 x + l ) = x : + x + l y Q (x + 2) = x 2 - x + 1 .c a lc u la r P (Q (2)) 19. SI tenem os que P ( 4 x - l ) = x + 2 , Q (3 x + l ) = x + 3 y R ( 2 x - l ) = x + 4 calcu lar E = V P (3) + Q (4 ) + R ( l) + 4 20. SI P (x ) = ^ ha llar P (P (x )) x - 3 21. S i P ( x ) = — — - adem ás P (P (x )) = l , ha llar el va lo r de E = V 8 x + 5 x — 1 22. SI P (in x + n ) = " - x ha lla r P (-3 ) m x - n n 23. SI P (Q (x )) = y Q (x ) = — . ha llar P (x ) x x — 1 24. Si P (x + a) = x 2 - a x + b y Q ( x - b ) = x 2 - b x + a , determ inar P (Q (0)) 25. Si P (x + l ) = 3 x : - b x + l , Q ( x - l ) = a x : + cx + 3 y P (x ) = Q (x + l ) , ha llar E = a + b + c 26. Sabiendo que P (x + 1) + P ( x + 2) = 5 x y P(3) = 2 .hallar E = P(5) — P(2) 27. Se definen P ( f ( x - 1) + 2) = x + 2 y P ( x - l ) = x + 7 , a base de ello determ inar f (7 ) 28. Si P (x ) = 4 x + 5 y P (g (x ) + 3) = 8 x + 5 .h a lla r g (4 ) 10 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 1.3. O PERACIONES CON POLINOMIOS ENTEROS Adición y sustracción de polinomios La adición de polinom ios es una operación que tiene por objeto reunir dos o m as polinom ios (sum andos) en una sola expresión( suma) La sustracción de polinom ios es la operación que consiste en sum ar al po linom io m inuendo el opuesto del po linom io sustraendo para obtener el polinom io diferencia. La adición y la sustracción de polinom ios consiste en la reducción de té rm inos sem ejantes Asi, sean los polinom ios P , Q , R y S P + Q = R y P - Q = P + ( - Q ) = S Ejemplos 1. Hallar la sum a de 2 x 2 - 3 x y 2 + y 2 ; - 2 y 2 + 3 x y 2 - 3 x 2 ; 4 x 2 + 7 x y 2 - y 2 - 3 Solución Sea S = 2 x : - 3 x y 2+ y 2 + - 2 y 2+ 3 x y : - 3 x 2 + 4 x 2 + 7 x y 2 - y 2 - 3 Agrupando té rm inos sem ejantes y reduciéndo los se tiene: S = ( 2 x : - 3 x ; + 4 x 2) + ( - 3 x y 2 + 3 x y 2 + 7 x y 2) + ( y 2 - 2 y 2 - y 2) - 3 S = 3 x 2 + 7 x y 2 - 2 y 2 - 3 2. Sea P = 5 x 3 + 2 x 2y 2 - 2 y - 3 y Q = 2 x 3 - 5 x : y 2 - 2 x - 3 hallar P - Q Solución P - Q = P + (—Q) = 5 x 3 + 2 x 2y 2 - 2 y - 3 + - ( 2 x 3 - 5 x 2y 2 - 2 x - 3) = 5 x 3 + 2 x :y : - 2 y - 3 - 2 x 3 + 5 x 2y 2 + 2 x + 3 = (5 x 3 - 2 x 3) + ( 2 x : y 2 + 5 x 2y 2) + ( - 3 + 3) - 2 y + 2x = 3 x 3 + 7 x 2y 2 - 2 y + 2x 3. D e x 2y + y 2 - 5 x y resta r - 2 x : y + 3 y 2 - 7xy Solución Sea M = x 2y + y : - 5 x y - ( - 2 x : y + 3 y : - 7 x y ) M = x 2y + y 2 - 5 x y + 2 x : y - 3 y : + 7 x y M = ( x : y + 2 x :y ) + ( y ; - 3 y 2) + ( - 5 x y + 7 x y ) M = 3 x 2y - 2 y 2 + 2 xy Ejercicios 03: Adición y sustracción de polinomios enteros Hallar la sum a de : 1. x 2 - 3 x y + y 2 ; - 2 y : + 3 x y - 3 x : ; x : + 7 x y - y ; DAVID GONZÁLES LÓPEZ A 4 *> * 2 3 3 3 4 5 3 3 4. x - x " + 5 ; — x — x - 3 ; — x + - x — x 3 8 5 6 4 r- 4 1 0 2 4 5 4 3 > -> 1 3 l á 5 ; l o o 1 4 5. x - 2 x - y - + - y ; - - x + - x - y - - x y - — y ; - - x y - - x y + - y 7 6 8 6 14 6 4 7 c 5 2 3 4 , 5 3 , 1 2 4 1 3 1 , o. x — x + —x ; - 3x h— x ' h x ; — x + —x — X ' 3 5 8 10 3 6 4 7 2 3 5 1 1 3 3 , 7 1 3 2 3 1 , 1 7. —a + —a x ' — x ; — a " x — a x ‘ — x ; — a + —a ' x — ax ' 9 6 3 7 8 9 3 2 4 r\ 5 5 1 3 "» 3 4 1 5 3 4 5 , 3 1 5 / , d 2 3 , 1 58. x - y ; x y — xy — y ; — x y — x _y — x ; 2x y — x y — y 10 4 6 5 6 9 5 3 Resolver 9. De x : + y : - 3 xy restar - y 3 + 3 x 2 - 4 xy 10. De y 2+ 6y 3- 8 resta r - 2 y 4 - 3 y 3+ 6 y 11. De x 3- 9 x + 6 x : - 1 9 resta r - l l x : + 2 1 x - 43 + 6x 3 12. De y 5 - 9 y 3 + 6 y : - 3 1 restar - 1 l y 4 + 3 1 y 3 - 8 y : - 1 9 y 13. R estar 6x 3- 9 x + 6x : - 7 de x 4 - 8x 3 + 2 5 x : +15 14. R estar x 5 - x : y 3 + 6x y 4 + 2 5 y 5 de - 3 y 5 - 8 x 3y 3 - 1 9 x 5 - 1 5 x y 4 15. R estar 2 3 y 3 + 8y 4 — 15y5 - 8 y - 5 de - 3 y 5 - 8y 3+ y 4 + 9 16. R e s t a r - - x : y + - x 3+ 6 de - x y 3- - x 3+ x 3y - - 6 4 8 9 y 2 17. Hallar la expresión que sum ada con x 3- x 3 + 5 da 3 x - 6 18. Hallar la expresión que sum ada con - 5a + 9b - x da 8x + 9a 19. De - a 3- i b 3 resta r la sum a de - i a 3b + i - a b 3 con i a 3b - i a b 3+ —b 3 2 3 2 4 8 6 3 o n r , , 2 , 3 1 , 1 20. De la sum a de - x ‘ — x y + —y con —x y — y " + — resta r la sum a de 5 6 9 2 3 4 2 , 2 , 1 17 , 22 3 , 1 —x ' — y + —x y con — x ' x y — y — 9 3 9 45 9 2 2 Multiplicación de polinomios La multiplicación de polinom ios es la operación que consiste en obtener una expresión llam ada producto, conociendo otras dos llam adas m ultip licando y m ultip licador Asi, sean los polinom ios P ,Q y R P -Q = R P rop iedades: x m - x n = x m+n y ( x m) n = x mn Ejemplos 9 9 1. Sea P = 3 x 3 - 2 x y + - j y 3 y Q = ^ - x - y hallar P -Q 12 DAVID GONZALES LOPEZ Solución P.Q = ( 3 x - - 2 x y + 6 y : ) ( | x - y ) P.Q = (3 x 2) ( | x ) + (3 x : ) ( - y ) + ( - 2 x y ) ( | x ) + ( - 2 x y ) ( - y ) + ( 6 y 2) ( | x ) + ( 6 y 2) ( - y ) P.Q = 2 x 3 - 3 x - ’ y - | x :y + 2 x y 2 + 4 x y 2 - 6 y 3 P.Q - 2 x 3 + ( - 3 x 2y - | x 2y ) + (2 x y 2 + 4 x y 2) - 6 y 3 P.Q = 2 x 3 - ^ x :y + 6 x y : - 6 y 3 2. Sea P = 3 x n - y 2 y Q = 2 x : n - x ny : + y 4 hallar P .Q Solución P . Q = (3 x n - y 3) ( 2 x 2n - x ny 3 + y 4) = (3 x n) ( 2 x 3n) + (3 x n) ( - x ny 3) + (3 x n) ( y 4) + ( - y : ) (2 x :n) + ( - y 2) ( - x ny : ) + ( - y 3) ( y 4) = 6 x 3n - 3 x 2ny 2 + 3xny 4 - 2 x 2ny 2 + x ny 4 - y ú = 6 x 3n + ( - 3 x 2ny 2 - 2 x 2ny 2) + (3 x ny 4 + x ny 4) - y 6 - ó x 3n - 5 x 2ny : + 4 x ny 4 - y 6 Productos notables Son productos ind icados que tienen una fo rm a determ inada, de los cuales se puede recordar fácilm ente su desarro llo sin necesidad de e fectuar la operación. Los m ás im portantes son: 1. Binom io al cuadrado ( Trinom io cuadrado perfecto) • ( x + y ) ( x + y ) = ( x + y ) ; = x~ + 2 xy + y ; • ( x - y ) ( x - y ) = ( x - y ) 2 = x 2 - 2 x y + y 2 • (ax + b y )(a x + b y ) = (ax + b y )2 = a ;x : + 2abxy + b : y : • (ax - b y )(a x - b y ) = (ax - b y )2 = a 2x 2 - 2abxy + b 2y 3 2. Trinom io al cuadrado • ( x + y + z ) (x + y + z ) = ( x + y + z ) 2 = x 2 + y 2 + z 2 + 2 x y + 2 xz + 2yz • (ax + b y + cz)(ax + b y + cz) = (ax + b y + c z )2 = a ' x 2 + b 2y 2 + c 2z 2 + 2abxy + 2acxz + 2bcyz 3. Binom io al cubo • ( x + y ) (x + y ) ( x + y ) = ( x + y ) 3 = x 3 + 3 x : y + 3 x y 2 + y 3 = x 3 + y 3 + 3 x y (x + y ) • ( x - y ) ( x - y ) ( x - y ) - ( x - y ) 3 = x 3 - 3 x 2y + 3 xy2 - y 3 = x J - y 3 - 3 x y ( x - y) • (ax + b y )(a x + b y )(a x + by ) = (ax + b y )" = a Jx J + 3 a ' x ' b y + 3axb2y ' + b Jy J • (ax - b y )(ax - b y )(ax - by ) = ( a x - b y ) 3 = a 3x 3 - 3 a 2x 2by + 3axb2y 2 - b 3y 3 13 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 4. Trinom io al cubo (x + y + z ) (x + y + z ) (x + y + z ) = ( x + y + z ) 3 = x 4 + y 4 + z 4 + 3 (x + y ) ( y + z ) (x + z) ( x + y + z )3 = x 3 + y 3 + z 4 + 3 (x + y + z ) (x y + yz + xz ) - 3xyz 5. Producto de una sum a por su diferencia) D iferencia de cuadrados) ( x m + y n) ( x m - y " ) - ( x m) 2 - ( y “ ) 2 = x 2m - y 2n (x + y ) ( x - y ) = x : - y 2 (ax + b y ) (a x - by) = (a x )2 - ( b x ) 2 = a 2x 2 - b 2y 2 6. Producto de un binom io po r un trinom io que da una sum a o d iferencia de cubos ( x ra + y n) ( x 2m - x my " + y 2n) = x 3m + y 3n ( x m - y n) ( x 2m + x my " + y 2n) = x 3m - y 3n (x + y ) ( x 2 - x y + y 2) = x 4 + y 3 ( x - y ) ( x 2 + x y + y 2) = x 3 -y 3 (ax + b y )(a 2x 2 - a b x y + b 2y 2) = (a x )3 + (b y )3 = a 3x 3 + b 3y 3 ( a x - b y ) ( a 2x 2 + abxy + b 2y 2) = (a x )3 - ( b y ) 3 = a 3x 3 - b 3y 3 7. Identidad de AR G AN D ( x 2m + x my " + y 2n) ( x 2m - x my " + y 2n) = x 4m + x 2my 2n + y 4n n i y n : núm ero par ( x 2m + x my m + y 2m) ( x 2m - x my m + y 2m) = x 4m + x 2my 2ra + y 4m ( x 2k + x k + l ) ( x 2k - x k + 1 ) = x 4k + x 2k + 1 ( x 2 + x + l ) ( x 2 - x + l ) = X 4 + x 2 + 1 ( x 2 + x y + y 2) ( x 2 - x y + y 2) = x 4 + x 2y 2 + y 4 8. Producto de b inom ios con un té rm ino com ún (x + a )(x + b ) = x 2 + (a + b )x + ab (x + a )(x + b ) (x + c) = x 3 + (a + b + c ) x 2 + (ab + ac + b c )x + abe 9. Producto de b inom ios de la form a (ax + b )(cx + d) (ax + b )(c x + d ) = a c x 2 + (ad + b c )x + bd 10 . 11. dentidades de Legendre ( x + y ) 2 + (X _ y ) :! = 2 (x 2 + y 2) (x + y ) 2 - ( x - y ) 2 = 4 xy (ax + b y ) 2 + ( a x - b y ) 2 = 2 (a : x 2 + b 2y 2) (ax + b y )2 - (ax - b y )2 - 4abxy dentidades de Lagrange (ax + b y )2 + ( a y - b x ) 2 = (a 2 + b 2) ( x 2 + y 2) (ax + b y + c z )2 + ( a y - b x ) 2 + ( a z - c x ) 2 + ( b z - c y ) 2 = ( a 2 + b 2 + c 2) ( x 2 + y 2 + z 2) 14 DAVID GONZALES LOPEZ O bservación Id e n tid a d e s co m p le m e n ta ria s 1. Condicionales: S ia + b + c = 0 se verifica que: • a : + b : + c 2 = -2 (a b + be + ac) • (ab + bc + c a )2 = a 2b 2 + b 2c 2 + c 2a 2 • a 3 + b 3 + c 3 = 3abc • a + b + c = 2 (a ‘ b " + a ' c " + b " c " ) • ( a 2 + b 2 + c 2) 2 = 2 (a4 + b 4 + c4) • a5 + b 5 + c 5 = -5 a b c (a b + bc + ac) 2 . (a + b )4 - (a - b )4 = 8ab(a2 + b 2) 3. Identidad de Gauss • (a + b + c )(a : + b : + c 2 - a b - a c - b c ) = a 3 + b 3 + c 3 -3 a b c • (a + b + c)(ab + be + ca) = (a + b )(b + c)(c + a) + abe E je m p lo s 1. S im plificar E = [ ( x + y ) : + (V x + A/ y ) ; ( V x - J y ) 2 ] ( x 4 - x :y 2 + y 4) Solución O rdenando la expresión E = { ( x + y ) 2 + [ ( V ^ + V y ) ( V x - , / y ) F } ( x 4 - x 2y 2 + y 4) aplicam os d iferencia de cuadrados E = [ ( x + y ) 2 + ( x - y ) 2 ] ( x 4 - x 2y : + y 4) en el corchete aplicam os identidad de Legendre E = 2 (x 3 + y 2) ( x 4 - x 2y 2 + y 4) los paréntesis dan d iferencia de cubos E = 2 (x ú + y 6) 2. S im plificar E = ( x 2m + x my n + y 2n + x m - y n) 2 - ( x 2m + x my n - x m + y 2n + y n) 2 + 4 y 3n Solución O rdenando cada expresión E = [ ( x 2m + x my n + y 2n) + ( x m - y n) ] 2 - [ ( x 2“ + x ray " + y 2n) - ( x m - y “ ) ]2 + 4 y 3n haciendo x 2m + x my n + y 2n = a y x m - y n = b se tiene E = (a + b )2 - (a - b ) 2 + 4 y 3n aplicando la identidad de Legendre E = 4ab + 4 y 3" reem plazando los va lo res de a y b E = 4 ( x 2m + x my n + y 2n) ( x m - y n) + 4 y 3n de los paréntesis resulta d iferencia de cubos E = 4 ( x 3m- y 3n) + 4 y 3n E - 4 x 3m - 4 y 3n + 4 y 3n E = 4 x 3m 15 DAVID GONZÁLES LÓPEZ Ejercicios 04: Multiplicación de polinomios enteros- Productos notables Multiplicar 1. ( x 4 - 9 ) (x 4 - 7) 2. ( n r + l ) ( n r - 5 )(m 2 - 4) 3. ( x + y + 3 )(x - y + 4) 4. ( 2 x + l ) ( 4 x 2 - 2 x + 1) _ A 3 1 1 j . . 2 3 . 5. (—x ' — x y + — y ) ( — x — y) 2 3 4 3 2 n , 2 7 1 1 7v/ 3 7 — 7 7 6. ( - x - + - x y - - y - ) ( - x - + 2 y - - x y ) 7. ( - x 2 + —x - —) ( 2 x 3 x + 2) 8 4 5 a 3 8. ( - a x - —x 2 + —a 2) (—x 2 - a x + —a 2) 3 2 2 2 3 /7 / 1 3 1 1 4 1 1 1 7 / 3 7 1 7 9. (—y + —x ' y — x + —x )(—x y x ) 2 3 4 4 2 10 10. ( x n+1 + 2 x n+2- x n+3) ( x 2 + x ) 11. ( x n+2 - 2 x n + 3 x n+l) ( x n + x n+l) 12. ( Xa* 2 - X a + 2 x a+l ) ( x at3 - 2 x a*‘ ) 13. (3 x n_1 + x ” - 2 x n_2) ( x " - x n_1 + x n_2) Simplificar 14. E = (x + l ) ( x - l ) ( x 2 + l ) ( x 4 + l ) ( x 8 + l) 15. E = ( y - k ) ( y + k ) ( y 2 + k y + k 2) ( y 2 - k y + k 2) 16. E = (x + 1)2(x - 2 ) 2 - ( x - 5 ) 2( x + 4 ) 2 - 3 6 ( x 2 - x ) 17. E = ( x + 2 ) 2( x - l ) 3 - ( x + l ) 2( x - 2 )2 18. E = ( x y + x - y) ( x y - x - y ) ( x 4y + 1 + x - 41') 19. E = [ ( x y + y " y) 2 + ( x y - y " y) 2 ] ( x 2y - y ' 2y) ( x Sy + x 4yy ' 4y + y " 8y) 20. E = (V x + l ) ( x + l ) ( V x + l ) ( V x - l ) ( x 4 + x 2 +1) 21. E = [ ( 2 x + 3 y )2 + ( 2 y - 3 x )2 ] ( y 2 - x 2) ( x 8 + x 4y 4 + y 8) 22. E = ( x 4 - y 2) ( x 4 + x 2y + y 2) ( x 4 - x 2y + y 2) 23. E = ( x 2 + x y + y 2) ( V x - 7 y ) ( V x + V y ) 24. E = ( x 3 - l ) ( x + l ) ( x 2 - x + 1) 25. E = 0 + (x - l ) ( x + l ) ( x 2 + l ) ( x 4 +1) 26. E = ( x + y + z ) : + ( x + y - z ) 2 + ( x - y + z ) 2 + ( - x + y + z ) : - 4 ( x 2 + y 3 + z 2) 27. E = ( x + — ) 2 ( x 2 + - L - 1 ) 2 - ( x - — ) 2 ( x 2+ A - + 1 ) 2 X X " X X ' 28. E = (b + c - a) (a + c - b) + (a + b + c)(a + b - c) 16 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 29 E = ( * 3- y : ) 7( * ; y >4 , (y _ x ) ( - x - y ) ( x - y ) ' 30. E = ( x : + x + l ) ( x : - x + l ) ( x 4 - x : + l ) ( x 8 - x 4 + 1 ) . . . hasta n factores Resolver 31. Si x + y = 8 y x y = 16 .h a lla r x ; + y : 32. Si x - — = 2 hallar x 4 + x ' 4 x 33. Si a + b = 5 y ab = 2 ca lcu lar E = ( a : + b : ) + ( a 3+ b 3) + ( a 4 + b 4) 34. Si x + y + z = 12 y x y + xz + yz = 60 . ha llar M = ( x + y ) 2 + ( x + z ) : + ( y + z ) : 35. Si p + q + r = 20 y p 3 + q 3 + r : = 300 hallar el va lo r de E = (p + q ) 3 + (p + r ) 3 + ( q + r ) : 36. S ¡ x + y + z = 0 s im plificar E = ( » y ) ‘ + ( y ^ ) ' + ( z « ) - x y + y z + zx D iv is ió n de p o lin o m io s La d iv is ió n de polinom ios es una operación que consiste en hallar el polinom io cocien te dados el po linom io dividendo y el polinom io divisor. En la d ivisión de polinom ios se cumple: P R P = Q -C + R ó — = C + — Q Q donde P = Polinom io dividendo C = Polinom io cociente Q = Polinom io d iv isor R = Polinom io resto o residuo C + — = C ociente com pleto En la d ivisión exacta de polinom ios R = 0 y se cum ple que: ^ = C o P = Q -C donde Q * 0 x m Propiedad : — = x , donde x * 0 X C a so s de la d iv is ió n - C u a n do se tra ta de d o s m o n o m io s Reglas o pasos a seguir: • Se dividen los signos m ediante la regla de signos • Se dividen los coefic ientes X m • Se dividen la letras aplicando la propiedad: — - x m~ " , donde x * 0 x - 1 2 x V z s Ejemplo: D ivid ir E = - 4 x 2y 5z 4 17 DAVID GONZALES LOPEZ Efectuando E = 3 x4- y - 5zs~4 = 3 x :y 3z - Cuando se trata de un polinomio y m onom io Reglas o pasos a seguir: • Se escribe la d ivisión com o una sum a del cociente de 2 m onom ios • Se divide cada cociente de m onom ios Efectuando - Cuando se trata de dos polinomios Para efectuar la división entre dos polinom ios se conocen varios m étodos. Presentarem os a continuación a lgunos de ellos. a. Método clásico o normal R eglas o pasos a seguir: 1) Se ordenan los polinom ios, genera lm ente en fo rm a decreciente con respecto a una sola letra o variable 2) En caso existan dos o m as variab les se asum irá solo a una de e llas com o tal y las dem ás harán el papel de núm eros o constantes. 3) Se divide el p rim er té rm ino del dividendo, por el prim er térm ino del divisor, obten iéndose el p rim er té rm ino del cociente. Luego este se m ultip lica por cada uno de los té rm inos del d iv isor y el resu ltado se resta del dividendo. 4 ) Se baja el térm ino siguiente del dividendo, y se repite el paso anterio r tantas veces hasta que el resto sea a lo m ás un grado m enos que el grado del divisor. O en todo caso si la d ivisión es exacta el resto será un polinom io idénticam ente nulo. E jem plos 1. D ividir P (x ) = 6 x 4 - 5 x 3 - 4 x 3 + 8 x+ 4 entre Q (x ) = 2 x 3 - 3 x + 2 Solución 6 x 4 - 5 x 3 - 4 x 3 + 8 x + 4 - 6 x 4 + 9 x 3 - 6 x 3 3 x 3 + 2 x - 2 2 x : - 3 x + 2 4 x 3 - 1 0 x 3 + 8 x + 4 - 4 x 3 + 6 x 3 - 4 x - 4 x 3 + 4 x + 4 4 x 3 - 6 x + 4 - 2 x + 8 Luego, el po linom io cociente es C (x ) = 3 x ' + 2 x - 2 y el resto R (x ) = - 2 x + 8 18 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 2. D ividir P (x ,y ) - 6 x 5 - 2 6 x 3y 2 + 5 x 4y + 3 3 x 2y 3 - 2 4 x y 4 + 6 y 5 e n tre Q (x ,y ) - 2 x : - 3 x y + y 2 Solución 6 x 5 + 5 x 4y - 2 6 x 3y 2 + 3 3 x 2y 3 - 2 4 x y 4 + 6 y 5 - 6 x 5 + 9 x 4y - 3 x 3y 2 2 x 2 - 3 x y + y 2 3 x 3 + 7 x 2y - 4 x y 2 + 7 y 3 14x4y - 2 9 x 3y 2 + 3 3 x 2y 3 - 1 4 x 4y + 2 1 x 3y 2 - 7 x 2y 3 - 8 x 3y 2 + 2 6 x : y 3 - 2 4 x y 4 8 x 3y 2 - 1 2 x :y 3 + 4 x y 4 1 4 x 2y 3 - 2 0 x y 4 + 6 y 5 - 1 4 x 2y 3 + 2 1 xy4 - 7 y 5 x y 4 - y 5 Luego, el po linom io cociente es C (x ) = 3 x 3 + 7 x :y - 4 x y 2 + 7 y 3 y el resto R (x ) = x y 4 - y 5 Observación - Teorem a ( A lgoritm o de la división de polinom ios) Dados un polinom io P (x ) de grado 11 > 1 y un polinom io Q (x ) de grado m , con 1 < m < n ; entonces existen po linom ios únicos C (x ) y R ( x ) , que tienen la propiedad de que: P (x ) = Q (x ) C (x ) + R (x ) , donde el grado de R (x ) es m enor que el grado de Q ( x ) . - Si al d iv id ir P (x ) entre Q (x ) se obtiene R (x ) = 0 , es decir si P (x ) = Q ( x ) . C ( x ) , se d ice que Q (x ) divide o es d iv isor o fac to r de P ( x ) . b. División sintética La división s intética es un procedim iento práctico para encontrar el cociente y el resto de la división de un polinom io P ( x ) d e grado 2 o m as, entre un binom io de la form a Q (x ) = x - r (o cualquier otra expresión transform able a ésta). A la d ivisión sintética tam bién se le conoce con el nom bre de "Regla de Ruffini" Si d iv id im os P (x ) = anx n + a n_ ,xn_l+ . . . + a , x + a a de grado n entre Q (x ) = x - r , entonces por el a lgoritm o de la división de polinom ios existe C (x ) = b n_,xn~‘ + b n_ ,x n~2 + . . . + b, de grado n - 1 y R (x ) un polinom io constante ta lque : P (x ) - C (x ) (x - r ) + R (x ) Por división s intética podem os hallar el polinom io cociente C (x ) y el polinom io resto R (x ) . Reglas o pasos a seguir: - Se com pletan y ordenan los polinom ios con respecto a una sola letra o variable. En caso fa lte un térm ino este se com pleta con cero. - En caso hubiesen dos o m as variables se considera so lo a una de e llas com o tal y las dem ás harán el papel de núm eros o constantes. Se distribuyen en fo rm a horizontal los coefic ientes del d iv idendo; en form a parale la a este paso se iguala el d iv isor a cero ( 0), se despeja la variab le y ésta se coloca en el ángulo izquierdo del gráfico. 19 DAVID GONZALES LOPEZ - Se baja el prim er coefic iente del polinom io d iv idendo siendo este el p rim ero del polinom io divisor. Luego se m ultip lica po r el va lor despejado de la variab le y el resu ltado se coloca debajo de la siguiente colum na - Se reduce la co lum na sigu iente y se rep ite el paso anterior tan tas veces hasta que la última operación e fectuada caiga debajo del ú ltim o coefic iente del polinom io dividendo. L legado este m om ento se reduce la colum na que fa lta , y siem pre se cum plirá que la ú ltim a colum na le va ha pertenecer al resto, y este s iem pre será un va lor num érico. O bservaciones - La división s intética tam bién es aplicab le cuando el d iv isor es un binom io de la form a a x - r . - La división s intética es tam bién aplicab le cuando el d iv isor es un polinom io de segundo grado factorizable de la f o r m a ( x - r ) ( x - s ) o no factorizable, o un polinom io de grado 2 o mas. Esta división se realiza por el llam ado M étodo de Horner E jem plos 1. D ividir P (x ) = 2 x 3 — 5 x " + x — 2 entre Q (x ) = x - 2 Solución Hacem os x - 2 = 0 => x = 2 Aplicando división s intética tenem os 2 2 - 5 4 i - 2 - 2 _ ? W ' R (x ) « Tii - 1 - 1 - 4 r + 3 entre Q (x ) = x + 3 Solución Hacem os x + 3 = 0 => x = - 3 Aplicando división s intética tenem os - 3 3 2 - 9 - 1 21 0 - 6 0 3 180 3 - 7 20 - 6 0 183 L u e g o , C (x ) = 3 x 3 - 7 x 2 + 2 0 x - 6 0 y R (x ) = 183 3. D ividir P (x ) = 18x5 - 2 9 x 3 - 5 x : + 1 2 x - l entre Q (x ) = 3 x + 2 Solución Hacem os Q (x ) = 3 x + 2 = 3 (x + - ) Ap licando división s intética tenem os 3 ( x + - ) = 0 3 2 x = — 3 2 18 0 - 2 9 - 5 12 - 1 3 - 1 2 8 14 - 6 - 4 18 - 1 2 - 2 1 9 6 - 5 20 DAVID GONZÁLES LÓPEZ C ociente prim ario A ( x ) - 1 8x4 - 1 2 x 3 - 2 1 x 3 + 9 x + 6 D ivid iendo todo el cociente prim ario entre 3 , porque es el prim er coefic iente del d iv isor se tiene: + . 1 8x4 - 1 2 x 3 - 2 1 x 3 + 9 x + 6 El cociente ve rdadero C (x ) = --------------------- C (x ) = 6 x 4 - 4 x 3 - 7 x 2 + 3 x + 2 y R (x ) = - 5 „ „ 6 x 36 + 1 7 x 27 - 1 6 x ls + 2 x 9 + 1 2 4. D ividir ------------------------ 5------------------------- 3 x +1 Solución O bservam os que los exponentes del d ividendo son m últip los del exponente 9 del divisor, luego se puede ap licar el m étodo de la división sintética. H acem os x 9 = y . A l transform ar el d ividendo y reem plazar el cam bio de variab le se tiene 6 (x 9) 4 + 1 7 ( x 9) 3 - 1 6 ( x 9) 2 + 2 x 9 + 12 6 y 4 + 1 7 y 3 - 1 6 y 2 + 2 y + 12 3 x +1 3 y + 1 Tam bién hacem os Q (y ) = 3 y + l = 3 (y + - ) Ap licando división s intética tenem os 3 ( y + I ) = 0 1 3 6 17 - 1 6 2 12 - 2 - 5 7 - 3 6 15 - 2 1 9 9 C ociente prim ario A (y ) = 6 y 3 + 1 5 y 2 - 2 1 y + 9 D ivid iendo todo el cociente prim ario entre 3 , porque es el prim er coefic iente del d iv isor se tiene: El cociente ve rdadero en té rm inos de y , C (y ) = 6y— — 21Y + 9 C (y ) = 2 y 3 + 5 y 2 - 7 y + 3 reem plazando y = x 9 tenem os el cociente verdadero en té rm inos de x , C (x ) = 2 x 27 + 5 x 18 - 7 x 9 + 3 y el resto R (x ) = 9 c. Método de Horner S e em plea para d ivid ir un polinom io P (x ) de grado n entre un polinom io Q (x ) de grado 111 donde P (x ) = anx n + a n_1x n_1 + . . . + a , x + a 0 Q (x ) = b mx m + b m_,xm-1 + . . . + b ,x + b 0 , n > m , an a b in * 0 Reglas o pasos a seguir: - Se com pletan y ordenan los polinom ios. En caso fa lte un té rm ino este se com pletará con cero. - En caso existan dos o m as variab les se asum e a una de e llas com o tal y las dem ás harán el papel de núm eros o constantes. 21 DAVID GONZÁLES LÓPEZ - Se distribuyen en fo rm a horizonta l los coefic ientes del dividendo, y en form a vertica l los coefic ientes del divisor, todos cam biados de signo a excepción del prim ero. - Se divide el p rim er coefic iente del d ividendo po r el prim ero del divisor, obten iendo el prim ero del cociente. Luego este se m ultip lica po r cada uno de los coefic ientes del d iv isor que han cam biado de signo, y los resu ltados se colocan dejando una colum na de lado. - Se reduce la s igu iente co lum na y se rep ite el paso anterior, tanta veces hasta que la última operación e fectuada caiga debajo del ú ltim o coefic iente del dividendo. L legado este m om ento se reduce las co lum nas que falten; separando los coefic ientes del cociente y el resto respectivam ente. E jem plos 1. D ividir P (x ) = 2 x 4 + 6 x 3 + 4 x : - 5 x - l entre Q (x ) = 2 x : + 2 x - 3 Solución 2 2 6 4 - 5 - 1 _ 2 - 2 3 3 4 - 4 6 3 - 3 9 2 1 2 3 2 - 2 7 2 L u e g o , C (x ) = x : + 2 x + - 2 y R (x ) = - 2 x + Z 2 2. D ividir P (x ) = 6 x 5 - 4 x 3 + 9 x : - 5 entre Q (x ) = 3 x 3 + x - 2 Solución 3 6 0 - 4 9 0 - 5 0 O 1 io 4 - 1 0 0 0 0 2 - 6 0 2 - 4 2 O 1 io 13 2 - 9 L u e g o , C (x ) = 2 x : - 2 y R (x ) = 1 3 x : + 2 x - 9 3. Hallar E = m + n + p si la división12x5 - 9 x 4 + 1 4 x 3 - m x : + n x - p 3 x 3 + 2 x - 6 es exacta. Solución U tilizando el m étodo de Horner, el resto debe ser un polinom io idénticam ente nulo 22 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 3 12 - 9 14 - n i n - p 0 0 - 8 24 - 2 - 9 0 6 - 1 8 6 6 0 - 4 12 4 - 3 2 30 - m - 2 2 + n 12 - p Luego, el resto es R (x ) = ( 3 0 - m ) x ; + ( - 2 2 + n )x + ( 1 2 - p ) = 0 x : + 0 x + 0 Asi tenem os que: 30 - m = 0 => n i = 30 -22 + n = 0 => n = 22 12 - p = 0 => p = 12 Finalm ente E = m + n + p = 30 + 22 + 1 2 = 64 . 8 x 5 + 14x4y + 5 x V + 1 6 x : y 3 + 2 y 5 3. D ividir — ; ;— ---------— con respecto a x . 4 x ' + x y + 3 y Solución Utilizando el m étodo de H orner se tiene: 4 8 14 5 16 0 2 - 1 - 2 - 6 - 3 12 - 3 - 9 - 4 1 3 8 - 2 - 6 2 3 - 1 2 1 - 4 Luego, el resto es C (x ,y ) = 2 x 3+ 3 x :y - x y : + 2 y 3 y R (x ,y ) = x y 4 - 4 y 5 Teorem a de! res to Si P (x ) es un polinom io de grado n y Q (x ) = x - r , entonces el resto o residuo de dividir P (x ) po r Q (x ) esta dado por P (r) = R . Dem ostración En efecto, por el a lgoritm o de la división P (x ) = ( x - r ) C (x ) + R C om o esta igualdad es vá lida para todo x , en particu lar para x = r entonces P (r) = ( r - r ) C (r) + R Entonces P (r) = R Ejem plos 1. Hallar el resto de d ivid ir P (x ) = x 3 + x 2 - 4 x - l entre Q (x ) = x + 2 Solución Hacem os x + 2 = 0 => x = - 2 Luego el resto es R = P (-2 ) = ( - 2 ) 3 + ( - 2 ) 3 - 4 ( -2 ) - 1 = 3 23 DAVID GONZALES LOPEZ 3 x - 2 Solución 2 Hacem os 3 x - 2 = 0 => x = —x = — 2 33 1 1 1 1 1 ( Luego el resto es R = P ( - ) = 9 ( - ) 3 - 1 8(—) ' + — 2 =V 3 3 3 3 3. Hallar el resto de x s - 2 x 5 - 3 x 4 - 8 x : - 5 x + 8 x 5 + 2 Solución Hacem os x 3 + 2 = 0 => x 3 = - 2 j no se saca ra iz ! Dando la form a al dividendo P (x ) = ( x 3) 2 x 2 - 2 ( x 3) x : - 3 ( x 3) x - 8 x 2 - 5 x + 8 reem plazando R = ( - 2 ) 2 x 2 - 2 ( - 2 ) x 2 - 3 ( -2 )x - 8 x 2 - 5 x + 8 efectuando resulta R = x + 8 . . ( x 2 + 5 x + l ) 3 - 3 ( x 2 + 5 x + 2 ) 2 + 4 4. Hallar el resto de — -------- x + 5x — 1 Solución Hacem os que x : + 5 x - l = 0 => x : + 5 x = l Reem plazando en el dividendo R = ( l + 1)3 -3 (1 + 2 ) 2 + 4 = 8 - 2 7 + 4 R = - 1 5 5. Hallar el resto de *~X— — — —— — Hacem os que x + 2 y = 0 => x = - 2 y Reem plazando en el d ividendo R = ( - 2 y + y ) 5 - ( - 2 y ) 5 - y 5 = - y 5 + 3 2 y 5 - y 5 R = 3 0 y 5 Teorem a del factor Dado un polinom io P (x ) de grado n , un núm ero r es una raíz de P (x ) si y so lo si Q (x ) = x - r es un fac to r de P ( x ) . Dem ostración i) En efecto, por el a lgoritm o de la división P (x ) = ( x — r ) C (x ) + R Por el teorem a del resto P (r) = 0 , entonces R = 0 Por lo tanto, P (x ) = ( x - r ) C (x ) , luego x - r es un fac to r de P (x ) x + 2 y Solución 24 DAVID GONZALES LOPEZ ¡i) Recíprocam ente, si Q (x ) = x - 1 es un facto r de P ( x ) , entonces P (x ) = ( x - r )C (x ) C om o el resto R = P (r) = 0 , entonces P (r) = ( r - r ) C (x) = 0 S ignifica que r es una ra iz de P ( x ) . Ejemplos 1. Determ inar si Q (x ) = x + 2 es fac to r de P (x ) = x 3 - x : + 5 x + 4 de grado n > 1, un núm ero r se llama raíz o cero del polinomio P (x ) si P (r) = 0 . Ejem plo: Sea P ( x ) : x 3 - x 3 - 4 x + 4 , el núm ero x = - 2 es una raíz o un cero de P (x ) puesto que P ( - 2 ) = 0 Cocientes notables Son d iv is iones ind icadas de dos expresiones b inóm icas. Se denom inan notab les porque no se requiere e fectuar la operación, d irectam ente se escribe el cociente. - Primer caso — — = x " '1 + ax"~3 + a 3x n~3 + ... + an' 3x + a " '1 x - a donde: n es par o im par E jem plos Y 4 3 2 2 3 4 — = x + x y + x y + x y + y Solución H acem os x + 2 = 0 => x = - 2 Entonces R = P ( -2 ) = ( - 2 ) 3 - ( - 2 ) : + 5 ( -2 ) + 4 = -1 8 Luego Q (x ) = x + 2 no es fac to r de P (x ) = x 3 - x : + 5 x + 4 2. Determ inar si Q (x ) = 2 x - 1 es facto r de P (x ) = 4 x 3 + 1 2 x 3 - x - 3 Solución Hacem os 2 x - l = 0 => x = — 2 Entonces R = P ( - ) = 4 ( - ) 3 + 1 2 ( i ) 3 - (—) - 3 = 0 2 2 2 2 C om o R = 0 entonces Q (x ) = 2 x - 1 es facto r de P (x ) = 4 x 3 + 1 2 x : - x - 3 O bservación - Raíces de un polinomio: De acuerdo al teorem a del facto r se conoce que dado un polinom io x - y „ x s - y s _ ( x 3) 4 - ( y 3) 4 x - - y - x ' - y - Segundo caso donde n e s par x + a 25 DAVID GONZÁLES LÓPEZ Ejemplo - ( x ' ) 3 - ( x 2) 2( y 5) + ( x 2) ( y s) 2 - ( y 5) 3 x ‘ + y" x ‘ + y - Tercer caso x + a donde n es im par - Caso x - a donde n es par o im par Por el Teorem a del resto: x - a = 0 => x = a Luego, R = an + an = 2an j División in e x a c ta !, por lo tanto NO ES C O C IEN TE NOTABLE. x + a donde n es im par Por el Teorem a del resto: x + a = 0 => x = - a Luego, R = ( - a ) n - an = - 2 a n j División in e x a c ta !, po r lo tan to NO ES C O C IEN TE NOTABLE. x + a donde n es par Por el teorem a del resto x + a = 0 => x = - a Luego, R = ( - a ) n + an = a “ + a " = - 2 a n ¡ División in e x a c ta !, po r lo tan to NO ES CO CIENTE NOTABLE Ejercicios 05: División de polinomios enteros- Cocientes notables Dividir 1. 3 x : y 3 - 5 x ; y entre - 3 x : y 2. 4 x 8 - 1 0x6 - 8 x 4 entre 2 x 3 3. 2 1x lsy ,s - 3 5 x 12y V - 7 x sy lüz s entre - 7 x 5y DAVID GONZÁLES LÓPEZ ^ 3 3 2 ->■>•> 5 I 4 3 + 56. —x y z — x " y _z ' + —x y z — x y z entre — xyz 4 3 6 2 6 7. x m+2 - 1 5 x m + 6 x m+1 - 9 x m_1 entre 3xm"2 8. —x ntl — —x 11-1 x ” entre - x ”' 3 3 4 5 3 Dividir por el método clásico y por división sintética 9. x 3 - 2 x : + 3 x - 2 entre x + 3 10. 2 x 4 - 3 x : + 3 x - l entre x - 2 . . 3 3 2 7 5 1 . 1 11. - x - - x - + - x - - entre x — 4 3 6 2 2 12. 4 x 4 - 3 x 3 + x - 2 entre 2x + l Dividir por el método clásico y por el método de Horner 13. x 4 - 3 x 3 + x 3 - x + 1 entre x : - x + 2 14. 2 x 5 - 2 x 3 + 3 x 3 +1 entre 2 x : - x - 2 15. - x 4 - — x 3 - x 3 + x - l e n t r e 3 x : + 2 3 3 16. x 5 - 3 x 4 - x 3 + x - 2 entre 2 x 3 - x 2 + 3 x - l Resolver 17. Calcular ab si la siguiente división es exacta — f 2x 3x + a x ^ 18. Hallar 111 y n si la d ivisión es exacta x 3 + 2 x - 5 x 4 - 3 x J + m x - 2 n x 3 - 2 x + 4 19. C alcu lar a + b si la d ivisión — — H x + 1-*x + a x — ^ deja com o resto: 2 x - 9 5 x - x - 2 20. C alcu la r a.b.c si el polinom io x 4 + 3 x 3 + a x 3 + b x + c es divisible por x 3 + 2 x 3 - x - 2 x 4 + 2 x ' - m 3x : + m x - m 21. Hallar el resto en 22. H allar el resto en 23. Hallar el resto en x - ni + 1 x 80 + 8x 77 + 2x + 5 x + 2 x 37 + 243x 33 + x + 4 x + 3 24. El residuo de d ivid ir 8 x +_j x + ax + b x + c es - 5X = -t-1 l x -+ 7 , hallar E = Vabc 2 x + x ’ + 3 25. Determ inar m + n sabiendo que m x 4 + n x 3 - 7 x 3 + 1 6 x + 15 es divisible por x 3 - 3 x + 5 «o r- , • • x • •• 3 x 4 - x 3+ 2 x 3 + a x + a , . 26. En la siguiente división el residuo no es de prim er grado. Calcular X ' + x - l dicho resto. 27. Si P (x ) = x 3 - b x : - ( 4 b + 3 )x + c es divisible entre ( x + 3 )(x - 4) , ha llar P (l) 28. Escrib ir el cociente sin e fectuar la división : 27 DAVID GONZÁLES LÓPEZ . 81x — 16 y . 1024x - 1 X 3 2 x 5 + 2 43 y5 , 5 1 2 x s + y 9 a ---------------— c e — g — 3 x - 2 y 2 x - l 2 x + 3 y 2 x + y x 5 - 243 1 6x : y 4 - 2 5m 6 6 4 x ‘ - 3 4 3 y 9 . a i s - b 18 b ) --------------------------------- d ) , - . 3 f ) , - - 3 h ) 3 , 3x - 3 4xy~ + 5m 4 x - 7 y a + b x ^ + 1 ( x + l ) n + l ( x i - 3 ) 4 - ( y i + 2 ) 4 ( x ; - 3 ) 3 - ( y 2 - 2 ) 3 v 3 , \ ) i 2 i ' 1 0 c x + 1 x x + y - 1 x + y -5 1.4. FACTORIZACIÓN Factorizar es la transform ación de un polinom io en una m ultip licación ind icada de dos o m as polinom ios prim os dentro de cierto cam po de núm eros Factorizar tam bién significa, convertir una sum a a lgebraica en producto de facto res primos. P o lin o m io p r im o s o b re un c o n ju n to n u m é rico Es aquel po linom io de grado m ayor que cero que no adm ite se r transform ado en m ultip licación indicada. Todo polinom io prim o tiene com o únicos d iv isores a el m ism o y a cua lqu ier constante no nula de un cierto cam po de núm eros. Un polinom io prim o tam bién es denom inado p o lin o m io ir re d u c tib le y fa c to r p rim o Ejemplos 1. 3 x + 2 es prim o en Q , R y C 2. x : - 5 es prim o en Q . No es prim o en R 3. x ' — x +1 es prim o en Q y R . No es prim o en C G eneralm ente traba jarem os en los racionales (Q ) salvo que se indique lo contrario. Pero debe tenerse en cuenta lo siguiente: * P (x ) = ( x : + l ) ( x : - 3 )(x + 4 )(x - 2) está factorizado en Q . * P (x ) = ( x : + l ) ( x + V 3 )(x - V 3 )(x + 4 )(x - 2) está factorizado en R . * P (x ) = ( x + i ) ( x - i ) ( x + V 3 )(x - V 3 )(x + 4 )(x - 2) está facto rizado en C . El núm ero de factores primos, com o lo hem os visto anteriorm ente depende del conjunto num érico en el que se trabaje. En el conjunto num érico de los racionales, el núm ero de factores p rim os se calcula contando los facto res bása les (que figuran com o bases y que contengan a las variab les, denom inados tam bién facto res a lgebraicos). A s i po r ejemplo: * P (x ) = ( x + 3 ) : ( x - 4 ) 3 tiene 2 factores prim os * P (x ) = x ( x + 2 ) ( x - 2 ) : ( x - 3 ) 3 tiene 4 facto res prim os * P (x ) = x ' y : ( x + 3 y ) 5( x - 2 y ) 4 tiene 4 fac to res prim os 28 DAVID GONZÁLES LÓPEZ M étodos para factorizar una expresión algebraica A. Método de facto r común B. M étodo de identidades C. M étodo del aspa simple D. Regla de Ruffini E. M étodo de los artificios: a) Cam bio de variab le o agrupaciones convenientes b) Q uita y pon o reducción a d iferencia de cuadrados c) Sum as y restas especiales_______________________ A Método de factor común Factor com ún de dos o m ás expresiones a lgebraicas es la parte num érica y /o literal que está repetida en d ichas expresiones. El m étodo consiste en extraer el o los facto res com unes y de jarlos com o un producto indicado. El fac to r com ún puede ser: • Factor com ún M ONOM IO • Factor com ún PO LINO M IO • Factor com ún POR AG R U PAC IÓ N DE TERM INO S Ejemplo: 1. Factorizar la s igu iente expresión: P = 3 x 2y 2 + 6 x 3y 5 + 1 2 x 2y 4 Solución El fac to r com ún es 3 x : y : . es un m onom io P = 3 x 2y 2( l + 2 x y 3 + 4 y 2) 2. Factorizar la s igu iente expresión: P = 7 2 x :ay b + 4 8 x a+ly bt' + 2 4 x ay :b Solución El fac to r com ún es 2 4 x ay b , es un m onom io P = 2 4 x ay b(3 x a + 2 x y + y b) 3. Factorizar la s igu iente expresión: P = ( x + 1)7 ( x 2 + 1 )10 - ( x + 1)5 ( x : + 1 )11 Solución El fac to r com ún es (x + l ) 5( x : + 1 )10 , es un polinom io P = ( x + 1)5 ( x : + 1)1D [ ( x + 1 ) 3 - ( x 2 + 1 ) ] P = (x + 1)5 ( x 2 + 1)10 ( x 2 + 2 x +1 - x 2 - 1 ) P = (x + l ) 5( x 2 + l ) ' ° ( 2 x ) 4. Factorizar N = a ( x - l ) - b ( l - x ) + c x - c Solución Extrayendo facto r com ún "c " en los dos ú ltim os térm inos N = a (x - 1 ) - b ( l - x ) + c (x - 1 ) 29 DAVID GONZÁLES LÓPEZ Extrayendo facto r com ún - 1 en el té rm ino central N = a (x - 1 ) + b (x - 1 ) + c (x - 1 ) Extrayendo facto r com ún ( x - 1) N = ( x - l)(a + b + c) 5. Factorizar M ^ a ^ x 3 + a 3x : b + a 3x 3c + a 3x 3d + abcx + abdx + acdx + bcd Solución Agrupando de dos en dos M = (aJx 3 + a 3x 3b ) + (a : x : c + abcx) + (a : x : d + abdx) + (acdx + bcd) Extrayendo facto r com ún en cada paréntesis M = a 3x 3(ax + b ) + acx(ax + b ) + adx(ax + b ) + cd (ax + b) Extrayendo facto r com ún (ax + b) M = (ax + b )(a 3x 3 + a c x + a d x + cd) Agrupando de dos en dos en el segundo paréntesis M = (ax + b)[(a 3x 3 + acx) + (adx + cd)] Extrayendo facto r com ún dentro del corchete M = (ax + b )[a x (ax + c) + d (a x + c )] M = (ax + b )(ax + c)(ax + d) B. Método de identidades Para este caso se utilizará los productos notables en fo rm a inversa; entre los m as im portantes tenem os: • Trinomio cuadrado perfecto. Se caracteriza por: - Tener dos té rm inos que son cuadrados perfectos. - El otro térm ino es el doble producto de las ra íces cuadradas de los cuadrados perfectos. - Los cuadrados perfectos s iem pre deben tener s igno positivo. El trinom io con estas características se reduce a un b inom io al cuadrado. Para facto rizarlo se extrae la ra iz cuadrada del prim er y te rce r té rm ino y entre ellas va el s igno del segundo térm ino. Form a g e n e ra l: a ) x 3m + 2 x my " + y 3n = ( x m + y n) 2 b) x 3m- 2 x my n + y 3n = ( x m - y “ ) 3 Ejemplos: 1. x ; + 2 x y + y 3 = ( x + y ) 3 2. 4 x 4y 6 - 4V3 x 3y 3 + 3 x 3 = ( 2 x : y 3 - V 3 x ) 3 • Diferencia de cuadrados. Es una d iferencia de dos cuadrados perfectos. Para facto riza r se extrae la raíz cuadrada de los cuadrados perfectos y se form a el p roducto de la sum a de las ra ices m ultip licada por la d iferencia de ellas. Forma g e n e ra l: x 3m- y 3n = ( x m + y n) ( x m - y n) Ejemplos: 1. x 3 - y 3 = ( x - y ) (x + y ) 2. 9 x V - 5 y 8 = ( 3 x 3y + V 5 y 4) ( 3 x : y - V 5 y 4) 30 DAVID GONZÁLES LÓPEZ • Suma o diferencia de cubos Se caracterizan por tene r 2 cubos perfectos, para factorizar se recuerda el p roducto notable Form a general a) x 3m + y 3n - ( x m + y n) ( x 2m - x my n + y 2n) b ) x 3m - y 3n = ( x m - y ” ) ( x 2m + x my “ + y 2n) Ejemplos: 1. x : + y* = ( x + y ) ( x : - x y + y 2) 2. 8 x 3z 6 - 2 7 y 9 = (2 x z 2 - 3 y 3) ( 4 x 2z 4 + 6 x y 3z 2 + 9 y a) O tros ejem plos 1. Factorizar P = n r - 4 p 2 + 4nm + 4 n 2 Solución Agrupando el 1o , 3o y 4o térm ino P = ( m 2 + 4 n m + 4 n : ) - 4 p : Factorizando el paréntesis P = (m + 2 n )2 - 4 p 2 Factorizando toda la expresión P = (m + 2n + 2p) (m + 2n - 2p) 2. Factorizar P = a4 + b 4 + 2 a b ( a ; + b 2) + 3a :b : Solución Sabem os que: 3a 2b 2 = 2a 2b 2 + a 2b 2 J u e g o P = a4 + b 4 + 2ab(a : + b 2) + 2a 2b 2 + a 2b : agrupando adecuadam ente P = (a 4 + 2 a :b : + b 4) + 2ab(a : + b 2) + a 2b 2 Factorizando el trinom io cuadrado perfecto P = (a 2 + b 2) 2 + 2 a b ( a ; + b 2) + a ; b : Toda la expresión es un trinom io cuadrado perfecto P = [ (a 2 + b 2) + ab ] ' P = (a 2 + b 2 + ab )2 3. Factorizar E = x ( x 2 + yz ) + z ( x : + y 2) - y 3 Solución Efectuando las operaciones indicadas E = x 3 + x y z + x 2z + y 2z - y J Agrupando adecuadam ente E = ( x 3 - y 3) + ( x y z + x 2z + y 2z) Factorizando los paréntesis E = ( x - y ) ( x 2 + x y + y 2) + z (x y + x : + y ; ) El fac to r com ún es ( x 2 + x y + y 2) E = ( x 2 + x y + y 2) ( x - y + z) 31 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 4. Factorizar P = x 3+ x 2 + x - 3 Solución Sabem os q u e : - 3 = - 1 - 1 - 1 Ju e g o P = x 3 + x 2 + x - l - l - l Agrupando adecuadam ente P = ( x 3 - l ) + ( x 2 - l ) + ( x - l ) Factorizando en el 1o y 2o paréntesis P = (x - l ) ( x : + x + 1) + ( x - l ) ( x + 1) + ( x - 1 ) El fac to r com ún es: ( x - 1 ) P = (x - l ) ( x : + X + 1 + X + 1 + 1) P = (x - l ) ( x 3 + 2 x + 3) C M étodo del aspa simple Se utiliza para facto riza r trinom io de la forma: a) x 2n+ b x n ± c ó b) a x 2n± b x n ± c Para facto riza r se hace lo siguiente: - Se descom pone en dos facto res el prim er térm ino, estos factores se colocan en las puntas de la izquierda del aspa. - Se descom ponen en dos facto res el té rm ino independiente, incluyendoel signo, estos factores se colocan en las puntas de la derecha del aspa. - El té rm ino central debe se r igual a la sum a de los productos del aspa. - Los facto res son las sum as en form a horizontal de los extrem os del aspa. Ejemplos 1. Factorizar F = 8 x : + 1 4 x - 1 5 Solución F = 8 x 2 + 1 4 x - 15 4 x - 3 => - 6 x 2 x 5 => 2 0x "l4 x ” La expresión facto rizada es: F = 8 x 3 + 1 4 x - 1 5 = ( 4 x - 3 ) ( 2 x + 5) 2. Factorizar F = 2 5 x 4 - 1 0 9 x 2 + 36 Solución F = 2 5 x 4 - 1 0 9 x 2 + 3 6 2 5 x 3 - 9 => - 9 x 2 x 2 - 4 => - lOOx2 - 1 09 x2 La expresión factorizada es: F = 2 5 x 4 - 1 0 9 x : + 3 6 = (2 5 x ; - 9 ) ( x : - 4) F = 2 5x4 - 1 0 9 x 2 + 36 = (5 x - 3 )(5 x + 3 )(x - 2 ) (x + 2) 32 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 3. Factorizar F = 6 4 x 12y 3 - 6 8 x sy 7 + 4 x 4y “ Solución El fac to r com ún de la expresión es 4 x 4y 3 F = 4 x 4y 3(16 x8 - 1 7 x 4y 4 + y s) Aplicam os aspa sim ple en el paréntesis y tenem os F = 4 x 4y 3(16 x4 - y 4) ( x 4 - y 4) Factorizando las d iferencias de cuadrados tenem os F = 4 x 4y 3( 4 x 2 - y 2) ( 4 x 2 + y 2) ( x 2 - y 2) ( x 2 + y 2) Factorizando las d iferencias de cuadrados en el p rim er y te rcer paréntesis F = 4 x 4y 3( 2 x - y ) (2 x + y ) ( 4 x 2 + y 2) ( x - y ) ( x + y ) ( x 2 + y 2) 4. Factorizar M = (a + b ) 2 + ( c + 4)(a + b ) - 2 c : + 5c + 3 Solución Extrayendo el signo m enos en los tres ú ltim os térm inos M = (a + b ) 2 + (c + 4)(a + b ) - ( 2 c 2 - 5c - 3 ) Aplicando aspa sim ple en el ú ltim o paréntesis M = (a + b ) 2 + (c + 4)(a + b ) - (2c + l) (c - 3) Aplicando aspa sim ple en toda la expresión M = (a + b ) 2 + (c + 4)(a + b ) - (2c + l) (c - 3) (a + b ) ( 2 c + 1) => (a + b )(2c +1) (a + b ) - ( c - 3 ) => (a + b ) ( - ( c - 3)) (c + 4)(a + b) La expresión factorizada es: M = (a + b ) 2 + (c + 4)(a + b ) - 2 c 2 + 5c + 3 = (a + b + 2c + l)(a + b - c + 3) O bservación Recordem os que: - Sea P (x ) un polinom io de grado n (n > 1 ), " r " es raíz o cero de P (x ) P (r) - 0 Es decir, raíz o cero es el va lo r que anula al polinom io. D. Regla de Ruffini La reg la de Ruffini se basa en el s igu iente teorem a: Sea P (x ) = anx n + a n_1x n' 1 + . . . + a , x + a 0 , an # 0 y a0 * 0 un polinom io de grado n cuyos coefic ientes son enteros. Si el núm ero racional — , expresado en fo rm a irreductible, es una q ra iz de P ( x ) , entonces p es d iv isor exacto de a 0 y q es d iv isor exacto de an . La Regla de Ruffini perm ite facto riza r po linom ios de grado 2 o m ás que acepte facto res de prim er grado de la fo rm a x ± r ó sx + r . Tam bién, podem os decir que la Regla de Ruffini sirve para hallar los divisores binóm icos de un polinom io. Pasos a seguir - Determ inación de las posib les raíces racionales ( o ceros ) de un polinom io de grado 2 o más: 33 DAVID GONZÁLES LÓPEZ *Si el po linom io tiene com o prim er coeficiente la unidad, las posib les raíces o ceros estarán dados po r los d iv isores del té rm ino independiente con su doble signo. *Si el coefic iente del prim er té rm ino es diferente a la unidad, se procede com o en el caso anterio r y adem ás se consideran las fracciones que resultan de d iv id ir todos los d iv isores del té rm ino independiente entre los d iv isores del prim er coeficiente. Asi: Posibles raíces raciona les de un polinom io ( PRR) Dado: P (x ) = anx n + an_1x n 1 + . . . + a , x + a0 , donde a „ * 0 , a0 * 0 y n e z ' PRR = ± D ivisores positivos de a D ivisores positivos de a r - Luego, se utiliza la Regla de Ruffini ( o división s in tética) tantas veces com o ceros o raíces tenga el polinom io. Ejemplos: 1. Factorizar P (x ) = x 3 - x 3 - 4 x + 4 Solución Posibles raíces o ceros: P R R = +1, + 2 , ± 4 1 1 - 1 - 4 4 1 0 - 4 2 1 0 - 4 2 4 0 _ 2 1 2 _ 2 0 1 O Luego, el po linom io factorizado es igual a: P (x ) = x 3 - x 3 - 4 x + 4 = ( x - l ) ( x - 2 )(x + 2) 2. Factorizar P (x ) = x 4 + 3 x 3 - x : - 5 x + 2 Solución Posibles raíces o ceros: P R R = ± 1 , ± 2 1 1 3 - 1 - 5 2 1 4 3 - 2 - 2 1 4 3 - 2 - 2 - 4 2 0 1 2 - 1 0 El polinom io factorizado es igual a: P (x ) = x 4 + 3 x 3 - x : - 5 x + 2 = ( x - l ) ( x + 2 ) ( x : + 2 x - l ) 34 DAVID GONZALES LOPEZ 3. Factorizar P (x ) = 1 2x3 + 2 0 x : + x - 3 Posibles ra lees o ceros: PRR = P R R = J Solución ± 1 , ± 3 ± 1 , ± 2 , ± 3 , ± 4 , ± 6 , ± 12 Tam bién llegam os a factorizarlo de la s igu iente manera: C om o (x + ^-) es facto r de P (x ) ? x + l 2 x + l Tenem os P (x ) = (------ — ) (12 x 2 + 1 4 x - 6 ) = ( ---------) 2 (6 x 2 + 7 x - 3) = (2 x + l) (3 x - l) ( 2 x + 3) 4. Factorizar P (x ) = 2 x 5 - x 4 + 2 x 2 - x Solución Factorizam os x en el polinom io y lo expresam os com o P (x ) - x (2 x 4 - x 3 + 2 x - 1 ) U tilizam os la Regla de Ruffini para facto riza r en el paréntesis ±1 Posibles ralees o ceros: PRR = PRR = ± 1 , ± 2 , ± l , ± y 1 2 - 1 0 2 1 2 1 0 0 1 - 1 2 0 o :2 0 - 2 2 2 2 - 2 2 0 35 DAVID GONZÁLES LÓPEZ El polinom io facto rizado es igual a P (x ) = 2 x 5 - x 4 + 2 x 2 - x = x ( 2 x 4 - x 3 + 2 x - 1 ) = x ( x - i ) ( x + l ) ( 2 x 2 - 2 x + 2) Tam bién llegam os a factorizarlo de la s igu iente manera: C om o ( x - —) es facto r de P (x ) 2 Tenem os P (x ) = x ( x - - ) ( x + l ) ( 2 x : - 2 x + 2) = x ( - X 1) ( x + l ) 2 ( x : - x + 1) P (x ) = x (2 x - 1 ) (x + l ) ( x 2 - x +1) E. Método de los artificios: a) Cam bio de variable o agrupaciones convenientes Mediante transform aciones u operaciones adecuadas se pueden log rar expresiones iguales para luego proceder a un cam bio de variable, de ta l m anera que se obtenga una fo rm a de factorización m as sim ple po r los m étodos ya estudiados. Ejemplos 1. Factorizar F = ( x - 2 )(x - l ) ( x + 2 )(x + 3) + 3 Solución Agrupando adecuadam ente y efectuando en la form a ind icada se tiene F = [ ( x - 2)(x + 3) ] [ (x + 2 )(x -1 ) ]+3 F = ( x 2 + x - 6 ) ( x 2 + x - 2 ) + 3 Haciendo: x : + x = m F(m ) = (m - 6 )(m - 2) + 3 F (m ) - (m : - 8m + 1 5 ) = (m - 3)(m - 5) R eem plazando y escrib iendo en térm inos de x F (x ) = ( x 2 + x - 3 ) ( x : + x + 5) 2. Factorizar F = 1 + x ( x + l ) ( x + 2 )(x + 3) Solución Agrupando adecuadam ente y efectuando en la form a ind icada se tiene F = 1 + [ x ( x + 3) ] [ ( x + l ) ( x + 2) ] F = 1 + ( x 2 + 3 x ) ( x 2 + 3 x + 2) Haciendo: x : + 3 x = a F(a) = 1 + a(a + 2) = a 2 + 2a +1 = (a + 1)3 R eem plazando y escrib iendo en térm inos de x F (x ) = ( x 2 + 3 x + 1 )2 3. Factorizar F = ( x 2 + x ) ( x 2 + 5 x + 6) + ( x 2 + 3 x + l ) 2 +1 Solución Expresando en su fo rm a de facto res al p rim er sum ando F = x ( x + l ) ( x + 2 )(x + 3) + ( x 2 + 3 x + 1)2 +1 Agrupando y efectuando en la fo rm a indicada F = ( x 2 + 3x ) ( x 2 + 3x + 2) + ( x 2 + 3x + 1)2 +1 36 DAVID GONZÁLES LÓPEZ Haciendo: x 2 + 3 x - m F (m ) - m (m + 2) + (m + l ) 2 +1 = 2 n r + 4m + 2 = 2 (m 2 + 2m + 1 ) - 2 (m + l ) 2 R eem plazando y escrib iendo en térm inos de x F (x ) = 2 (x 2 + 3 x + l ) 2 4. Factorizar F (x , y ) = ( x + y + 1)4 - 5 (x + y ) 2 - 1 0 (x + y ) - 1 Solución Haciendo: x + y + l = m => x + y = m - l F (m ) = m 4 - 5 ( i i i - 1 ) 2 - 1 0 (m - 1 ) - 1 F (m ) = m 4 - 5 m ; - l O m - 5 - l Om + 1 0 - 1 = m 4 - 5 m 2 + 4 = ( n i2 - l ) ( m 2 - 4) F (m ) = (m - l) (m + l) (m - 2)(m + 2) Reem plazando y escrib iendo en té rm inos de x e y F (x ,y ) = ( x + y + l - l ) ( x + y + 1 + l ) ( x + y + 1 - 2 )(x + y +1 + 2) F (x , y ) = ( x + y ) (x + y + 2 ) (x + y - l ) ( x + y + 3) b) Quita y pon o reducción a diferencia de cuadrados C onsiste en sum ar y restar una m ism a expresión en form a conveniente de m odo tal que al hacer agrupaciones, el objetivo, sea llegar a una d iferencia de cuadrados. Ejemplos 1. Factorizar F (x ) = x 4 + 4 Solución Sabem os que: ( x : + 2 )2 = x 4 + 4 x : + 4 Q uitando y poniendo 4 x 2 F (x ) = x 4 + 4 + 4 x 2 - 4 x 2 F (x ) = ( x 4 + 4 x 2 + 4) - 4 x 2 El paréntesis es un trinom io cuadrado perfecto F (x ) = ( x 2 + 2 )2 - 4 x 2 Por lo tan to la expresión factorizada es: F (x ) = ( x 2 - 2 x + 2 ) ( x 2 + 2 x + 2) 2. Factorizar F (x ) = 2 5 x 4 +1 l x : + 4 Solución Sabem os que: (5 x 2 + 2 )2 = 2 5 x 2 + 2 0 x + 4 Q uitando y poniendo 9 x : F (x ) = 2 5 x 4 +1 l x 2 + 4 + 9 x 2 - 9 x 3 F (x ) = (2 5 x 4 + 2 0 x 2 + 4) - 9 x 2 El paréntesis es un trinom io cuadrado perfecto F (x ) = ( 5 x 2 + 2 )2 - 9 x 2 Por lo tan to la expresión factorizada es: F (x ) = (5 x 2 - 3 x + 2 ) (5 x 2 + 3 x + 2) 37 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 3. Factorizar F (x ,y ) = 4 x 4 + 4 x y : - y 4 +1 Solución Sabem os que: ( 2 x : + 1)2 = 4 x 4 + 4 x 2 + 1 y ( 2 x - y 2) 2 = 4 x : - 4 x y 2 + y 4 Q uitando y poniendo 4 x : F (x , y ) = 4 x 4 + 4 x y : - y 4 +1 + 4 x 2 - 4 x 2 Agrupando en fo rm a adecuada F (x ,y ) = ( 4 x 4 + 4 x 2 + 1 ) + ( - 4 x 2 + 4 x y 2 - y 4) F (x ,y ) = (4 x 4 + 4 x 2 + 1 ) - ( 4 x 2 - 4 x y 2 + y 4) Factorizando am bos paréntesis ( trinom io cuadrado perfecto) F (x ) = ( 2 x 2 + 1)2 - (2 x - y 2) 2 Por lo tan to la expresión factorizada es: F (x ) = ( 2 x : - 2 x + l + y 2) ( 2 x : + 2 x + l - y : ) c) Sum as y restas especiales C onsiste en sum ar y resta r una expresión en fo rm a conveniente de m odo tal que se obtenga po r lo general ( x 2 + x + l ) o ( x 2 - x + 1) am bos com ponentes de una d iferencia o sum a de cubos; en otros casos se puede buscar otro tipo de expresiones que conduzcan a la factorización del polinom io. Ejemplos 1. Factorizar F (x ) = x 5 + x +1 Solución Sum am os y restam os x : F (x ) = x 5 + x + l + x 2 - x : Agrupam os en form a adecuada y factorizam os F (x ) - ( x 5 - x : ) + ( x : + x + l) F (x ) = x ' ( x 3 - l ) + ( x 2 + x + l ) F (x ) = x 2 ( x - l ) ( x 2 + x + 1 ) + ( x 2 + x +1) Extrayendo facto r com ún ( x : + x + 1) la expresión queda factorizada F (x ) = ( x 2 + x + l ) [ x 2( x - l ) + l ] F (x ) = ( x 2 + x + l ) ( x 3 - x 2 +1) 2. Factorizar F (x ) = a5 + a - 1 Solución Primera forma Sum am os y restam os a 2 F (x ) = a5 + a - l + a 2 - a 2 Agrupam os en form a adecuada y factorizam os F (x ) = (a 5 + a : ) + ( - a 2 + a - 1 ) F (x ) = a 2 (a 3 + 1 ) - ( a 2 - a +1) F (x ) = a 2 (a + l ) ( a 2 - a + 1 ) - (a 2 - a + 1 ) Extrayendo facto r com ún (a 2 - a + 1 ) la expresión queda factorizada F (x ) = (a 2 - a + 1 ) [ a 2 (a - 1 ) - 1 ] 38 DAVID GONZÁLES LÓPEZ F (x ) = (a 2 - a + l ) ( a 3 + a 2 - 1 ) Segunda forma Com pletando el po linom io sum ando y restando: a4 + a 3 + a 3 F (x ) = a5 + a - l + a 4 + a 3 + a 3 - a 4 - a 3 - a ; O rdenando convenientem ente y factorizando tenem os F (x ) = (a 5 - a4 + a 3) + (a4 + a : - a 3) + ( a - l - a 2) F (x ) = a 3 (a 3 - a + 1 ) + a 3 (a 3 - a + 1 ) - (a 3 - a +1) F (x ) = (a 3 - a + 1 ) (a 3 a 2 — 1) 3. Factorizar F (x ) = x 10 + x 8 +1 Solución Primera forma Haciendo x 3 - m => F (m ) - n i5 + m 4 +1 Sum ando y restando m 3 y luego agrupando F (m ) = n i5 + n i4 +1 + m 3 - m 3 F (m ) = n i3 (m 3 - 1 ) + (n i4 + m 3 +1) Factorizam os m 3 — 1 y i n 4 + m 2 + l ( Identidad de ARG AND) F (m ) = 1113 (m - l ) ( m 3 + m +1) + ( m 3 + m + l ) ( m 3 - m +1) Luego, la expresión factorizada es F (m ) - ( m 3 + m + l ) ( m 3 - m +1) Reem plazando el va lo r de m y escrib iendo en térm inos de x F (x ) = ( x 4 + x 3+ l ) ( x 6 - x 3 + l ) F (x ) = ( x 3 + x + l ) ( x 3 - x + l ) ( x s - x 3 +1) Segunda forma Com pletando con: x 6, x 4, x 3 F (x ) = x lü + x s +1 + x 6 + x 4 + x 3 - x 6 - x 4 - x 3 F (x ) = x 10 + x s + x ú + x 4 + x 2 +1 - x 6 - x 4 - x 3 F (x ) = x 6 ( x 4 + x 3 + 1 ) + ( x 4 + x 3 + 1 ) - x 3 ( x 4 + x 3 +1) F (x ) = ( x 4 + x 3 + l ) ( x ú +1 - x 3) = ( x 3 + x + l ) ( x 3 - x + l ) ( x 6 - x 3 +1) Ejercicios 06: Factorización Factor com ún y/o agrupación de térm inos 1. F = x 3 - 2 x 3y + x y 3 - 2 y 3 2. F = x ( x 2 - y 2 + xz ) - y :z 3. F = x 7 - 2 x 6 + x 4 - 2 x 3 a r- 3 ó *> ■ * ' ) ’> 4. F = x - x y + x ' y - y + x ' - y 5. F = ( z - x - y ) ( 2 a - b ) - ( x + y - z ) ( a + 2b) 6. F = x n+p + x " y p + y mx p + y m+p 7. F = 3(m - n )3 (m + n) - 3(in + n )3 (ni - n) - 111(111 + n)(m - 11) 39 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 8. F = p ( q 2 + r 2) + q ( r 2 + p 2) 9. F = m n ( x : - y 2) + x y ( n r - n 2) 10. F = (m + 2)(m + 3)(m + 4) + (m + 3)(m + 4) + (m + 4) 11. F = x yy x + x y + x y+1 + y x+1 12. F = x m+a + x " ’y b + x ay n + y n+b + z px a + z py b Identidades 13. F = (3x + y ) 2 - ( 3 y - x ) 2 14. F = (ax - 3 b )2 - ( b x - 3 a )2 15. F = x 6 - x 2 - 8 x - 1 6 16. F = x 7 + a 3x 4 - a 4x 3 - a 7 17. F = 1 + 3 a 2 - 3a - a 3 18. F = x ' y 2 + y Jz : - x ' z 2 - y 5 19. F = m 2 + 2m + m n + n + 1 20. F = (1 + m x ) 2 - (m + x ) 2 21. F = 8 - 1 2 a 2 - 6 a 4 + a ó 22 F = x 2 + 4 x y + 4 y + 2 x + 4 y 2 Aspa simple 23. F = 8 x 2 + 1 0 x - 3 24. F = 1 5 x 4 + 2 x 2 - 8 25. F = 5 x 6 - 1 4 x 3 - 3 26. F = 4 a 4b - 4 a 3b 2 - 24a 2b 3 27. F = 1 2 ( x - y ) 2 + 1 3 ( x - y ) - 4 28. F = 6 x 2 + 1 9 x y + 1 5 y 2 29. F = x 2a+4 + 5 x a+4 - 5 0 x 4 30. F = ( x - 1 ) 4 + ( x - l ) 2 - 6 31. F = 4 x 2m+2- 4 x m+2- 3 x 2 32. F = 3 2x+2- 3 x+1- 3 0 Regla de Ruffini 33. F = x 3 - 3 x 2 - x + 3 34. F = x 3 + 2 x 2 - x - 2 35. F = x 3 + 6 x 2 + 1 l x + 6 36. F = x 4 + 3 x 3 - 3 x 2 + 3 x - 4 37. F = x 5 + 4 x 4 - 1 0 x 2 - x + 6 38. F = x 3 + 6 x 2 + 1 5 x + 14 39. F = 2 x 3 - 5 x 2 - 4 x + 3 40. F = 1 2 x 3 + 1 6 x 2 + 7 x + 1 41. F = 2 x 5 - x 4 - 1 0 x 3 + 5 x 2 + 8 x - 4 42. F = 1 2 x 5 - 8 x 4 - 1 3 x 3 + 9 x 2 + x - l 40 DAVID GONZÁLES LÓPEZ 43. F = 8 x 3 - 1 2 x 2 + 6 x - 6 5 44. F = 3 0 x 3 + 1 9 x 2 - 1 Cam bio de variab le o agrupaciones convenientes 45. F = (x - 3 )(x - 2 ) (x + l ) ( x + 2) - 1 2 46. F = ( x + l ) ( x + 2 )(x + 3 )(x + 4) +1 47. F = ( x - 2 )(x + 3 )(x + 2 )(x - 1 ) + 3 48. F = (x + 1 )2 ( x - 3 )(x + 5) + 63 49. F = -1 0 + x ( x - 3 ) ( x - 2 )(x + 1) 50. F = (x + l ) ( x - 2 ) (x + 3 )(x - 4) + 24 51. F = ( x : + x + l ) 2 + 3 x 2 + 3 x - 1 5 52. F = ( x - l ) ( x + 2 )(x - 3 )(x - 6) + 7 x 2 - 2 8x +1 53. F = ( x - 2 ) 2( x 2 - 4 x + 6 ) - 1 5 54. F = ( x 2 + x ) ( x : + 5 x + 6) + ( x 2 + 3 x + 1 )2 +1 Quita y pon o reducción a d iferencia de cuadrados 55. F = x 4 + x 2+ l 56. F = m 4 + m 2n 2 + n 4 57. F = m 4 + 2 n r n 2 + 9 n 4 58. F = x 8 - 1 2x4 + 1 6 59. F = 4 x 4 + 3 x 2y 2 + y 4 60. F = x 4 + 2 x : + 9 61. F = x 4 + 4 y 4 62. F = a4b 4 + 64c4 63. F = x 4 + 5 x : y 2 + 49y4 64. F = x 4 + y 4 - 2 7 x 2y 2 Sum as y restas especiales 65. F = a 5 + a + l 66. F = x 5 + x - 1 67. F = x 7 + x 5 - 1 68. F = (a + 1)5 + a + 2 69. F = (m + 1)5 + m 70. F = x 5 + x 4 +1 71. F = x ' ° + x 2 + 1 72. F = m 10 + m s +1 73. F = x s - x + 1 74. F = x ’° + x 2 - 1 41 DAVID GONZÁLES LÓPEZ Factorizar y s im plificar 75 . E = ( i . + y ) 4 - ( * - y ) 4 76. E = 8x 3y + 8xy3 (x + y) (x3 - y 3) + ( x - y ) ( x 3+ y 3) x 4 - / 77. E = (—r — — — ------) ( X , 12X 64 ) x - - 2 4 x + 128 x - - 4 x - 3 2 x 3 - x y - y - 1 78. E = 79. E = 80. E 81. E = 82. E = 83. E - 84. E = 85. E = 86. E - 87. E = 88. E = 89. E = 90. E = x' - x y - 2 x + y + l a 3 +2ab + b 3- c 3 a 3- 2 a c + c 3- b
Compartir