Producto Notable y Factorización

PRODUCTOS NOTABLES. FACTORIZACIÓN.

Productos Notables:
Son polinomios obtenidos de la multiplicación de otros que poseen ciertas características particulares, que al cumplir ciertas reglas no es necesario realizar la multiplicación.

*Cuadrado de una suma de 2 términos
(a+b)ˆ2=aˆ2+2ab+bˆ2

*Cuadrado de la diferencia de 2 términos
(a-b)ˆ2=aaˆ2-bˆ22-2ab+baˆ2-bˆ2

*Producto de una suma de 2 términos por su diferencia
(a+b)(a-b)=aˆ2-bˆ2

Cuando el polinomio base o binomio ( a+b) está elevado a otra potencia distinta al cuadrado (xˆ2), se deben emplear otras herramientas, las cuales son: el Binomio de Newton y el Triangulo de Pascal.

Binomio de Newton: El polinomio base tiene que ser un binomio, y estar elevado a una potencia entera y positiva).

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***Para desarrollar (a-b)ˆ n se sigue el mismo procedimiento pero alternando los signos iniciando por el positivo (+ - + - + - +…)… el ultimo termino será positivo si la potencia (n) es par, y negativo si “n” es impar.***

Ejemplo: pulse sobre la imagen para apreciarla mejor

Triangulo de Pascal: Herramienta empleada en sustitución al binomio de newton, con este triangulo se obtiene los coeficientes correspondientes a cada uno de los términos del desarrollo del binomio.

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Procedimiento:
a) El primer termino se eleva al exponente indicado y se va degradando de izquierda a derecha hasta llegar al exponente 0.
b) El segundo termino se eleva al exponente indicado donde el primero este elevado a la cero, y se va degradando de derecha a izquierda, hasta llegar al exponente 0.
c) Ya obtenidos los términos del desarrollo del binomio, se procede a asignarles su coeficiente según el triangulo de pascal.
d) Y por último se colocan los signos, siguiendo las reglas expuestas para el Binomio de Newton.

Esto se observa mejor con un ejemplo:


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El Producto Notable es una herramienta útil para resolver operaciones de polinomios siempre que estos sean de 2 términos, para ampliar un poco mas el campo veamos que ocurre cuando se trata de un trinomio:

Para el cuadrado de un trinomio se siguen unas reglas sencillas:
- Se elevan cada uno de los términos al cuadrado
- Se agregan el doble de las combinaciones entre pares de los términos del trinomio.
- De ser todos los términos positivos el resultado debe tener a cada uno de los términos positivos, pero si alguno o algunos de los términos es negativo, hay que aplicar la Ley de multiplicación de Signos cuando se vaya a realizar la combinación par de términos.

Ejemplos:



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***Aplicando las reglas antes descritas***
(a+b+c)ˆ2
- Cada uno de los términos al cuadrado
- El doble de las combinaciones en pares, es decir, cada uno de los términos combinado con otro de los términos hasta acabar las combinaciones.
“a” tan solo puede combinarse con “b” y con “c”; pero “b” tan solo puede con “c” ya que su combinación con “a” ya fue identificada, dejando a “c” sin combinarse ya que su combinación con “a” y con “b” también fueron identificadas. Las combinaciones NO se pueden repetir.
Al final se obtiene , como tiene que ser dobles: .
- Y por último el signo, como los términos del trinomio original son positivos el resultado debe tener todos sus términos positivos.
(a+b+c)ˆ2=aˆ2+bˆ2+cˆ2+2ab+2ac+2bc
***verificar el resultado, realizando la operación de manera tradicional***
2)


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***Aplicando las reglas antes descritas***
(a-b+c)ˆ2
- Cada uno de los términos al cuadrado aˆ2 bˆ2 cˆ2, el término “b” queda positivo ya que -*-=+.
- El doble de las combinaciones en pares, es decir, cada uno de los términos combinado con otro de los términos hasta acabar las combinaciones. Teniendo en cuanta que cualquier término multiplicado por “b” será negativo ya que +*-=-
Al final se obtiene - - .
- Y por último el signo, respetando el resultado de la Ley de Signos aplicada en los pasos previos.

(a-b+c)ˆ2=aˆ2+bˆ2+cˆ2-2ab+2ac-2bc

***verificar el resultado, realizando la operación de manera tradicional***

3)


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Factorización: es el proceso de encontrar dos o más expresiones cuyo producto sea igual a una expresión dada; es decir, consiste en transformar a dicho polinomio como el producto de dos o más factores. Encontrar los polinomios raíz de otros más complejos.

Casos:
1. Factor Común.
Consiste en simplificar todos los términos del polinomio por un mismo coeficiente, ya sea una letra o un numero, o la combinación de ellos.

*6xyˆ3 - 9nxˆ2yˆ3 + 12nxˆ3yˆ3 - 3nˆ2xˆ4yˆ3
- Todos los términos son divisibles entre 3
- En todos los términos hay X y Y, N no está en todos los términos. El menor exponente de X es 1, y el menor exponente de Y es 3.
- El factor común es 3xyˆ3
6xyˆ3 - 9nxˆ2yˆ3 + 12nxˆ3yˆ3 + 3nˆ2xˆ4yˆ3 /3xyˆ3= 2 - 3nx + 4nxˆ2 - nˆ2xˆ3
El resultado se expresa: 3xyˆ3(2 - 3nx + 4nxˆ2 - nˆ2xˆ3)

1.1 . Factor Común por agrupación de términos.
*2xa - 2x – ya + y
- No todos los términos tienen el mismo factor común, podemos dividir el polinomio en dos a) 2xa - 2x y b) – ya + y
- En a) el coeficiente en común es: 2x
2xa - 2x / 2x =a-1. Resultado: 2x(a-1)
- En b) el coeficiente en común es: y
y – ya / y =1-a. Resultado: y(1-a)
- Combinando los resultados de a) y b) queda: 2x(a-1)+y(1-a). Aquí podríamos seguir simplificando pero hay una diferencia de signos entre los componentes que se encuentran dentro del paréntesis. Se resuelve extrayendo el signo negativo de uno de ellos respetando la Ley de Signos.

Procedimiento: y(1-a), se divide entre un signo menos y queda:
-y(-1+a), ordenado: -y(a-1).
Reescribiendo el polinomio queda: 2x (a-1) – y(a-1), ahora si identificamos otro nuevo factor (a-1)
2x (a-1) – y(a-1) / (a-1) = 2x – y
Resultado: (2x – y) (a-1)

2. Trinomio cuadrado perfecto.
Se cumple con un procedimiento muy sencillo
- Se ordena el trinomio de mayor a menor (de acuerdo al exponente).
- Se calcula la raíz cuadrada del primer y último término.
- Se abren 2 pares de paréntesis, se coloca en ambos los resultados de la raíz y el signo entre los resultados será el signo que posea el segundo término del trinomio.

Ejemplo: Pulsar en la figura

3. Diferencia de cuadrados.
El procedimiento es similar al caso 2.
- Se calcula la raíz cuadrada del primer y segundo termino (ya que es este caso tan solo hay dos términos).
- Se abren dos pares de paréntesis, y en cada uno se coloca el resultado del calculo de las raíces.
- En el primer paréntesis se coloca entre los resultados el signo positivo, y en el segundo signo negativo.
- El resultado debe ser la expresión del producto de la suma por su diferencia, ya vista en producto notable.

Ejemplo: Pulsar la figura



4. Cociente de la Suma o Diferencia de Potencia Iguales.
Estableciendo ciertas reglas provenientes del Teorema del residuo, se establece que:
· an-bn es divisible por a-b siendo n par o impar
· an+bn es divisible por a+b siendo n par.
· an-bn es divisible por a+b cuando n par.
· an+bn nunca es divisible entre a-b.
Para este caso hay que identificar que tipo de polinomio se tiene, siempre se tendrá un binomio y cada término elevado a potencias iguales, de aquí se separan dos casos si son sumas o restas
- Se debe dividir el binomio entre el posible divisor respetando sus signos.
- De allí se obtendrá otro polinomio, el resultado se debe escribir como el divisor por el resultado de la división.

Ejemplo: Pulse en la figura



5. Trinomio de la forma:
Primero para identificar un trinomio cuadrado, hay que tomar ciertas características:
- Debe tener 3 términos.
- Un termino debe estar elevado al cuadrado; y los términos subsiguientes deben tener la degradación del exponente (a la 1 y a la 0).
Existen dos formas para sacar los factores de este tipo de expresiones, una es por la ecuación de segundo grado, donde se calculan los posibles valores de la incógnita. .

La otra son las formas a continuación descritas.

5.1. x2+bx+c.
- Hay que ordenar el trinomio de mayor a menor.
- Se abren dos pares de paréntesis y en cada uno se coloca la raiz del primer término.
- A continuación en el primer paréntesis se coloca el signo segundo termino, y en el segundo paréntesis se coloca el signo resultante de multiplicar el segundo por el tercer signo del trinomio.
- De resultar signos iguales, hay que hallar dos números que sumados den el segundo termino y multiplicados den el tercer término.
- De resultar signos diferentes, hay que hallar dos números que restados den el segundo termino y multiplicados den el tercer término.
- Hay que tener cuidado con que signo se colocan los números encontrados, eso lo determina el signo del segundo término del trinomio original.

Ejemplo: Pulse en la figura



5.2. ax2+bx+c
Este procedimiento es un poco confuso, luego de la explicación se entenderá mejor con el ejemplo.
- Se debe multiplicar y dividir el trinomio por el cociente del primer término /multiplicando y dividiendo no se afecta la relación).
- Se escribe el resultado de la multiplicación para el primer y tercer término, al segundo término se deja expresado.
- Se siguen los pasos del caso 5.1. cuidando que el segundo término debe ser el original del trinomio, por eso se dejo expresada la multiplicación.
- Luego se puede manipular el denominador para simplificar alguna de las cantidades dentro del paréntesis.

Ejemplo: Pulse la figura



Ruffini.
Este procedimiento también se conoce como el Método de Evaluación.
- En el polinomio dado se debe ordenar.
- Identificar el término independiente y escribir sus factores primos con todos sus signos.
- Evaluar el polinomio con cualquiera de esos valores, si se anula en ellos es divisible entre ese valor.
- Para esto se emplea una división sintética.
- Cada uno de los valores donde el polinomio se anule es un factor de este.

Ejemplo:
1) Pulse la figura


2) Pulse la figura


Completación de Cuadrados.
Es una manera de resolver ecuaciones de segundo grado, dividiendo todos los términos entre el coeficiente del término cuadratico y añadiendo una constante de manera que la ecuación pueda expresarse como cuadrado de otra ecuación.

Ejemplo:

Pulse la figura