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Sección 5.7 repaso general de factorización 335 Actividad de grupo Analiza y responde el ejercicio 130 en grupo. 130. Más adelante en el libro necesitaremos construir trinomios cuadrados perfectos. Analiza algunos trinomios cuadrados perfectos con un coeficiente principal de 1. a) Explica cómo b y c están relacionados si el trinomio x2 bx c es un trinomio cuadrado perfecto. b) Construye un trinomio cuadrado perfecto si los prime- ros dos términos son x2 6x. c) Construye un trinomio cuadrado perfecto si los prime- ros dos términos son x2 10x. d) Construye un trinomio cuadrado perfecto si los prime- ros dos términos son x2 14x. Ejercicios de repaso acumulados [2.1] 131. Simplifica 2[3x (2y 1) 5x] 3y. [3.6] 132. Si f(x) 5 x2 3x 6 y g(x) 5 5x 2, determina (g f)(1). [4.4] 133. Ángulos Un ángulo recto está dividido en tres pe- queños ángulos. El más grande de los tres ángulos es dos veces el más pequeño. El ángulo que sobra es 10° más grande que el ángulo más pequeño. Determina la magnitud de cada ángulo. [5.4] 134. Factoriza el máximo factor común de 45y12 60y10. 135. Factoriza 12x2 9xy 4xy 3y2. 5.7 Repaso general de factorización 1 Factorizar polinomios mediante una combinación de técnicas. 1 Factorizar polinomios mediante una combinación de técnicas Ahora presentaremos un procedimiento general para factorizar cualquier polinomio. Los ejemplos siguientes ilustran cómo utilizar este procedimiento. EJEMPLO 1 Factoriza 2x4 50x2. Solución Primero verifica si existe un máximo factor común distinto de 1. Como 2x2 es común en ambos términos, factorízalo. 2x4 50x2 5 2x2(x2 25) 5 2x2(x 5)(x 5) Observa que x2 25 se factorizó como una diferencia de dos cuadrados. Resuelve ahora el ejercicio 3 1. Determina si todos los términos del polinomio tienen un máximo factor común dis- tinto de 1. Si es así, factoriza el MFC. 2. Si el polinomio tiene dos términos, determina si es una diferencia de dos cuadrados o una suma o diferencia de dos cubos. En cualquiera de estos casos, factoriza utilizando la fórmula adecuada de la Sección 5.6. 3. Si el polinomio tiene tres términos, determina si es un trinomio cuadrado perfecto. Si lo es, factorízalo como corresponde. De lo contrario, factoriza el trinomio utilizando los métodos de prueba y error, agrupación o sustitución como se explicó en la Sección 5.5. 4. Si el polinomio tiene más de tres términos, trata de factorizarlo mediante agrupación. Si eso no funciona, ve si tres de los términos son el cuadrado de un binomio. 5. Como paso final, examina el polinomio factorizado para ver si los factores encon- trados tienen un factor común y se pueden factorizar más. Si encuentras un factor común, factorízalo. 6. Verifica la respuesta mediante multiplicación de factores. Para factorizar un polinomio 336 Capítulo 5 Polinomios y funciones polinomiales Consejo útil Consejo de estudio En esta sección, hemos repasado todas las técnicas para la factorización de expresiones. Si todavía tienes problemas para factorizar, vuelve a estudiar los temas de las secciones 5.4 a 5.6. EJEMPLO 2 Factoriza 3x2y2 24xy2 48y2. Solución Comienza factorizando el MFC, 3y2, de cada término. 3x2y2 24xy2 48y2 5 3y2(x2 8x 16) 5 3y2(x 4)2 Observa que x2 8x 16 es un trinomio cuadrado perfecto. Si no lo reconoces, tam- bién podrás obtener la respuesta correcta factorizando el trinomio en (x 4)(x 4). Resuelve ahora el ejercicio 27 EJEMPLO 4 Factoriza 12a2b 18ab 24b. Solución 12a2b 18ab 24b 5 6b(2a2 3a 4) Como 2a2 3a 4 no puede factorizarse, concluimos aquí. Resuelve ahora el ejercicio 7 EJEMPLO 3 Factoriza 24x2 6xy 40xy 10y2. Solución Como siempre, comienza por determinar si todos los términos del po- linomio tienen un factor común. En este ejemplo, 2 es común a todos los términos. Factoriza el 2; después factoriza el polinomio de cuatro términos resultante mediante agrupación. 24x2 6xy 40xy 10y2 5 2(12x2 3xy 20xy 5y2) 5 2[3x(4x y) 5y(4x y)] 5 2(4x y)(3x 5y) Resuelve ahora el ejercicio 31 EJEMPLO 5 Factoriza 2x4y 54xy. Solución 2x4y 54xy 5 2xy(x3 27) 5 2xy(x 3)(x2 3x 9) Observa que factorizamos x3 27 como una suma de dos cubos. Resuelve ahora el ejercicio 19 EJEMPLO 6 Factoriza 3x2 18x 27 3y2. Solución Factorizamos 3 de los cuatro términos. 3x2 18x 27 3y2 5 3(x2 6x 9 y2) Ahora trataremos de factorizar los cuatro términos dentro de los paréntesis mediante agrupación. Como puedes ver, esto no es posible, así que analizaremos si podemos escribir tres de los términos como el cuadrado de un binomio. Como esto puede hacerse, expresamos x2 6x 9, como (x 3)2 y luego utilizamos la fórmula de la diferencia de dos cuadrados. Por lo tanto, 3x2 18x 27 3y2 5 3[(x 3)2 y2] 5 3[(x 3 y)(x 3 y)] 5 3(x 3 y)(x 3 y) Resuelve ahora el ejercicio 43 Sección 5.7 repaso general de factorización 337 CONJUNTO DE EJERCICIOS 5.7 Ejercicios de práctica Llena los espacios en blanco con la palabra, frase o símbolo(s) apropiados de la siguiente lista. 1 5 21x2y3 7x2y3 7xy 1. El primer paso para factorizar 5x3 40y3 es factorizar . 2. El máximo factor común de 14x2y 21xy3 es . Practica tus habilidades Factoriza cada polinomio por completo. 3. 3x2 75 4. 4x2 24x 36 5. 10s2 19s 15 6. 8r2 30r 18 7. 6x3y2 10x2y3 14x2y2 8. 24m3n 12m2n2 16mn3 9. 0.8x2 0.072 10. 0.5x2 0.32 11. 6x5 54x 12. 7x2y2z2 28x2y2 13. 3x6 3x5 12x5 12x4 14. 2x2y2 6xy2 10xy2 30y2 15. 5x4y2 20x3y2 15x3y2 60x2y2 16. 6x2 15x 9 17. x4 x2y2 18. 4x3 108 19. x7y2 x4y2 20. x4 81 21. x5 16x 22. 20x2y2 55xy2 15y2 23. 4x6 32y3 24. 8x4 4x3 4x3 2x2 25. 5(a b)2 20 26. 12x3y2 4x2y2 40xy2 27. 6x2 36xy 54y2 28. 3x2 30x 75 29. (x 2)2 4 30. 7y4 63x6 31. 6x2 24xy 3xy 12y2 32. pq 8q pr 8r 33. (y 5)2 4(y 5) 4 34. (x 1)2 (x 1) 6 35. b4 2b2 1 36. 45a4 30a3 5a2 37. x3 � 1 64 38. 27y3 � 1 8 39. 6y3 14y2 4y 40. 3x3 2x2 27x 18 41. a3b 81ab3 42. x6 y6 43. 49 (x2 2xy y2) 44. x2 2xy y2 25 45. 24x2 34x 12 46. 40x2 52x 12 47. 18x2 39x 15 48. 7(a b)2 4(a b) 3 49. x4 16 50. (x 4)2 12(x 4) 36 51. 5bc 10cx 7by 14xy 52. 16y4 9y2 53. 3x4 x2 4 54. x2 16x 64 100y2 55. z2 (x2 12x 36) 56. 7a3 56 57. 2(y 4)2 5(y 4) 12 58. x6 15x3 54 59. a2 12ab 36b2 16c2 60. y3 y5 61. 10x4y 25x3y 15x2y 62. 4x2y2 12xy 9 63. x4 2x2y2 y4 64. 12r2s2 rs 1 Resolución de problemas Relaciona los ejercicios 65 - 72 con los elementos marcados de a) hasta h) a la derecha. 65. a2 b2 66. a2 b2 67. a2 2ab b2 68. a3 b3 69. a3 b3 70. a2 2ab b2 71. un factor de a3 b3 72. un factor de a3 b3 a) (a b)(a2 ab b2) b) (a b)2 c) a2 ab b2 d) (a b)2 e) no factorizable f) (a b)(a2 ab b2) g) (a b)(a b) h) a2 ab b2 338 Capítulo 5 Polinomios y funciones polinomiales Perímetro En los ejercicios 73 y 74, encuentra una expresión, en forma factorizada, para el perímetro de cada figura. 73. x2 � 2 5x � 4 74. x2 � 11 7x � 13 5x � 12 Área En los ejercicios 75 - 78, encuentra una expresión, en forma factorizada, para el área de la región sombreada para cada figura. 75. x 4 3 x 4 76. x � 4 x � 5 4 3 77. y y 3 3 78. x x 5 5 5 5 5 5 5 5 Volumen En los ejercicios 79 y 80, encuentra una expresión, en forma factorial, para la diferencia en los volúmenes de los cubos. 79. 5x 5x 5x 3 3 3 80. 4x 4x 4x 2y 2y 2y Área En los ejercicios 81-84, a) escribe una expresión para el área sombreada de la figura, y b) escribe la expresión en forma factorizada. 81. a � b b a 82. b a a a a 83. a b a 2bb 84. x y x y x � y 85. Área superficial a) Escribe una expresión para el área superficial de los cua- tro lados de la caja mostrada (omite las partes superior e inferior). b) Escribe la expresión en forma factorizada. a � b b a 86. Explica cómo la fórmula para factorizar la diferencia de dos cubos puede usarse para factorizar x3 27. 87. a) Explica cómo construir un trinomio cuadrado perfecto. b) Construye un trinomio cuadrado perfecto y luego mues- tra sus factores. Sección 5.8 Ecuaciones polinomiales 339 Problemas de desafío En este capítulo hemos trabajado solo con exponentes enteros positivos, sin embargo, en una expresión también pueden factorizarse los exponentes fraccionarios y los exponentes enteros negativos. Las expresiones siguientes no son polinomios. a) En cada expresión factoriza la variable con el exponente menor (o más negativo). (Los exponentes fraccionarios se analizarán en la sección 7.2.) b) Factoriza por completo. 88. x2 5x3 6x4, factoriza x4 89. x3 2x4 3x5, factoriza x5 90. x5/2 3x3/2 4x1/2, factoriza x1/2 91. 5x1/2 2x1/2 3x3/2, factoriza x3/2 Ejercicios de repaso acumulados [2.1] 92. Resuelve 6(x 4) 4(3x 3) 5 6. [2.6] 93. Determina el conjunto solución para � 6 � 2z 3 � 2.� . [4.3] 94. Mezcla de café Dennis Reissig dirige una tienda de abarrotes y desea mezclar 30 libras de café para ven- der a un costo total de $170. Para obtener la mezcla, utilizará un café que vende a $5.20 por libra y otro café que vende a $6.30 por libra. ¿Cuántas libras de cada café debe utilizar? [5.2] 95. Multiplica (5x 4)(x2 x 4). [5.4] 96. Factoriza 2x3 6x2 5x 15. 5.8 Ecuaciones polinomiales 1 Utilizar la propiedad del factor nulo para resolver ecuaciones. 2 Utilizar la factorización para resolver ecuaciones. 3 Utilizar la factorización para resolver problemas de aplicación. 4 Utilizar la factorización para determinar las intersecciones con el eje x de una función cuadrática. Siempre que se establece que dos polinomios son iguales entre sí, tenemos una ecua- ción polinomial. Ejemplos de ecuaciones polinomiales x2 2x 5 x 5 y3 3y 2 5 0 4x4 2x2 5 3x 2 El grado de una ecuación polinomial es el mismo que el del término con mayor grado. Por ejemplo, las tres ecuaciones anteriores tienen grados 2, 3 y 4, respectivamente. Ejemplos de ecuaciones cuadráticas 3x2 6x 4 5 0 5x 5 2x2 4 (x 4)(x 3) 5 0 Cualquier ecuación cuadrática puede escribirse en la forma general. Antes de continuar, asegúrate de que puedes reescribir cada una de las tres ecua- ciones cuadráticas dadas anteriormente en su forma general, con a . 0. 1 Utilizar la propiedad del factor nulo para resolver ecuaciones Para resolver ecuaciones utilizando factorización, empleamos la propiedad del factor cero. Comprendiendo el álgebra Recuerda que una ecuación debe contener un signo de igualdad ( 5 ). Para que una ecuación cuadrática esté en forma general, debe tener ax2 bx c de un lado del signo igual y 0 del otro lado. Una ecuación de segundo grado con una variable se denomina una ecuación cuadrática. Ecuación cuadrática ax2 bx c 5 0, a 0 donde a, b y c son números reales. Forma general de una ecuación cuadrática Para todos los números reales a y b, si a b 5 0, entonces a 5 0 o b 5 0, o bien a y b 5 0. Propiedad del factor nulo (factor cero) 340 Capítulo 5 Polinomios y funciones polinomiales La propiedad del factor nulo indica que, si el producto de dos factores es igual a 0, uno o ambos factores deben ser 0. 2 Utilizar la factorización para resolver ecuaciones A continuación se indica un procedimiento que se puede utilizar para obtener la solu- ción de una ecuación mediante factorización. EJEMPLO 2 Resuelve la ecuación 4x2 5 24x. Solución Primero igualamos a 0 el lado derecho de la ecuación restando 24x en ambos lados. Después factorizamos el lado izquierdo de la ecuación. 4x2 24x 5 0 4x(x 6) 5 0 Ahora igualamos a 0 cada factor y despejamos x. 4x 5 0 o x 6 5 0 x 5 0 x 5 6 La verificación mostrará que los números 0 y 6 satisfacen la ecuación 4x2 5 24x. Resuelve ahora el ejercicio 17 EJEMPLO 1 Resuelve la ecuación (x 5)(x 3) 5 0. Solución Como el producto de los factores es igual a 0, de acuerdo con la pro- piedad del factor nulo, uno o ambos factores deben ser iguales a 0. Igualamos cada factor a 0 y resolvemos cada ecuación por separado. x 5 5 0 o x 3 5 0 x 5 5 x 5 3 Por lo tanto, si x es 5 o 3, la ecuación es una proposición verdadera. Verifica x 5 5 x 5 3 (x 5)(x 3) 5 0 (x 5)(x 3) 5 0 (5 5)(5 3) 0 (3 5)(3 3) 0 0(8) 0 8(0) 0 0 5 0 Verdadero 0 5 0 Verdadero Resuelve ahora el ejercicio 11 1. Utiliza la propiedad de la suma para eliminar todos los términos de un lado de la ecuación. Con esto se obtendrá un lado de la ecuación igual a 0. 2. Suma los términos semejantes en la ecuación y después factoriza. 3. Iguala a 0 cada factor que contenga una variable. Resuelve las ecuaciones y determina las soluciones. 4. Verifica las soluciones en la ecuación original. Para resolver una ecuación mediante factorización Consejo útil Si no recuerdas cómo factorizar, consulta las secciones 5.3-5.7. Sección 5.8 Ecuaciones polinomiales 341 Prevención de errores comunes La propiedad del factor nulo solo puede utilizarse cuando un lado de la ecuación es igual a 0. CORRECTO INCORRECTO x = 6 x = -1 x - 4 = 2 o x + 3 = 2 (x - 4)(x + 3) = 2 x = 4 x = -3 x - 4 = 0 o x + 3 = 0 (x - 4)(x + 3) = 0 En el procedimiento incorrecto, ilustrado a la derecha, no se puede utilizar la propie- dad del factor nulo, ya que el lado derecho de la ecuación no es igual a 0. El ejemplo 3 muestra cómo resolver estos problemas correctamente. EJEMPLO 3 Resuelve la ecuación (x 1)(3x 2) 5 4x. Solución Como el lado derecho de la ecuación no es igual a 0, no podemos utili- zar la propiedad del factor nulo. (x 1)(3x 2) 5 4x 3x2 x 2 5 4x Multiplica los factores. 3x2 5x 2 5 0 Haz que un lado sea igual a 0. (3x 1)(x 2) 5 0 Factoriza el trinomio. 3x 1 5 0 o x 2 5 0 Propiedad del factor nulo 3x 5 1 x 5 2 Resuelve las ecuaciones. x � � 1 3 Las soluciones son � � 1 3 y 2. Comprueba estos valores en la ecuación original. Resuelve ahora el ejercicio 31 Consejo útil Al resolver una ecuación cuyo término principal tenga un coeficiente negativo, por lo general lo convertimos en positivo multiplicando ambos lados de la ecuación por 1. Esto facilita el procedimiento de factorización, como se muestra en el ejemplo siguiente. x2 5x 6 5 0 1(x2 5x 6) 5 1 0 x2 5x 6 5 0 Ahora podemos resolver la ecuación x2 5x 6 5 0 factorizando. (x 6)(x 1) 5 0 x 6 5 0 o x 1 5 0 x 5 6 x 5 1 Los números 6 y 1 satisfacen la ecuación original x2 5x 6 5 0. EJEMPLO 4 Resuelve la ecuación 3x2 2x 12 5 13x. Solución 3x2 2x 12 5 13x 3x2 15x 12 5 0 Haz que un lado sea igual a 0. 3(x2 5x 4) 5 0 Factoriza 3. 3(x 4)(x 1) 5 0 Factoriza el trinomio. x 4 5 0 o x 1 5 0 Propiedad del factor nulo x 5 4 x 5 1 Despeja x. Como el factor 3 no tiene una variable, no tenemos que igualarlo a 0. Solo los números 4 y 1 satisfacen la ecuación 3x2 2x 12 5 13x. Resuelve ahora el ejercicio 35 342 Capítulo 5 Polinomios y funciones polinomiales La propiedad del factor nulo puede extenderse a tres o más factores, como se muestra en el ejemplo 5. Observa que la ecuación del ejemplo 5 no es una ecuación cuadrática, ya que el exponente del término principal es 3, no 2. Ésta es una ecuación cúbica o de tercer grado. 3 Utilizar la factorización para resolver problemas de aplicación Ahora veamos algunos problemas de aplicación para cuya solución se utiliza la facto- rización. EJEMPLO 7 Triángulo En una exhibición, una gran tienda de campaña tendrá una entrada en formatriangular (ver Figura 5.17). Determina la base y la altura de la entrada si la altura medirá 3 pies menos que el doble de la base y el área total de la entrada es de 27 pies cuadrados. Solución Entiende Haz un dibujo de la entrada e incluye la información indicada (Figura 5.18). EJEMPLO 6 En la función f(x) 5 2x2 13x 16, determina todos los valores de a para los que f(a) 5 8. Solución Primero reescribimos la función como f(a) 5 2a2 13a 16. Ya que f(a) 5 8, escribimos Determina f(a) igual a 8. Haz que un lado sea igual a 0. Factoriza el trinomio. Propiedad del factor nulo Despeja a. a = - 3 2 2a = -3 a = 8 2a + 3 = 0 o a - 8 = 0 (2a + 3)(a - 8) = 0 2a2 - 13a - 24 = 0 2a2 - 13a - 16 = 8 Si compruebas estas respuestas, encontrarás que f c - 3 2 m = 8 y f(8) 5 8. Resuelve ahora el ejercicio 59 EJEMPLO 5 Resuelve la ecuación 2p3 5p2 3p 5 0. Solución Primero factorizamos y después igualamos a 0 cada factor que tenga p. Factoriza p. Factoriza el trinomio. Propiedad del factor nulo. Despeja p. p = 1 2 2p = 1 p = -3 p = 0 o 2p - 1 = 0 o p + 3 = 0 p(2p - 1)(p + 3) = 0 p(2p2 + 5p - 3) = 0 2p3 + 5p2 - 3p = 0 Los números 0, 1 2 y 3 son soluciones de la ecuación. Resuelve ahora el ejercicio 39 x 2x � 3 Área � 27 pies2 FiGura 5.17 FiGura 5.18 Sección 5.8 Ecuaciones polinomiales 343 EJEMPLO 8 Altura de una bala de cañón Un cañón se coloca en la cima de un risco cuya altura es de 288 pies sobre el nivel de un lago que se encuentra junto a su base. Se dispara una bala hacia arriba, con una velocidad de 112 pies por segundo. La altura h, en pies, en que se encuentra la bala de cañón respecto al nivel del lago en cualquier instante, t, se determina mediante la función h(t) 5 16t2 112t 288 Determina el tiempo que le toma a la bala de cañón golpear el agua después de haber sido disparada. Solución Entiende Necesitamos hacer un di- bujo para analizar mejor el problema (ver Figura 5.19). Cuando la bala gol- pea el agua, su altura respecto del lago es 0 pies. Traduce Para resolver el problema necesitamos determinar el tiempo, t, cuando h(t) 5 0. Para ello establece- mos que la función indicada sea igual a 0 y despejamos t. Determina h(t) 5 0. Factoriza 16. Factoriza el trinomio. Propiedad del factor nulo t = -2 t = 9 t + 2 = 0 o t - 9 = 0 -16(t + 2)( t - 9) = 0 -16(t2 - 7t - 18) = 0 -16t2 + 112t + 288 = 0 Despeja t. responde Como t es el número de segundos, 2 no es una respuesta posible. La bala de cañón golpeará el agua 9 segundos después de haber sido disparada. Resuelve ahora el ejercicio 95 Traduce Para resolver el problema, usaremos la fórmula para calcular el área de un triángulo. Sustituye las expresiones para base, altura y área. realiza los cálculos Multiplica ambos lados por 2 para eliminar fracciones. Propiedad distributiva Haz que un lado sea igual a 0. x = - 9 2 2x = -9 x = 6 2x + 9 = 0 o x - 6 = 0 (2x + 9)(x - 6) = 0 o 2x2 - 3x - 54 = 0 0 = 2x2 - 3x - 54 45 = 2x2 - 3x 45 = x(2x - 3) 2(27) = 2 : 1 2 (x)(2x - 3)D 72 = 1 2 (x)(2x - 3) A = 1 2 (base)(altura) Factoriza el trinomio. Propiedad del factor nulo Despeja x. responde Como las dimensiones de una figura geométrica no pueden ser negativas, podemos eliminar x = - 9 2 como una respuesta para nuestro problema. Por lo tanto, base 5 x 5 6 pies altura 5 2x 3 5 2(6) 3 5 9 pies Resuelve ahora el ejercicio 89 h(t) � �16t2 � 112t � 288 h(t) � 0 Valor máximo de h(t) 288 pies FiGura 5.19 344 Capítulo 5 Polinomios y funciones polinomiales Teorema de Pitágoras Considera un triángulo rectángulo (ver Figura 5.20). Los dos lados más cortos de un triángulo rectángulo se denominan catetos, y el lado opuesto al ángulo recto se llama hipotenusa. El teorema de Pitágoras expresa la relación entre los catetos y la hipotenusa del triángulo. Hipotenusa Cateto Cateto Ángulo recto FiGura 5.20 x x � 2 x � 1 FiGura 5.21 y x y � f(x) FiGura 5.22 El cuadrado de la longitud de la hipotenusa de un triángulo rectángulo es igual a la suma de los cuadrados de las longitudes de sus dos catetos; esto es cateto2 cateto2 5 hipotenusa2 Si a y b representan las longitudes de los catetos y c representa la longitud de la hipotenusa, entonces a2 b2 5 c2 a c b Teorema de Pitágoras EJEMPLO 9 Cable para un árbol Para ayudarlo a crecer recto, Jack Keating coloca un cable tirante en un árbol. La localización de los puntos de donde se ama- rra el cable (una estaca sobre el suelo y la parte superior del árbol), se indican en la Figura 5.21. Determina la longitud del cable. Solución Entiende Observa que la longitud del cable es la hipotenusa de un triángulo rec- tángulo que se forma con el árbol y el piso. Para resolver este problema utilizamos el teorema de Pitágoras. De acuerdo con la figura, vemos que los catetos son x y x 1, y que la hipotenusa es x 2. Traduce Teorema de Pitágoras. x2 + (x + 1)2 = (x + 2)2 cateto2 + cateto2 = hipotenusa2 Sustituye las expresiones para los catetos y la hipotenusa. realiza los cálculos Eleva al cuadrado los términos. Simplifica. Haz que un lado sea igual a 0. Factoriza. Resuelve. x = 3 x = -1 x - 3 = 0 o x + 1 = 0 (x - 3)(x + 1) = 0 x2 - 2x - 3 = 0 2x2 + 2x + 1 = x2 + 4x + 4 x2 + x2 + 2x + 1 = x2 + 4x + 4 responde Con base en la figura, sabemos que x no puede tener un valor negativo. Por lo tanto, la única respuesta posible es 3. La estaca está colocada a tres pies de distancia del árbol. En la parte superior, el cable se sujeta al árbol a x 1 o 4 pies de altura del piso. La longitud del cable es igual a x 2 o 5 pies. Resuelve ahora el ejercicio 99 4 Utilizar la factorización para determinar las intersecciones con el eje x de una función cuadrática Considera la gráfica de la Figura 5.22. En las intersecciones con el eje x, el valor de la función, o y, es 0. Por lo tanto, si deseamos determinar las intersecciones con el eje x de una gráfica, podemos establecer la función igual a 0 y despejar x. Sección 5.8 Ecuaciones polinomiales 345 EJEMPLO 10 Determina las intersecciones con el eje x de la gráfica de y 5 x2 2x 8. Solución En las intersecciones con el eje x, y tiene valor de 0. Por lo tanto, para determinar las intersecciones con el eje x escribimos x2 2x 8 5 0 (x 4)(x 2) 5 0 x 4 5 0 o x 2 5 0 x 5 4 x 5 2 Las soluciones de x2 2x 8 5 0, son 4 y 2. Las intersecciones con el eje x de la gráfica de y 5 x2 2x 8 son (4, 0) y (2, 0), como se ilustra en la Figura 5.23. �9 �8 �5 �4 �3 �2 �1 3 2 1 5 6321�4�5�6 �3 �1 y x intersección con el eje x en �2 intersección con el eje x en 4 y � x2 � 2x � 8 FiGura 5.23 Resuelve ahora el ejercicio 65 Cómo utilizar tu calculadora graficadora Determina la ecuación de la gráfica en la Figura 5.24. [�10, 10, 1, �10, 20, 2] FiGura 5.24 intersecciones con el eje x en Factores Posible ecuación de la gráfica 2 y 8 (x 2)(x 8) y 5 (x 2)(x 8) o y 5 x2 10x 16 Si suponemos que las intersecciones son valores enteros, entonces las intersecciones con el eje x están en 2 y en 8. Por lo tanto, Como la intersección con el eje y de la gráfica en la Figura 5.24 está en 16, y 5 x2 10x 16 es la ecuación de la gráfica. El ejemplo 11 explica por qué utilizamos las palabras posible ecuación de la gráfica. Si conocemos las intersecciones con el eje x de una gráfica, podemos trabajar hacia atrás para determinar la ecuación de la gráfica. Lee el siguiente recuadro para aprender cómo hacerlo con ayuda de tu calculadora graficadora. Comprendiendo el álgebra Una intersección con el eje x es el punto en donde la gráfica cruza el eje x. La coordenada y de una intersección con el eje x es siempre 0. 346 Capítulo5 Polinomios y funciones polinomiales EJEMPLO 11 Escribe una ecuación cuya gráfica tenga intersecciones con el eje x en 2 y en 4. Solución Si las intersecciones están en 2 y en 4, entonces un conjunto de facto- res que producen estas intersecciones son (x 2) y (x 4), respectivamente. Por lo tanto, una ecuación que tendrá intersecciones con el eje x en 2 y 4 es y 5 (x 2)(x 4) o y 5 x2 2x 8. Observa que otras ecuaciones pueden tener gráficas con las mismas intersecciones con el eje x. Por ejemplo, la gráfica de y 5 2(x2 2x 8) o y 5 2x2 4x 16 también tiene intersecciones con el eje x en 2 y en 4. De hecho, la gráfica de y 5 a(x2 2x 8), para cualquier número real a distinto de 0, tendrá intersecciones con el eje x en 2 y 4. Resuelve ahora el ejercicio 83 CONJUNTO DE EJERCICIOS 5.8 Ejercicios de práctica Llena los espacios en blanco con la palabra, frase o símbolo(s) apropiados de la siguiente lista. a 5 0 cateto intersección con el eje x b 5 0 expresión ax2 bx 5 c ecuación hipotenusa lado término intersección con el eje y ax2 bx c 5 0 1. Cuando dos polinomios son iguales entre sí, tenemos una polinomial. 2. El grado de una ecuación polinomial es el grado del mayor del polinomio. 3. La forma general de una ecuación cuadrática es . 4. La propiedad del factor cero establece que si a b 5 0, a 5 0 o o ambos a 5 0 y b 5 0. 5. El punto donde la gráfica cruza el eje x es conocido como una . 6. En un triángulo rectángulo, el lado opuesto al ángulo recto es el/la . Practica tus habilidades Resuelve. 7. x(x 3) 5 0 8. x(x 2) 5 0 9. 4x(x 1) 5 0 10. 5x(x 6) 5 0 11. 2(x 1)(x 7) 5 0 12. 3(a 5)(a 2) 5 0 13. x(x 9)(x 4) 5 0 14. 2a(a 3)(a 10) 5 0 15. (3x 2)(7x 1) 5 0 16. (2x 3)(4x 5) 5 0 17. 4x2 5 12x 18. 3y2 5 21y 19. x2 5x 5 0 20. 4a2 32a 5 0 21. x2 6x 5 0 22. 3x2 24x 5 0 23. 3x2 5 27x 24. 18a2 5 36a 25. a2 6a 5 5 0 26. x2 6x 5 5 0 27. x2 x 12 5 0 28. b2 b 72 5 0 29. x2 8x 16 5 0 30. c2 12c 5 36 31. (2x 5)(x 1) 5 12x 32. a(a 2) 5 48 33. 2y2 5 y 6 34. 3a2 5 a 2 35. 3x2 6x 72 5 0 36. 2a2 18a 40 5 0 37. x3 3x2 5 18x 38. x3 5 19x2 42x 39. 4c3 4c2 48c 5 0 40. 3b3 8b2 3b 5 0 41. 18z3 5 15z2 12z 42. 12a3 5 16a2 3a 43. x2 25 5 0 44. 2y2 5 72 45. 16x2 5 9 46. 49c2 5 81 47. 4y3 36y 5 0 48. 3x4 48x2 5 0 En el ejemplo 11, aunque las intersecciones con el eje x de la gráfica de y 5 a(x2 2x 8) siempre estarán en 2 y 4, la intersección con el eje y de la gráfica dependerá del valor de a. Por ejemplo, si a 5 1, la intersección con el eje y estará en 1(8) u 8. Si a 5 2, la intersección estará en 2(8) o 16, y así sucesivamente. Sección 5.8 Ecuaciones polinomiales 347 49. x2 5 2x 99 50. x2 18x 5 80 51. (x 7)2 16 5 0 52. (x 6)2 4 5 0 53. (2x 5)2 9 5 0 54. (x 1)2 3x 5 7 55. 6a2 12 4a 5 19a 32 56. 4(a2 3) 5 6a 4(a 3) 57. 2b3 16b2 5 30b 58. (a 1)(3a 2) 5 4a 59. Para f(x) 5 3x2 7x 9, encuentra todos los valores de a para los cuales f (a) 5 7. 60. Para f(x) 5 4x2 11x 2, encuentra todos los valores de a para los cuales f (a) 5 4. 61. Para g(x) 5 10x2 31x 16, encuentra todos los valores de a para los cuales g(a) 5 1. 62. Para g(x) 6x2 x 3, encuentra todos los valores de a para los cuales g(a) 5 2. 63. Para r(x) 5 x2 x, encuentra todos los valores de a para los cuales r (a) 5 30. 64. Para r(x) 5 10x2 11x 17, encuentra todos los valores de a para los cuales r (a) 5 11. Usa la factorización para encontrar las intersecciones con el eje x de las gráficas de cada ecuación (ver ejemplo 10). 65. y 5 x2 10x 24 66. y 5 x2 x 42 67. y 5 x2 16x 64 68. y 5 15x2 14x 8 69. y 5 12x3 46x2 40x 70. y 5 12x3 39x2 30x Triángulo rectángulo En los ejercicios 71-76, usa el teorema de Pitágoras para encontrar x. 71. x � 2 x � 3x � 4 72. x � 10 x � 3 x � 11 73. x � 8 x � 7 x 74. x � 8 x � 9 x � 1 75. x � 8 x � 1 x � 6 76. x � 9 x � 2 x � 11 Resolución de problemas En los ejercicios 77-80, determina las intersecciones con el eje x de cada gráfica; después relaciona la ecuación con la gráfica apropiada marcada como a)d). 77. y 5 x2 5x 6 78. y 5 x2 x 6 79. y 5 x2 5x 6 80. y 5 x2 x 6 a) b) c) d) Escribe una ecuación cuya gráfica intersecte el eje x en los siguientes valores. 81. 1 y 5 82. 3 y 7 83. 4 y 2 84. 3 2 y 6 85. � 5 6 y 2 86. 0.4 y 2.6
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