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184 M.C.D. – M.C.M. Fracciones Algebraicas MÁXIMO COMÚN DIVISOR El Máximo Común Divisor (MCD) de dos o más expresiones algebraicas enteras, es otra expresión algebraica entera de mayor coeficiente numérico y mayor grado contenida un número exacto de veces en cada una de las expresiones dadas. Ejemplo 1 Dado los siguientes monomios: � � 6 ����� �� � � 12 ������ ��� � � 30 ������� �� Hallar el MCD Solución: � �� ��, �, ��� 6 ����� �� Ejemplo 2: Hallar el MCD de los polinomios: � � ��. ��� ���. �� � ���� � � ��. �� � ���. �� � ��� Solución: � �� ��, � �� ��. ��� ��� MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO El Mínimo Común Múltiplo (MCM) de dos o más expresiones algebraicas enteras, es la menor expresión algebraica entera y de menor coeficiente que contiene exactamente a cada una de las expresiones dadas. Ejemplos 1: Si 352 zyx3P = ; 635 zyx4Q = Entonces: M. C. M (P, Q) = 12x5y5z6 Ejemplos 2 Hallar el MCM de los polinomios: � � ��. ��� ��� � � ��� � ��� ���� �� � ��� Solución: � �� � ���. �. �� � ������ � ��� PROPIEDADES: - Si dos o más expresiones algebraicas son primas entre si, entonces, el MCM es el producto de ellas y el MCD es la unidad. - Si A y B son dos expresiones algebraicas enteras; entonces: - MCD(A,B) x MCM(A,B) = A x B - Todo polinomio P(x) , Q(x) contiene al MCD. Es decir: MCD )x(P da residuo cero. - Todo MCM contiene a dichos polinomios. PASOS PARA CALCULAR EL MCD Y MCM a) Se factorizan cada una de las expresiones dadas. b) El MCD está dado por el factor o producto de factores comunes afectados de sus menores exponentes. c) El MCM está dado por el producto de factores comunes y no comunes afectados de sus mayores exponentes. Ejemplo 1: Hallar el grado absoluto del MCM de los polinomios: A = x5 – xy4 ; B = (x2 – y2) (x4-y4) a) 5 b) 4 c)3 d) 6 e)7 Solución: Factorizando : A = x (x4 – y4) = x(x2+y2) (x2- y2) A = x(x2+y2) (x+y) (x-y) B = (x + y) ( x – y) (x2+y2) (x+y) (x-y) B = (x + y)2 ( x – y)2(x2+y2) Por lo tanto: M.C.M(A,B) = x (x2+y2) (x+y)2(x-y)2; Se observa que el grado absoluto del m.c.m es: 1+2+2+2 = 7 Rpta. Alternativa “e” Ejemplo 2 : Sean: P(x) = Ax2 +2x –B ; Q(x) = Ax2 – 4x + B Si (x-1) es el M.C.D de P y Q. Determinar el cociente B/A. a)1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Solución Por el teorema del resto: P(1) = A + 2 –B = 0 Q(1) = A –4 + B = 0 Resolviendo el sistema A – B = -2 A + B = 4 Luego : B/A = 3/1 = 3 Ejemplo 3 : Dados los polinomios: P(x) = 2x4 – 3x3 + x2 + Ax + B Q(x) = 3x4 – 7x3 + Cx + D Si : MCD (P,Q) = x2 – x – 6. Hallar AD + BC Solución: 185 Si x2 – x – 6 es el MCD (P,Q), entonces x2 – x – 6 divide exactamente a P(x) y a Q(x). Aplicando el método de Horner, P(x) ÷ (x2 – x – 6) se resuelve por : 1 2 -3 1 A B 1 2 12 6 -1 -6 12 72 2 -1 12 A+6 B+72 Luego, afirmamos que el resto es cero ↔ A + 6 = 0 → A = -6 B + 72 = 0 → B = -72 También : Q(x) ÷ (x2 – x – 6) dividimos por el método de Horner: 1 3 -7 0 C D 1 3 18 -4 -24 6 14 84 3 -4 14 C-10 D+84 Así, si C – 10 = 0 entonces c = 10 y si D + 84 = 0 entonces D = -84 Luego : AD + BC = (-6) (-84) + (-72) (10) = -216 FRACCIONES ALGEBRAICAS Las fracciones algebraicas son expresiones de la forma )x(Q )x(P , donde P(x) y Q(x) son polinomios, siendo Q(x) ≠ 0, Ejemplos: a) 1x 1 + − b) 4x3 2x3 + − Propiedad: "Si a los términos de una fracción algebraica se les multiplica o divide por una misma cantidad distinta de cero, se obtiene otra fracción equivalente". Así; kb ka kb ka b a ÷ ÷ = ⋅ ⋅= , k ≠ 0 Ejemplo: Sea la fracción: 1 1 x x + − Si se le multiplica por 2 al numerador y denominador obtenemos: 2 2 2 2 x x + − CLASIFICACIÓN DE FRACCIONES ALGEBRAICAS 1. Fracciones Homogéneas: Cuando tienen el mismo denominador. Ejemplos: 3x 2x y 3x 2 2 + + + 2. Fracciones Equivalentes: Dos fracciones son equivalentes si toman los mismos valores numéricos para todos los valores admisibles de sus variables. Ejemplo: 1x 1x2x y 1x 1x 2 2 − ++ − + Estas fracciones obtienen los mismos valores numéricos, para todo valor real de x, con excepción de ± 1. 3. Fracción Propia: Cuando el grado del numerador es menor que el grado del denominador. Ejemplos: 1x 1-x ; 6x5x4 3x2 23 2 +++ − 4. Fracción Impropia: Cuando el grado del numerador es mayor o igual que el grado del denominador. Ejemplos: 1xx3 6x210x ; 1xx 7x 3 5 23 3 −+ ++ +− − 5. Fracción Compuesta: Cuando el numerador y/o denominador poseen a su vez otras fracciones algebraicas. Ejemplos: 1x 1x2 3x 2xx6 2 2 + − − + − + 186 6. Fracción de Valor Constante : Cuando asume el mismo valor numérico para cualquier sistema de valores asignados a sus variables: Si ycxybxa cybxyaxA 111 ++ ++ = es una fracción de valor constante. Entonces se cumple que: 111 c c b b a a == = valor constante de A Ejemplos: Sabiendo que la fracción az b cz d + + Es independiente de “z” entonces el valor de la expresión: 2b ad a d bc c + − Solución Bajo la propiedad tenemos: a b c d = Por proporciones: ad bc= , luego sustituyendo en la expresión: 2 2 2a ad a ad c bc c ad + − = = 7. Fracción Irreductible : Cuando el numerador y denominador no tienen factores comunes. Ejemplo: 1x 3x2 − + SIMPLIFICACIÓN DE FRACCIONES Para simplificar una fracción se procede de la siguiente manera: 1. Se factorizan el numerador y denominador de la fracción. 2. Se eliminan los factores comunes hasta obtener una fracción irreductible. Ejemplos Resueltos 1.Simplificar: 3 a51 a1616 a51 a15 3 a51 a22 a51 a1 A 2 2 + − + + − + − − + + − + = Solución Haciendo el cambio de variable x = a51 a1 − + Entonces ( )( ) ( )( )3x1x5 1x3x 3x16x5 3x2xA 2 2 ++ −+ = ++ −+ = 1x5 1xA + − = Finalmente reemplazando x; aa a a a a A == + − + − − + = 6 6 1 51 15 1 51 1 2. Simplificar: b)1a(1 1)ab1(aab2 b 1a 11 1A ++ +++ − + + = Solución: Evaluemos por partes : = + + = + + 1ab b1 1 b 1a 11 1 abb1 ab1 1ab b1ab 1 ++ + = + ++ Además : abb1 1baaab2 b)1a(1 1)ab1(aab2 2 ++ +++ = ++ +++ Restando ambos resultados; se obtiene: = ++ +++ − ++ + abb1 1baaab2 abb1 ab1 2 abb1 )ab1b(a abb1 baaab 2 ++ ++− = ++ −−− = -a 3. Simplificar 2� � � 2� � � � 2� � � 2� � � 2� � � 2� � � � 2� � � 2� � � . ��2� � ��� � 4��� 4 Solución Se hace un cambio de variable 2� � � � � 2�� � � � Donde tenemos: � �� � � � �� � � ∗ �� ������ � Efectuando tenemos �� � �� �� �� � �� �� ∗ ��� � 4��� 4 Luego al simplificar y remplazar los términos originales tenemos: �2� � ��� � �2� � ��� �2� � ��� � �2� � ��� ∗ ��2�� ��� � 4��� 4 187 Simplificando tenemos ab FRACCIONES PARCIALES Para descomponer una fracción racional en sus fracciones parciales, se debe cumplir las siguientes condiciones: 1. La fracción debe ser propia. 2. El denominador debe ser factorizable. CASOS: Primer Caso: Cuando el denominador contiene factores lineales sin repetición. Ejemplo: ( ) ( ) ( ) ( ) cx C bx B ax A cx bx axxP + + + + + = +++ Segundo Caso: Cuando el denominador contiene factores lineales con repetición. Ejemplo: : 323 a)(x C a)(x B ax A )ax( )x(P + + + + + = + Tercer Caso: Cuando el denominador contiene factores cuadráticos irreductibles sin repetición. Ejemplo: = ++++ )dcx(x )baxx( )x(P 22 dcxx D Cx baxx BAx 22 ++ + + ++ + Cuarto Caso: Cuando el denominador contiene factores cuadráticos irreductibles con repetición. Ejemplo : 2)bax2(x DCx bax2x B Ax 2)bax2x( )x(P ++ + + ++ + = ++ Quinto caso: Cuando el denominador contiene un factor lineal y un factor cuadrático irreductible, ambos factores sin repetición. Ejemplo: )(x Bx a) x( A ))(( )( 22 cbx C cbxxax xP ++ + + + = +++ Sexto caso: Cuando el denominador tiene factores lineales y factores cuadráticos irreductible, ambos con repetición. Ejemplo: 22 22222 )(x Ex x D Cx )(a)(x A )()( )( cbx F cbxax B cbxxax xP ++ + + ++ + + + + + = +++ Ejemplos Resueltos ü Descomponer en sus fracciones parciales la fracción: x2xx 2x6x2 23 2 −− −+ Solución: )1x()2x(x 2x6x2 )2xx(x 2x6x2 x2xx 2x6x2 2 2 2 23 2 +− −+ = −− −+ = −− −+ De esta manera : 1x C 2x B x A )1x()2x(x 2x6x2 2 + + − += +− −+ = +− −+ )1x()2x(x 2x6x2 2 )1x()2x(x )2x()x(C)1x()x(B)1x()2x(A +− −++++− Entonces: 2x2 + 6x– 2 = A (x – 2).(x + 1) + B x (x + 1) + Cx (x –2) .. (*) Una forma práctica: igualamos a cero los factores lineales y obtenemos: x = 0 , x = 2 , x = 1 Estos valores obtenidos los reemplazamos en la ecuación (*) Si x = 0 : 2(0)2 + 6(0) – 2 = A (0 – 2) (0 + 1) + B (0) (0 + 1) + C (0) (0 – 2) - 2 = -2 A A = 1 Si x = 2 : 2(2)2 + 6(2) – 2 = A (2 – 2) (2 + 1) + B (2) (2 + 1) + C (2) (2 – 2) 18 = 6B B = 3 Si x = -1 : 2(-1)2 + 6(-1) – 2 = A (-1 – 2) (-1 + 1) + B (-1) (-1 + 1) + C (-1) (-1 – 2) -6 = - C (-3) C = -2 De esta manera las fracciones parciales son : xxx xx xxx 2 262 1 2 2 31 23 2 −− −+ = + − − +
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