Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
1 ÁREA DE APOYO ACADÉMICO MATERIALES DE INSTRUCCIÓN SUPLEMENTARIA FACTORIZACIÓN MATEMÁTICA I Caracas ,2021 2 1 Definición Tabla de Contenido 2 3 Métodos Ejercicios Propuestos https://stock.adobe.com/es/images/calculatrice/766049 3 Introducción En los problemas matemáticos, la multiplicación al ser una operación básica da como resultado (productos) y para ello pueden aplicarse los, anteriormente estudiados, productos notables. En esta ocasión, se presenta el procedimiento inverso conocido como factorización. Esta es aplicada para la simplificación de problemas y la posterior resolución de los mismos. 4 También se define como el proceso que implica la transformación de un polinomio a un producto notable. Definición Son expresiones algebraicas que, cumplen con ciertas características y permiten ser expresadas como productos de dos o más factores. 5 Ejemplos 1 F a c t o r C o m ú n 2𝑥3 + 6𝑥 Se toma el máximo común divisor (de la expresión algebraica), tanto de los coeficientes como de la parte literal, con el menor exponente. Métodos 1 2𝑥(𝑥2 + 3) 2𝑥3 + 6𝑥 = 2𝑥3 + 2𝑥(3) Se halla el factor común de la expresión que, en este caso, es 𝟐𝒙 y se escribe la expresión como se vería antes de la aplicación de la propiedad distributiva. 6 𝑚2𝑛(21𝑚3 − 27𝑚𝑛2 − 7𝑚2𝑛 + 9𝑛3) Ejemplos 𝑚2𝑛(−3𝑚 + 𝑛)(−7𝑚2 + 9𝑛2) Se halla el factor común de la expresión que, en este caso, es 𝒎𝟐𝒏 y se escribe la expresión como se vería antes de la aplicación de la propiedad distributiva. 21𝑚5𝑛 − 27𝑚3𝑛3 − 7𝑚4𝑛2 + 9𝑚2𝑛4 2 . F a c t o r c o m ú n p o r a g r u p a c i ó n 1 2 Ahora se pueden hallar dos binomios que, multiplicados entre sí, den como resultado la expresión anterior. 7 (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 + 3𝑎2𝑏 + 3𝑎𝑏2 + 𝑏3 Ejemplo (𝑎)2 − (𝑏)2 = (𝑎 + 𝑏). (𝑎 − 𝑏) Métodos 1 2 D i f e r e n c i a d e C u a d r a d o P e r f e c t o Se presenta cuando es el cuadrado de otra cantidad, es decir, es el producto de dos factores iguales. Siendo el segundo término, en uno de los binomios positivo y en el otro negativo. 16𝑧2 − 144 Se halla la raíz de ambos términos: Raíz del primer término: 4z Raíz del segundo término: 12 2 (4𝑧 + 12)(4𝑧 − 12) Ahora se escribe la expresión en dos binomios que se encuentran multiplicando entre ellos. Teniendo en cuenta la diferencia de signos del segundo término. 8 3 𝒂𝟐 + 𝟐𝒂𝒃 + 𝒃𝟐 = (𝒂 + 𝒃)𝟐 Métodos 𝑦2 ( 1 16 𝑦2 − 5 2 𝑦 + 25) Ejemplo 1 16 𝑦4 − 5 2 𝑦3 + 25𝑦2 T r i n o m i o C u a d r a d o P e r f e c t o 3 𝑎2 + 2𝑎𝑏 + 𝑏2 = (𝑎 + 𝑏)2 Se presenta cuando el primer término y tercero son cuadrados perfectos positivos o tienen raíz cuadrada exacta y el segundo término es el doble producto de sus raíces cuadradas. 1 Se toma el valor común de la expresión 𝒚𝟐 9 ( 1 16 𝑦2 − 5 2 𝑦 + 25) −2 ( 1 4 𝑦) 5 = − 5 2 𝑦 (Es un trinomio cuadrado perfecto) ( 1 4 𝑦 − 5) 2 (𝑦2) 2 Ahora se resuelve el trinomio al cuadrado y se aparta, momentáneamente, el factor común. 3 Se halla la raíz cuadrada del primer y tercer término: Raíz del primer término: 𝟏 𝟒 𝒚 Raíz del tercer término: 5 4 Se evalúa para verificar que el trinomio sea, efectivamente, un trinomio cuadrado perfecto. Para ello, multiplicamos dos veces la raíz del primer término por la raíz del segundo y ese resultado se multiplica por el signo del segundo término de la expresión que, en este caso, es negativo (-). Si el resultado nos da igual al segundo término, presentado en el ejercicio, se considera un trinomio cuadrado perfecto. 5 Resultado. 10 T r i n o m i o d e l a F o r m a 4 𝒂𝒙𝟐 + 𝒃𝒙 + 𝒄 𝑡2 − 11𝑡 + 28 Métodos Ejemplos 28 + 𝑡2 − 11𝑡 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 1 Se hallan dos números que al multiplicarlos den el término independiente (en este caso 28) y al sumarlos den el segundo término (en este caso -11). 2 Se suele ordenar desde el término con el mayor exponente hasta el término independiente. −4 𝑦 − 7 (respectivamente) 11 2 . S e g u n d o e j e m p l o 2𝑥2 + 11𝑥 + 5 2 Se multiplica toda la expresión por 1. Para hacerlo, utilizaremos el número 2 2 porque el coeficiente del término cuadrático es 2. Se hallan dos números que, al multiplicarlos den el término independiente y al sumarlos den el segundo término (en este caso 11). Se halla la raíz cuadrada del número que se encuentra multiplicando a la variable de mayor exponente, en este caso es 2. Se escribe la expresión de la siguiente forma: la raíz cuadrada del número que se encuentra multiplicando a la variable con mayor exponente multiplicando a la variable sumada de uno de los números antes hallados, esto por la raíz cuadrada y por la variable más el segundo número que encontramos. 1 2 3 2 2 (2𝑥2 + 11𝑥 + 5) (4𝑥2 + 2(11𝑥) + 10) 2 3 Luego se escribe la expresión de la siguiente forma: la variable más uno de los números (antes mencionados), luego se multiplica por la variable, más el otro número hallado. (𝑡 + (−4))(𝑡 + (−7)) = (𝑡 − 4)(𝑡 − 7) 1 𝑦 10 (respectivamente) (2𝑥 + 1)(2𝑥 + 10) 2 12 Métodos 2 5 2(−6𝑎4) = −12𝑎4 es diferente de − 28𝑎4 en − 16𝑎4 Expresión simplificada. 4 𝑎8 − 12𝑎4 + 36 − 16𝑎4 1 3 Entonces sumamos y restamos ese valor a la expresión para no afectarla. Se obtiene una expresión que pueda resolver el trinomio cuadrado perfecto. 2 Raíz del primer término: 𝒂𝟒 Raíz del término independiente: 6 5 2𝑥 + 1 2 (𝑥 + 5) C o m p l e t a c i ó n d e C u a d r a d o s 𝑎8 − 28𝑎4 + 36 𝑎8 − 28𝑎4 + 36 − 16𝑎4 + 16𝑎4 5 13 Se agrupa esta expresión para resolverla con el método de trinomio cuadrado perfecto. 4 (𝑎8 − 12𝑎4 + 36) − 16𝑎4 El ejercicio queda de esta forma, aunque podemos seguir simplificando, puesto a que; acá tenemos un producto notable de suma por la diferencia. 5 (𝑎4 + 6 + 4𝑎)(𝑎4 + 6 − 4𝑎) 125𝑥3 + 150𝑥2𝑦 + 60𝑥𝑦2 + 8𝑦3 6 1 (𝑎4 + 6)2 − 42𝑎2 6 Métodos C u b o P e r f e c t o d e B i n o m i o s 6 Se halla la raíz cúbica de los valores que multiplican a la variable del mayor exponente, en este caso, los valores que se encuentran a los extremos de la expresión. Raíz cúbica de 𝟏𝟐𝟓𝒙𝟑 = 𝟓𝒙 Raíz cúbica de 𝟖𝒚𝟑 = 𝟐𝒚 14 Se evalúa para verificar que el ejercicio sea un cubo perfecto de binomios. Para ello, multiplicamos tres veces el primer valor elevado al cuadradopor el segundo y verificamos si es igual al segundo valor del ejercicio. También, multiplicamos tres veces el segundo valor al cuadrado por el primer valor y verificamos si es igual al tercer valor del ejercicio. 2 3(52𝑥2)(2𝑦) 3(22𝑦2)(5𝑥) 150𝑥2𝑦 = al segundo valor del ejercicio. 60𝑥𝑦2 =al tercer valor del ejercicio Se procede a escribir la expresión de la siguiente manera: (5𝑥 + 2𝑦)3 15 𝒂𝟑 + 𝒃𝟑 = (𝒂 + 𝒃)(𝒂𝟐 − 𝒂𝒃 + 𝒃𝟐) Ejemplos 33 + 23 S u m a d e C u b o s 𝑎3 + 𝑏3 = (𝑎 + 𝑏)(𝑎2 − 𝑎𝑏 + 𝑏2) 𝑎3 − 𝑏3 = (𝑎 − 𝑏)(𝑎2 + 𝑎𝑏 + 𝑏2) D i f e r e n c i a d e C u b o s Métodos S u m a o D i f e r e n c i a d e C u b o s 7 1. S u m a d e c u b o s 16 Se halla la raíz cúbica de los valores a y b y se aplica la fórmula antes descrita. 1 Raíz cúbica de 𝟒𝟑𝒂𝟑 = 𝟒𝒂 Raíz cúbica de 𝟗𝟑 = 𝟗 𝒂𝟑 − 𝒃𝟑 = (𝒂 − 𝒃)(𝒂𝟐 + 𝒂𝒃 + 𝒃𝟐) 43𝑎3 − 93 (4𝑎 − 9)(16𝑎2 + 36𝑎 + 81) (4𝑎 − 9)((4𝑎)2 + 4𝑎(9) + 92) 6 6 Se halla la raíz cúbica de los valores a y b y se aplica la fórmula antes descrita. 1 Raíz cúbica de 𝒂 = 𝟑 Raíz cúbica de 𝒃 = 𝟐 (3 + 2)(33 − (3)(2) + 23) (3 + 2)(27 − 6 + 8) 64𝑎3 − 729 2. D i f e r e n c i a d e c u b o s 17 Es un método o regla de factorización que se aplica a expresiones de grado tres o superior. Se ordena la expresión, de acuerdo a nuestra forma de leer, de izquierda a derecha con respecto a las variables de mayor exponente: 1 8 Métodos M é t o d o d e R u f f i n i −2𝑥4 + 8𝑥3 + 34𝑥2 − 120𝑥 Ejemplo 34𝑥2 − 2𝑥4 − 120𝑥 + 8𝑥3 Se extrae el factor común de la expresión. 2 −2𝑥(𝑥3 − 4𝑥2 − 17𝑥 + 60) 8 18 Y estos mismos en negativo Luego se hallan todos los números que dividen al término independiente (60). El resultado debe ser un número entero. 4 6 Ahora se toman todos los coeficientes numéricos que se encuentran dentro del paréntesis, más el término independiente y se escriben. 3 +1 − 4 − 17 + 60 Al inicio se escribe el primer coeficiente de la expresión (respetando su signo) en este caso sería (+1), luego se multiplica el valor con el que vamos a tantear por el primer número de la expresión (+1), después este resultado se suma al segundo valor (-4). Seguidamente, a ese resultado de la suma, se multiplica por el valor que se está tanteando y el resultado se suma al tercer valor (-17) y lo obtenido se vuelve a multiplicar por el valor de tanteo y se le suma al cuarto valor (+60) y así sucesivamente hasta llegar al último valor (término independiente) en donde se desea que se vuelva cero. 5 1,2,3,4,5,6,10,12,15,20,30,60 Debe seleccionarse uno de estos números para lograr, mediante el tanteo matemático, que el término independiente sea cero (0). Una vez realizado el tanteo se obtiene que es -4 el coeficiente que hace 0 al término independiente y nos queda de esta manera: 19 ¿Por qué cambiamos el signo de los números que hallamos con Ruffini? ¿ L o s a b í a s ? P r e g u n t a 1 − 8 15 0 −2𝑥(𝑥 + 4)(𝑥 − 5)(𝑥 − 3) Porque estos son los números que las variables deben tomar para que la expresión se vuelva cero, es decir; es x=-4; x=5; x=3 y para escribir estos valores en la expresión debemos pasarlos al otro lado de la igualdad, es decir; x+4=0; x-5=0; x-3=0. 1 − 4 − 17 60 −4 32 − 60 −4 5 − 15 1 − 3 0 5 3 1 0 3 Y ahora procedemos a escribir la expresión de la siguiente forma: 6 20 1. 4𝑎3 − 1 − 𝑎2 + 4𝑎 2. 4 35 𝑎2𝑏 − 12 5 𝑎𝑏 + 8 15 𝑎2𝑏3 − 16 25 𝑎3𝑏 3. 4𝑠4 25 − 1 49 4. 𝑎10𝑛 − 𝑏10𝑛 5. 9𝑥2 − 12𝑥𝑦 + 4𝑦2 6. 𝑥2 + 10𝑥 − 56 7. 𝑥2 + 7𝑥 − 120 8. 𝑥4 − 3𝑥3 − 9𝑥2 − 5𝑥 9. 5𝑥3 − 10𝑥2 − 20𝑥 + 40 10. 2𝑥6 − 10𝑥5 − 22𝑥4 + 138𝑥3 + 36𝑥2 − 432𝑥 Ejercicios Propuestos 21 La factorización, siendo el proceso inverso de productos notables, permite entonces sintetizar expresiones algebraicas que se consideran complejas en otras de complejidad menor, esto para facilitar los procedimientos en la obtención de resultados en problemas matemáticos. De Jesus, J. y Montaño, R. (s/f). Expresiones Algebraicas. Guías Matemática I Caracas, Venezuela: UCAB De Jesus, J. y Montaño, R. (s/f). Expresiones Algebraicas II. Guías Matemática I Caracas, Venezuela: UCAB Cierre Referencias 22 Esto es un aporte de: En el marco del Programa de Apoyo Personal Académico. Profesor Asesor: Jenifer Campos Estudiante IS: Nardy Zambrano Edición y Montaje: José Ucha Sof ía Sandoval MATEMÁTICA I Caracas ,2021
Compartir