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3 AÑO Fracciones algebraicas La historia del número irracional "" = 3.141592653589793 ... Fracción algebraica Fracciones Los antiguos le daban un valor de 3 con lo que erraban Es una expresión que se puede escribir como cociente en un 5 %; Arquímedes le dio el valor 22 , los chinos en el de dos polinomios P(x) Q . El polinomio "P(x)" es el 7 siglo I le asignaron el valor de 10 con un error de 1 . 50 (x) numerador y "Q(x)" el denominador de la fracción, donde Q(x) 0 Ejemplo: En la India un valor de 3,1416, con un error de 1 . 400 000 3x 4 x 2 6x 8 x3 2y2 y x 4 3xy 2y3 En el siglo XVII, Adriano Mecio le asigna la fórmula son fracciones algebraicas Las reglas para el cálculo con fracciones algebraicas 355 , con un error de 113 1 . Legendre, en 1794, 10 000 000 son las mismas que las correspondientes de las fracciones en Aritmética. Una de las fundamentales es: El valor de demostró que "" no podía ser una fracción, y en 1882 Lindemann probó que era un número trascendente , y por tanto no podía ser solución de ninguna ecuación cuyos coeficientes fueran enteros. Actualmente las máquinas electrónicas lo calcularon con una fracción no se altera si se multiplican, o dividen, el numerador y el denominador por una misma cantidad, siempre que ésta sea distinta de cero. En estas condiciones las fracciones se llaman equivalentes. Por ejemplo, si se multiplica el numerador y denomi- x 2 por (x - 1), se obtiene la fracción equivalente: más de diez mil decimales. Semejante precisión no tiene nador de: x 3 aplicación práctica. (x 2) (x 1) (x 3)(x 1) x2 x 2 x2 4x 3 siempre que (x - 1) sea distinto El valor asignado por los chinos, o sea 10 , es sumamente práctico; basta construir un triángulo rectángulo de la siguiente forma: uno de los catetos se lo construye de cero, es decir, x 1. Análogamente, la fracción x2 3x 2 x2 4x 3 se puede igual al diámetro de la circunferencia, y el otro cateto igual a tres veces dicho diámetro. La hipotenusa del mismo es expresar por (x 2) (x 1) (x 3) (x 1) y dividir, entonces, su numerador igual a la longitud de la circunferencia. y denominador por (x + 1), siempre que (x + 1) sea distinto Si consideramos el diámetro de una circunferencia igual a la unidad, su longitud será: de cero, o bien, x -1, obteniéndose x 2 . x 3 La operación . d Si: d = 1, longitud de la circunferencia es igual a: .1 = de dividir por un factor común al numerador y denominador recibe el nombre de simplificación y se indica tachando el término común; por ejemplo: (x 2) (x 1) x 2) . Aplicando el teorema de Pitágoras al triángulo antes mencionado, cuyo cateto menor es 1, y el mayor 3, su (x 3) (x 1) (x 3) hipotenusa será: 32 12 10 Simplificar una fracción, es transformarla en otra equivalente cuyo numerador y denominador no tengan más factores comunes que la unidad, ±1. La fracción que resulta es i rr ed uc ti bl e. E st a re du cc ió n se l le va a c ab o des compon iendo en f actore s el numer ador y el denominador, simplificando, seguidamente, los factores comunes siempre que sean distintos de cero. 2 Ejemplo: El producto de dos o más fracciones es otra fracción cuyo denominador es el producto de los numeradores, y cuyo denominador es el producto de los denominadores. x 2 4xy 3y2 (x 3y) (x y) x 3y x 2 y2 (x y) (x y) x y Ejemplos: También: 2 . 4 . 15 2. 4 .15 1 3 5 16 3.5.16 2 a a a ; a a ; a a x2 9 x 5 (x 3) (x 3) x 5 . . b b b b b b b x2 6x 5 x 3 (x 5) (x 1) x 3 * Muchas veces la simplificación consiste en un cambio de signo. Ejemplo: (x 3) (x 3) (x 5) (x 5) (x 1) (x 3) x 3 x 1 x 3x 2 (x 2) (x 1) (x 2) (x 1) x 1 1 x El cociente de dos fracciones es otra fracción que se obtiene multiplicando la fracción dividendo (o fracción numerador) por el recíproco de la fracción divisor (o fracción 2 x 2 x (x 2) 1 denominador). La suma algebraica de fracciones que tienen el mismo denominador es otra fracción cuyo numerador es la Ejemplos: 3 suma algebraica de los numeradores de las fracciones 3 5 ó 8 3 . 4 3 dadas, y cuyo denominador es el denominador común. Ejemplos: 8 4 5 8 4 7 xy 2 5 10 7 . x 2 7 • 3 4 5 5 2 1 5 5 3 4 2 1 5 2 2 5 5 x 4 x 2 (x 2)(x 2) xy xy(x 2) 2 • x 3 3x 4 x 3 x 2 5 x 3 = Una fracción compuesta es aquella que tiene una o más fracciones en el numerador o en el denominador. Para simplificarla: 1. Se reducen el numerador y denominador a fracciones 2 (3x 4) (x 2 5) x 2 3x 3 simples. 2. Se dividen las dos fracciones que resultan. x 3 x 3 Para sumar y restar fracciones de distinto x 1 x 2 1 2 2 denominador, se transforman éstas en otras equivalentes que tengan un denominador común. Ejemplos: x 1 1 x x x x 1 x 1 . x x x 1 x 1 x 1 • 3 4 4 5 7 15 10 20 16 20 14 20 15 16 14 20 13 20 (x 1)(x 1) (x 1) x 1 2 3 x 2(14) 3(7x) x(2x2) 28 21x 2x3 • x2 2x 7 14x 2 14x2 2x 1 3 (2x 1)(x 1)3x 2x2 4x 1 • x(x 2) (x 2)(x 1) x(x 2)(x 1) x(x 2)(x 1) a) m - 1 b) m - 2 c) m - 3 d) m - 4 e) m - 5 2 Problemas resueltos 1. Simplificar: M a 2 a 3 Bloque I 1. Efectuar: Problemas para la clase a2 a 6 2 2 Solución Buscando reducir numerador y denominador, para esto tratamos de factorizar. • a2 + 2a - 3 = (a + 3) (a - 1) a 3 a a) x - y a - x a x - a y ax2 - ay2 a b) x y c) x a x a y a -1 • a2 + a - 6 = (a + 3) (a - 2) a 3 a -2 d) a - y 2. Efectuar: e) y * Reemplazando: e indique como respuesta el denominador. 2. Efectuar: M (a 3) (a 1) (a 3)(a 2) 2 a 1 a 2 2 a) n b) n + 1 c) n - 1 d) n + 2 e) 1 3. Simplificar: B (a 1) 1 a y 2 2y - 3 Solución: a 1 1 a y2 y - 6 Factorizando los numeradores por diferencia de cuadrados. y - 1 a) y - 2 y 1 d) y 1 b) y 2 y e) 1 c) y B (a 1)(a 1) (a 1) (1 a)(1 a) (1 a) y 2 4. Efectuar: 3. Efectuar: B = a - 1 + 1 + a = 2a x2 - 1 x 1 1 - x2 1 - x M Solución: m 5 m2 7m 10 m 1 m2 m 2 a) x b) 2x c) 3x d) 2 e) 1 5. Efectuar: Primero verifiquemos que cada fracción sea irreductible. 35 - 7x x2 - 25 7 x 5 M m 5 (m 5) (m 2) m2 7m 10 Aspa simple m 1 (m 1)(m 2) m2 m2 Aspa simple a) 1 b) 0 c) 2 d) 3 e) 14 6. Reducir: m2n - 8mn 15n M 1 m 2 1 m 2 mn - 3n M = 0 7. Reducir: ax ay bx by am bm an bn 13.Simplificar: x2y3 8xy3 7y3 x2y3 xy3 a) x y m - n b) x - y m n c) a - b m - n x 7 a) 1 b) x + 7 c) x 1 d) x ym n e) a b d) x 14.Reducir: e) 0 8. Efectuar: x 5 x 2 7x 10 x - 1 x 2 x - 2 6x2 x - 1 10x - 3 - 3x2 2x 1 x - 3 a) 1 b) 0 c) - 1 a) x b) 1 c) x 1 1 d) e) d) - 1 e) 0 15.Reducir: 9. Efectuar: 6x2 - x - 2 a2 - a a - b 2 2x2 7x 3 señalar el numerador de la fracción resultante. b b a - b a) a b) b c) 1 a) x + 3 b) 2x + 3 c) 3x - 2 d) 4x + 1 e) 2x - 3 10.Al simplificar: a b d) - e) b a x - x - y x x y 16.Efectuar: a - b 2a - a3 a2b y x - y y x y b a - b a2b - b3 se obtiene: a) x y b) x c) y b a) b) a - b a c) a - b a 1 a b x d) 1 e) y Bloque II d) (a - b)- 1 e) b 17. Simplificar: -1 x 3 - x 2 y 11.Calcular el numerador de la fracción que resulta de efectuar: [x - xy(x + y)-1] 2 x 2 - y 1 x - 1 4 - x2 - 1 x 3 x2 - 2x 1 a) - 1 b) 1 c) x x d) x2 e) y a) 1 b) x c) -8 d) x + 1 e) 2 12.Simplificar: (x - y)(z - x) - (x - z)(y - x) 18.Simplificar: (x - 5)(y - 8)(z - 1) (8 - y)(5 - x)(1 - z) (y - x)(b - a) (a - b)(x - y) a) 1 b) - 1 c) 0 a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 0 1 d) 2 e) 3 a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 19.Simplificar: x - 1 24.Simplificar: x - 1 x 1 1 1 - 1 x 3 (x 3) 5 x 2 - x a) 1 b) x - 1 c) x2 d) x e) - 1 x - x - 4 x 5 1 20.Simplificar: 1 a a) x b) 1 c) x d) 2x e) x + 5 a 1 1 - a 25.Hallar el verdadero valor de la fracción: a - 1 1 - a a 1 para: x = - 1 x 2 - 1 x 3 1 a) 1 b) 0 c) - 1 d) 2 e) - 2 Bloque III 21.Efectuar: 2 a) 3 b) 1 c) - 3 1 1 d) - e) 3 3 x - 4 4 26.Calcular el verdadero valor de: 2 x 1 - 2 x para: x = 5. x 2 2x - 35 x 2 - 3x - 10 1 a) b) 2 c) x x d) 1 e) - x 22.Efectuar: 1 7 3 a) b) c) 7 12 7 5 12 d) e) 12 7 a - b - 1 27. Calcular el verdadero valor de: a b 2 x 4 - x 3 - 12x 2 a - b 1 a para: x = - 3. x 2 - 4x - 21 a) (a + b)- 1 b) b b a - b a a c) a - b a) 5,1 b) 6,3 c) 7,2 d) 6,8 e) 8,1 28.Sabiendo que: d) a b e) a b ac b(a b) 3 23.Efectuar: Calcular: a bc b x xy M = b 1 c 1 x - y x - y . x - xy x y x y a) - 1 b) 1 c) 0 d) x e) y 2 29.Hallar: m2 3m m n m3 3n2 mn n2 4. Efectuar y reducir: M 1 1 Si: m2n- 1 = 2 (a b)(a c) (a b)(c a) a) 2 b) 8 c) 10 d) - 1 e) 5 a) 1 b) 0 c) 1 1 a b 30.Simplificar: x 3n - x 2n 1 1 - d) c a e) -1 x n - 1 x n 1 x n - 1 x n 1 5. Simplificar: a) x2n + 1 b) x2n - 2 c) x2n + 2 d) xn + 2 e) xn - 2 a2 (a b) ab(a b) a 2 (a 2 b 2 ) 1. Simplificar: Autoevaluación 1 a) a b) 1 c) a d) -1 e) 0 M 3x 4x 15 (x) x2 5x 6 dar su denominador. a) x - 1 b) x - 2 c) x + 3 d) x - 3 e) x + 5 2. Transformar y simplificar: R (x) x2 4 5ax 10a a) x 1 a d) x x y b) x 2 5a e) x 2 5a c) x 2 3a 3. Simplificar: x 2 x xy y M x 2 2xy y 2 a) x 1 x y d) x x y b) x 1 x y e) x y x 1 c) x 1 x y Claves 1. b 2. b 3. a 4. b 5. c
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