encuentro # 10 desarrollo - silvioduarte.comsilvioduarte.com/portal/clases/2016/clase#10.pdf · am...
TRANSCRIPT
ENCUENTRO # 10
TEMA:Operaciones con polinomios
CONTENIDOS:
1. Multiplicación de polinomios.
2. Productos notables.
DESARROLLO
Ejercicio Reto
1. Al racionalizar el denominador de la fracciónx − 2
3 +√
2x + 5se obtiene:
A)
√2x + 5 − 3
4B)
√2x + 5 + 3
2C)
√2x − 5 − 3
2D)
√2x + 5 − 3
2
2. El valor numérico de la expresióna2(a + b2)(a3 − b3)(a2 − b)
(a2 + b2)(2a − 3b2)para a = 1 y b = −2
es:
A)2710
B)−2710
C)1835
C)1835
D)1517
Regla de los signos.
(+)(+) = + (+)(−) = − (−)(+) = − (−)(−) = +
Multiplicación de polinomios
Ley de los exponentes para la multiplicación. En la multiplicación de términos con la
misma base los exponentes se suman.
am · an = am+n
Portal de Matemática 1 portaldematematica.com
Monomio por monomio
Al multiplicar monomios, primero se multiplican los coeficientes y después las partes
literales.
Ejemplo 1.1.
¿Cuál es el resultado de (−5x4y5z)(3x2y6z).
Solución:
Se multiplican los coeficientes y las bases:
(−5x4y5z)(3x2y6z) = (−5)(3)x4x2y5y6zz
Se aplican las leyes de los signos y de los exponentes:
= −15x4+2y5+6z1+1 = −15x6y11z2
Ejemplo 1.2.
Realiza la siguientes operación:(−54a6b5c5)(−2
3a2bc4).
Solución:
Se efectúa el producto de las fracciones y se aplica la ley de los exponentes para las
partes literales.
(−5
4a6b5c5)(−
2
3a2bc4) = (−
5
4)(−
2
3)a6+2b5+1c5+4 =
10
12a8b6c9
Ejemplo 1.3.
Realiza (3x2n−1y3n)(−2x4n−3y2n)
Solución:
Se aplica el mismo procedimiento que en los ejemplos anteriores, no importa que los
exponentes de las partes literales sean expresiones algebraicas.
(3x2n−1y3n)(−2x4n−3y2n) = −6x(2n−1)+(4n−3)y3n+2n = −6x6n−4y5n
Ejercicios propuesto
1. Resuelve las siguientes operaciones:
(a) (4x3y5z)(6x5y4z)
(b) (34xyz)(−2
5z4)
(c) (−10m6p)(−5m2p3)
(d) (9c5m9p2)(−13c6m)
(e) (5ambnc)(−2a2b3c)
(f) (6m2x+8n4x)(−7mx−6n5)
(g) (−9x3my2n−1)(4x5y6)
(h) (−76a4x−3b2xc4)(− 3
14ax+1bcx)
Portal de Matemática 2 portaldematematica.com
(i) (−12x4n−1y2a)(4x2−3ay1−2a)
(j) (13a3b2c)(2
5a4bc2)(6ac)(10
3a4b2)
(k) (−34a6b)(2
3a2bc)(−1
2ac)(−2b2c2)
(l) (2a8xb6)(−2m2xn3)(−5a2m3n5x)
Polinomio por monomio
Se multiplica cada uno de los términos del polinomio por el monomio o viceversa, como
lo ilustran los siguientes
Ejemplo 1.4.
Resuelve (5x5y4 − 3x4y3z + 4xz4)(−3x4y)
Solución:
Se multiplica cada uno de los términos del polinomio por el monomio:
(5x5y4 − 3x4y3z + 4xz4)(−3x4y)
= (5x5y4)(−3x4y) + (−3x4y3z)(−3x4y) + (4xz4)(−3x4y)
= −15x9y5 + 9x8y4z − 12x5yz4
Ejemplo 1.5.
Realiza el siguiente producto:(−7ax+3b1−2x)(4a3x−1b2x − 5a3x−2b2x+1 + 3a3x−3b2x+2)
Solución:
Se realiza el producto del monomio por cada uno de los elementos del polinomio:
(−7ax+3b1−2x)(4a3x−1b2x − 5a3x−2b2x+1 + 3a3x−3b2x+2)
= (−7ax+3b1−2x)(4a3x−1b2x)+(−7ax+3b1−2x)(−5a3x−2b2x+1)+(−7ax+3b1−2x)(3a3x−3b2x+2)
= −28a4x+2b + 35a4x+1b2 − 21a4xb3
Ejercicios propuesto
1. Realiza los siguientes productos:
(a) (−3m)(5m4 − 3m3 + 6m − 3)
(b) (−3ab)(2a2 − 7ab + 8b2)
(c) (−5xy2z)(7x6y2z − 3x5y − 4xz)
(d) (5m3n − 3m4p + 6m2)(8mp3)
(e) (−2xn−2)(7x5 − 8x2 + 6x3 − 9x + 2)
(f) (3a2x+1b4x − 7a2xb4x+1 − 4axb3x+1)(−3ax+1b1−x)
(g) (−5x2myn+1)(5x3my2n − 2x3m+1y2n+1 − 4x3m+2y2n+2)
(h) (43x3y)(3
4x2 − 1
3y2 + 6xy)
(i) (25a6 − 7
2a4b2 + 8
5a2b4 − 1
16b)(4
5ab2c)
Portal de Matemática 3 portaldematematica.com
(j) (45a6m+1b2m − 7
2am+3cm)(−5a3c4)
(k) (−45mxn4)(4
3m2x+3n3a − 5
4m2x+2n3a−1 − 7
2m2xn)
Polinomio por polinomio
Para multiplicar polinomios por polinomios, se siguen los pasos indicados en los siguien-
tes ejemplos:
Ejemplo 1.6.
Efectúa la siguiente operación: (5x2 − 3x − 2)(4x − 3x2 − 6)
Solución:
Se escriben los factores de la multiplicación en forma escalonada (como en las multi-
plicaciones aritméticas), y se ordenan los polinomios con respecto a los exponentes en
forma ascendente o descendente, según se quiera.
5x2 −3x −2
× −3x2 4x −6
Se multiplica el primer término del polinomio de abajo por cada uno de los términos
del polinomio de arriba.
5x2 −3x −2
× −3x2 4x −6
−15x4 +9x3 +6x2
(−3x2)(5x2) = −15x4
(−3x2)(−3x) = +9x3
(−3x2)(−2) = +6x2
A continuación se multiplica el segundo término del polinomio de abajo por cada uno de
los términos del polinomio de arriba y los resultados se colocan debajo de sus respectivos
términos semejantes del primer resultado.
5x2 −3x −2
× −3x2 4x −6
−15x4 +9x3 +6x2
+20x3 −12x2 −8x
(4x)(5x2) = 20x3
(4x)(−3x) = −12x2
(4x)(−2) = −8x
Se repite el paso anterior para cada uno de los términos siguientes (si es que existe).
5x2 −3x −2
× −3x2 4x −6
−15x4 +9x3 +6x2
+20x3 −12x2 −8x
−30x2 +18x +12
(−6)(5x2) = −30x2
(−6)(−3x) = 18x
(−6)(−2) = 12
Portal de Matemática 4 portaldematematica.com
Por último, se realiza la suma.
5x2 −3x −2
× −3x2 4x −6
−15x4 +9x3 +6x2
+20x3 −12x2 −8x
−30x2 +18x +12
−15x4 +29x3 −36x2 +10x +12
Por consiguiente, el resultado es:−15x4 + 29x3 − 36x2 + 10x + 12
Ejemplo 1.7.
Efectúa la siguiente operación:(5x4y − 3x2y3 − 6xy)(3x4y − 4x2y3 + 3xy)
Solución:
Se acomodan los polinomios de manera vertical y se realiza el procedimiento descrito
en el ejemplo anterior.
5x4y −3x2y3 −6xy
× 3x4y −4x2y3 +3xy
15x8y2 −9x6y4 −18x5y2
−20x6y4 +12x4y6 +24x3y4
+15x5y2 −9x3y4 −18x2y2
15x8y2 −29x6y4 −3x5y2 +12x4y6 +15x3y4 −18x2y2
Por tanto, el resultado es: 15x8y2 − 29x6y4 − 3x5y2 + 12x4y6 + 15x3y4 − 18x2y2
Ejercicios propuestos
Efectúa los siguientes productos.
1. (x − 7)(x + 2)
2. (m + 9)(m − 8)
3. (−x + 2)(3 − x)
4. (3x + 7)(x + 4)
5. (2x − 5)(3x + 2)
6. (n2 + 4)(n2 − 7)
7. (12x − 3)(x + 4
3)
8. (53x − 1
2y)(2
3x − 1
2y)
9. (32y − 1
3x)(−4
5x − 1
2y)
10. (x2 − 2xy + y2)(x − y)
11. (m2 − mn + n2)(m + n)
12. (5x2 − 7y2 − 4xy)(3x − 2y)
13. (15a2 − 3ab + 1
3b2)(2
3a − 7
2)
14. (52x2 + 1
5y2 − 3
4xy)(4x − 1
3y)
Portal de Matemática 5 portaldematematica.com
15. (mx−1 − na − 1)(m − n)
16. (bm − bm+1 + bm+2)(b + 1)
17. (2xm+1 + xm+2 − xm)(xm+3 − 2xm+1)
18. (xa+2 − 2xa + 3xa+1)(xa + xa+1)
19. (3x2 − 5x − 2)(2x2 − 7x + 4)
20. (4x3 − 2x2y + 6xy2)(x2y − xy2 − 2y3)
21. (m + n − p)(m − p − n)
22. (2m − 3n + 5p)(n + 2p − m)
23. (a + b − c)(a − b + c)
24. (x2 − 2x + 1)(x4 − 2x2 + 2)
25. (12x2 − 3
2x + 5
2)(6x2 − 4x − 2)
26. (xm+xm+1−xm+2)(xm−xm+1+xm+2)
Productos Notables
Definición 1.
Los productos notables se obtienen con un simple desarrollo, sin necesidad de efectuar
el producto.
Cuadrado de un binomio
El desarrollo de la suma de dos cantidades al cuadrado es igual al cuadrado del primer
término, más el doble producto del primer término por el segundo, más el cuadrado del
segundo; esta regla general se expresa con la fórmula:
(a + b)2 = a2 + 2ab + b2
Ejemplo 2.1.
Desarrolla (x + 7)2
Solución:
Al aplicar la regla general:
−→ El cuadrado del primer término:(x)2 = x2
−→ El doble producto del primer término por el segundo:2(x)(7) = 14x
−→ El cuadrado del segundo término:(7)2 = 49
Se suman los términos resultantes y se obtiene:
(x + 7)2 = x2 + 14x + 49
Portal de Matemática 6 portaldematematica.com
Ejemplo 2.2.
¿Cuál es el resultado de desarrollar (3m + 5n)2?
Solución:
(3m + 5n)2 = (3m)2 + 2(3m)(5n) + (5n)2 = 9m2 + 30mn + 25n2
Ejemplo 2.3.
Desarrolla (12a + 3)2.
Solución:
(1
2a + 3)2 = (
1
2a)2 + 2(
1
2a)(3) + (3)2 =
1
4a2 + 3a + 9
Ejemplo 2.4.
Desarrolla (5m2x−3 + n4x)2
Solución:
(5m2x−3 + n4x)2 = (5m2x−3)2 + 2(5m2x−3)(n4x) + (n4x)2 = 25m4x−6 + 10m2x−3n4x + n8x
El desarrollo del cuadrado de una diferencia de dos cantidades, es igual a:
(a − b)2 = a2 − 2ab + b2
En este desarrollo los términos se sustituyen con signo positivo, como lo ilustran los
siguientes ejemplos:
Ejemplo 2.5.
¿Cuál es el desarrollo de (4x4 − 9y3)2?
Solución:
(4x4 − 9y3)2 = (4x4)2 − 2(4x4)(9y3) + (9y3)2 = 16x8 − 72x4y3 + 81y6
Ejemplo 2.6.
Desarrolla (3x2y − 2x5z)2
Solución:
(3x3y − 2x5z)2 = (3x3y)2 − 2(3x3y)(2x5z) + (2x5z)2 = 9x6y2 − 12x8yz + 4x10z2
Cuadrado de un trinomio
El desarrollo de la expresión: (a + b + c)2 es igual a la suma de los cuadrados de cada
uno de los términos, más los dobles productos de las combinaciones entre ellos:
(a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 + 2ab + 2bc + 2ac
Portal de Matemática 7 portaldematematica.com
Ejemplo 2.7.
Desarrolla (x + 2y + 3z)2
Solución:
(x + 2y + 3z)2 = (x)2 + (2y)2 + (3z2) + 2(x)(2y) + 2(x)(3z) + 2(2y)(3z)
= x2 + 4y2 + 9z2 + 4xy + 12yz + 6xz
Ejemplo 2.8.
Obtén el resultado de (4m − 7n − 5)2
Solución:
(4m − 7n − 5)2 = (4m)2 + (−7n)2 + (−5)2 + 2(4m)(−7n) + 2(−7n)(−5) + 2(4m)(−5)
= 16m2 + 49n2 + 25 − 56mn + 70n − 40m
Ejemplo 2.9.
Desarrolla (12xm+1 + 2xm + xm−1)2
Solución:
(12xm+1 + 2xm + xm−1)2
= (12xm+1)2 + (2xm)2 + (xm−1)2 + 2(1
2xm+1)(2xm) + 2(2xm)(xm−1) + 2(1
2xm+1)(xm−1)
= 14x2m+2 + 4x2m + x2m−2 + 2x2m+1 + 4x2m−1 + x2m
Ejercicios propuestos
Desarrolla las siguientes expresiones
1. (x + 8)2
2. (m − 10)2
3. (a − 3)2
4. (2a − 1)2
5. (54x − 1
3)2
6. (7a − 3b)2
7. (4x3 + 5y)2
8. (9a3 − a2b)2
9. (1 − 34xy)2
10. (14x − 2y3)2
11. ( 23x
− 14y
)2
12. (3x2 + 4xy7)2
13. (6x3m−2 + 5y4mz3)2
14. (m4a−5 + 2x2a+1)2
15. (45a2m−1 − 3
2b)2
16. (53x3a−2 + 6
5y1−3a)2
17. (x4a
5− b4xya+1
5)2
18. (x + 2y + 3z)2
19. (3x − 2y + 1)2
20. (a2 + 5a + 4)2
Portal de Matemática 8 portaldematematica.com
21. (3x2 + 2y2 − 1)2
22. (12a + 1
3b + c)2
23. ( 2x
+ 3y
− 1z)2
24. (ax − by + cz)2
25. (ax+1 − 2ax − ax−1)2
Binomios conjugados (suma por diferencia)
Son de la forma (a + b)(a − b) y su resultado es la diferencia de los cuadrados de ambas
cantidades, como se ilustra en la fórmula:
(a + b)(a − b) = a2 − b2
Ejemplo 2.10.
Desarrolla (x + 6)(x − 6)
Solución:
(x + 6)(x − 6) = (x)2 − (6)2 = x2 − 36
Ejemplo 2.11.
Desarrolla (m − 4)(m + 4)
Solución:
(m − 4)(m + 4) = (m)2 − (4)2 = m2 − 16
Ejemplo 2.12.
Resuelve (−2x3 + 7)(−2x3 − 7)
Solución:
(−2x3 + 7)(−2x3 − 7) = (−2x3)2 − (7)2 = 4x6 − 49
Ejemplo 2.13.
Desarrolla (103
− 3m4
2)(10
3+ 3m4
2)
Solución:
(10
3−
3m4
2)(
10
3+
3m4
2) = (
10
3)2 − (
3m4
2)2 =
100
9−
9m8
4
Ejemplo 2.14.
Resuelve (5x2a−3 + y4m)(5x2a−3 − y4m)
Solución:
(5x2a−3 + y4m)(5x2a−3 − y4m) = (5x2a−3)2 − (y4m)2 = 25x4a−6 − y8m
Portal de Matemática 9 portaldematematica.com
Productos donde se aplican binomios conjugados
Ejemplo 2.15.
El resultado de (m + n − p)(m + n + p) es:
Solución:
Los elementos de ambos factores se agrupan de la siguiente manera:
[(m + n) − p][(m + n) + p] = (m + n)2 − p2
Se desarrolla el binomio y finalmente el resultado es:
m2 + 2mn + n2 − p2
Ejemplo 2.16.
Desarrolla (x + y − 3)(x − y + 3)
Solución:
El producto se expresa de la siguiente manera y se procede a aplicar el producto de
binomios conjugados:
(x + y − 3)(x − y + 3) = [x + (y − 3)][x − (y − 3)]
= (x)2 − (y − 3)2
= x2 − y2 + 6y − 9
Ejemplo 2.17.
¿Cuál es el resultado de (2x − 3y − z + 5)(2x − 3y + z − 5)?
Solución:
Se agrupan los términos y se aplica la fórmula para binomios conjugados:
(2x − 3y − z + 5)(2x − 3y + z − 5) = [(2x − 3y) − (z + 5)][(2x − 3y) + (z − 5)]
= (2x − 3y)2 − (z + 5)2
Se desarrollan los binomios, se eliminan los paréntesis y se ordenan los términos:
= (4x2 − 12xy + 9y2) − (z2 − 10z + 25)
= 4x2 − 12xy + 9y2 − z2 + 10z − 25
= 4x2 + 9y2 − z2 − 12xy + 10z − 25
Portal de Matemática 10 portaldematematica.com
Ejercicios propuestos
1. Desarrolla los siguientes productos:
(a) (x + 3)(x − 3)
(b) (a − 1)(a + 1)
(c) (k − 8)(k + 8)
(d) (4m − 9n)(4m + 9n)
(e) (5x4y + 4z)(5x4y − 4z)
(f) (7a4b3 − cd5)(7a4b3 + cd5)
(g) (35m + 1)(3
5m − 1)
(h) (76x3 − 3
2)(7
6x3 + 3
2)
(i) (3ax−4 + b3x)(3ax−4 − b3x)
(j) (8y2a−3 − 4x4a)(8y2a−3 + 4x4a)
(k) (a + b − c)(a + b + c)
(l) (x + y − 3)(x + y + 3)
(m) (4x + 3y − z)(4x − 3y + z)
(n) (x2 − xy + y2)(x2 + y2 + xy)
(o) (m4 − m2 − m)(m4 + m2 + m)
(p) (12m − 2
3n − 1
4)(1
2m + 2
3n + 1
4)
Binomios con término común
Son de la forma (x+a)(x+b), su resultado es un trinomio cuyo desarrollo es el cuadrado
del término común, más la suma de los términos no comunes por el término común,
más el producto de los no comunes.
Ejemplo 2.18.
Desarrolla (x − 6)(x + 4)
Solución:
(x − 6)(x + 4) = x2 + (−6 + 4)x + (−6)(4) = x2 − 2x − 24
Ejemplo 2.19.
Resuelve (5x − 4)(5x − 2)
Solución:
(5x − 4)(5x − 2) = (5x)2 + (−4 − 2)(5x) + (−4)(−2)
= 25x2 − 6(5x) + 8 = 25x2 − 30x + 8
Ejemplo 2.20.
¿Cuál es el resultado de (n4 + 10)(n4 − 8)?
Solución:
(n4 + 10)(n4 − 8) = (n4)2 + (10 − 8)n4 + (10)(−8) = n8 + 2n4 − 80
Portal de Matemática 11 portaldematematica.com
Ejemplo 2.21.
Desarrolla (x + y − 3)(x + y + 7).
Solución:
(x + y − 3)(x + y + 7) = [(x + y) − 3][(x + y) + 7]
= (x + y)2 + (−3 + 7)(x + y) + (−3)(7)
= (x + y)2 + (4)(x + y) + (−21)
= x2 + 2xy + y2 + 4x + 4y − 21
Ejemplo 2.22.
Desarrolla (2m + 3n − 4)(2m − 5n + 2).
Solución:
(2m + 3n − 4)(2m − 5n + 2) = [2m + (3n − 4)][2m + (−5n + 2)]
= (2m)2 + (3n − 4 − 5n + 2)(2m) + (3n − 4)(−5n + 2)
= 4m2 + (−2n − 2)(2m) + (−15n2 + 6n + 20n − 8)
= 4m2 + (−4mn − 4m) + (−15n2 + 26n − 8)
= 4m2 − 4mn − 4m − 15n2 + 26n − 8
= 4m2 − 15n2 − 4mn − 4m + 26n − 8
Ejercicios propuestos
1. Resuelve los siguientes productos:
(a) (x − 8)(x + 5)
(b) (m + 7)(m − 4)
(c) (x − 10)(x − 2)
(d) (x − 1)(x − 8)
(e) (m − 3)(m + 8)
(f) (2x − 6)(2x + 4)
(g) (3m + 6)(3m − 4)
(h) (6x − 4)(6x + 3)
(i) (x2 − 10)(x2 + 6)
(j) (m3 − 4)(m3 − 8)
(k) (13m + 2
5)(1
3m − 1
2)
(l) (34y + 1
6)(3
4y − 5
8)
(m) (65x2 − 1
4y2)(6
5x2 + 1
3y2)
(n) (a + b + 3)(a + b + 4)
(o) (a − 2b + 1)(a − 2b + 5)
(p) (m2 + n2 − 5)(m2 + n2 + 9)
(q) (2x + y + 2)(2x + y − 1)
(r) (a + 5b + c)(a − 5b + c)
Portal de Matemática 12 portaldematematica.com
Cubo de un binomio
Es de la forma (a+b)3, su desarrollo es un polinomio de cuatro términos al que se llama
cubo perfecto y su desarrollo es el cubo del primer término, más el triple producto del
cuadrado del primero por el segundo, más el triple producto del primero por el cuadrado
del segundo, más el cubo del segundo.
(a ± b)3 = a3 ∓ 3a2b ± 3ab2 ∓ b3
Ejemplo 2.23.
Desarrolla (m + 5)3
Solución
(m + 5)3 = (m)3 + 3(m2)(5) + 3(m)(5)2 + (5)3
= m3 + 15m2 + 75m + 125
Ejemplo 2.24.
Desarrolla el siguiente binomio (x − 4)3.
Solución:
(x − 4)3 = (x)3 + 3(x)2(−4) + 3(x)(−4)2 + (−4)3
= x3 − 12x2 + 48x − 64
Ejemplo 2.25.
¿Cuál es el resultado de (3x4 − 2y3)3?
Solución:
(3x4 − 2y3)3 = (3x4)3 + 3(3x4)2(−2y3) + 3(3x4)(−2y3)2 + (−2y3)3
= 27x12 − 54x8y3 + 36x4y6 − 8y9
Ejercicios propuestos
Resuelve los siguientes productos:
1. (x − 1)3
2. (m + 6)3
3. (x − 2)3
4. (2x + 1)3
5. (3a − 4)3
6. (5m2 + 2n5)3
7. (4x2 + 2xy)3
8. (3m4 − 4m3n)3
9. (x + 13)3
10. (x − 18)3
11. (23x − 1
4)3
12. (13x4 + y)3
13. (2x2a−3 − 3y4a+1)
Portal de Matemática 13 portaldematematica.com