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Informe Unidad I- Expresiones Algebraicas

  1. Unidad 1 Expresiones Algebraicas, Factorización y Radicación María de los Ángeles Pérez Pérez CI. 18.486.195 Matemática Inicial Grupo B PNF Informática Barquisimeto, 06 de diciembre de 2022 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DE LARA ANDRÉS ELOY BLANCO
  2. ¿Qué son expresiones algebraicas? También podemos encontrar definiciones como, una expresión algebraica es una combinación de números, variables (o símbolos) y operaciones (suma, resta, multiplicación, división, potenciación y radicación). En el libro Álgebra de Baldor, se define una expresión algebraica como la representación de un símbolo algebraico o de una o más operaciones algebraicas. Las siguientes expresiones son ejemplos de expresiones algebraicas: a , 3xy, (a+b)4, (8x-y+x4y2 ) , 4x/xy2 Otra definición que debemos conocer es término, un término es cada uno de los elementos que conforman una expresión algebraica siempre y cuando estén separados por los signos + o -. Las siguientes expresiones son ejemplos de términos 3b, -5x4y2 , 8x , 18x7/4x
  3. Para sumar y restar expresiones algebraicas debemos tener en cuenta dos cosas, los términos semejantes y la ley de los signos para suma y resta. Para resolver estos casos no tenemos más que sumar o restar los términos semejantes teniendo en cuenta los signos de cada uno de los términos. Suma y resta de expresiones algebraicas Ley de los signos para Suma y Resta nos indica que los signos iguales se suman y se coloca el mismo signo y cuando tenemos signos opuestos se resta y se coloca el signo del mayor. Ejemplo: ➢ 5 + 6 = 11 ➢ -4 - 10 = -14 ➢ 5 - 2 = 3 ➢ 8 - 12 = -4 Ejemplo 1 Dado xy2 - 4xy2 + 16xy2 Sumando términos semejantes tenemos que xy2 - 4xy2 + 16xy2 = 13xy2 Ejemplo 2 Dado xy2 + y2 - 4xy2 + 16 - x2 Sumando términos semejantes tenemos que xy2 + y2 - 4xy2 + 16 - x2 = -x2 - 3xy2 +y2 + 16 Notemos que sumamos o restamos los coeficientes de cada término, no las variables ni los exponentes.
  4. El valor numérico de una expresión algebraica es el resultado que se obtiene al sustituir las variables o letras por algún valor numérico dado y luego realizar las operaciones indicadas (suma, resta, multiplicación… ) Se debe aclarar que una sola expresión algebraica puede tener más de un valor numérico, depende de los valores a sustituir. Valor Numérico Ejemplo 1 Dado xy2 - 4xy2 + 16xy2 obtener el valor numérico cuando x = 1 y y = 2 Simplificando la operación y sustituyendo los valores dados en nuestra expresión tenemos que: xy2 - 4xy2 + 16xy2 = 13xy2 = 13*(1)*(2)2 = 52 Ejemplo 2 Dado 4x2 + 3x4 - 16x obtener el valor numérico cuando x = 1 y cuando x = 2 a. Cuando x = 1, sustituyendo el valor en nuestra expresión tenemos que: 4x2 + 3x4 - 16x = 4(1)2 + 3(1)4 - 16(1) = 4(1)2 + 3(1)4 - 16(1) = 4 + 3 - 16 = -9 b. Cuando x = 2, sustituyendo el valor en nuestra expresión tenemos que: 4x2 + 3x4 - 16x = 4(2)2 + 3(2)4 - 16(2) = 4(4) + 3(16) - 16(2) = 23 Con este ejemplo podemos notar como la misma expresión algebraica obtiene dos resultados totalmente distintos dependiendo del valor que tome la variable
  5. Multiplicación de expresiones algebraicas La multiplicación de expresiones algebraicas es una operación matemática que consiste en multiplicar dos factores (multiplicando y multiplicador) para obtener como resultado una nueva expresión algebraica llamada producto. El proceso consiste en multiplicar todos los términos del primer factor por cada uno de los términos del segundo factor, pero también debemos tener en cuenta las leyes de los signos para la multiplicación, leyes de exponentes para la multiplicación, así como las leyes asociativas, distributivas y conmutativa. Ejemplo 2 Dados 5x2 y x2 - 4x4 + x - 10 Aplicando distributiba y leyes de los exponentes tenemos que: 5x2 ( x2 - 4x4 + x - 10 ) = 5x2(x2) - 5x2(4x4) + 5x2(x) - 5x2(10) = 5x4 - 20x6 + 5x3 - 50x2 Ejemplo 1 Dados 4x + 3 y 2x - 1 realice la multiplicación Aplicando propiedad distributiva, leyes de los exponentes y luego suma de términos semejantes tenemos que: (4x + 3) (2x - 1) = 4x(2x - 1) + 3 (2x - 1) = 8x2 - 4x + 6x - 3 = 8x2 + 2x - 3 La Ley de los signos para la multiplicación nos indica que la multiplicación de signos iguales siempre da como resultado una expresión positiva y la multiplicación de signos diferentes siempre da como resultado una expresión negativa. Ejemplo: ➢ 5 * 6 = 30 ➢ -4 * (-10) = 40 ➢ 5 * (-2) = -10 ➢ 8 * ( -12) = -96
  6. División de expresiones algebraicas La división algebraica es una operación entre dos expresiones algebraicas (dividendo y divisor) que da como resultado una nueva expresión llamada cociente. Al dividir polinomios debemos tener en cuenta que el mayor exponente de algún término del dividendo debe ser mayor o igual al mayor exponente de algún término del divisor. También es común hacer uso de las leyes de los signos para la división y las leyes de los exponentes para la división. Donde D: Dividendo q: cociente d: Divisor R: resto El resultado de las divisiones pueden ser comprobados mediante el uso de la siguiente fórmula La Ley de los signos para la división nos indica que la división de signos iguales siempre da como resultado una expresión positiva y la división de signos diferentes siempre da como resultado una expresión negativa. Ejemplo: ➢ 4 / 2 = 2 ➢ -16 / 4 = -4 ➢ 20 / (-2) = -10 ➢ -8 / -2 = 4 Existen dos tipos de división: ➢ La división exacta: es la división en la que el resto es igual a cero (0). ➢ La división inexacta: es aquella en la que el resto es distinto a cero. El esquema clásico para la división de polinomios con varios término es:
  7. División de expresiones algebraicas Ejemplo 2 Dados 18x4 y 6x2 Tenemos que: 18x4 / 6x2 = (18/6) x4-2 = 3x2 Ejemplo 1 Dados -25x6 y 5x2 Tenemos que el resultado será la división de los coeficientes de las variables y por ley de los exponentes sabemos que estos se restan ya que la base es la misma -25x6 / 5x2 = (- 25/5) x6-2 = -5x4 Dado que los ejemplos anteriores son exactos podemos comprobar los resultados mediante la utilización de la fórmula vista anteriormente Comprobación ejemplo1 D = ? d = 5x2 C = -5x4 R = 0 Entonces D(x) = 5x2 * (-5x4) + 0 = -25 x2+4 = -25x6 Comprobación ejemplo2 D = ? d = 6x2 C = 3x2 R = 0 Entonces D(x) = 6x2 (3x2) + 0 = 18x4
  8. Productos notables de expresiones algebraicas Los productos notables son multiplicaciones de expresiones algebraicas los cuales cuentan con ciertas características especiales que los catalogan como notables. Para que un producto sea notable su resultado debe ser obtenido mediante una simple observación de la expresión, sin tener la necesidad de verificar o realizar la multiplicación paso a paso. Algunos productos notables son: ➢ Binomio al cuadrado: para la suma: (a + x ) 2 = a2 + 2ax + x2 para la resta: (a - x ) 2 = a2 - 2ax + x2 ➢ Binomio al cubo: para la suma: (a + x)3 = a3 + 3a2x + 3ax2 + x3 para la resta: (a - x )3 = a3 - 3a2x + 3ax2 - x3 ➢ Diferencia de cuadrados: a2 - x2 = (a + x ) (a - x ) ➢ Diferencia de cubos: a3 - x3 = (a - x ) (a2 + ax + x2 ) ➢ Suma de cubos: a3 + x3 = (a + x ) (a2 + ax + x2 ) ➢ Trinomio al cuadrado: (a + x + y )2 = a2 + x2 + y2 + 2(ax + xy + ay)
  9. Productos notables de expresiones algebraicas Ejemplo: Binomio al cuadrado 1. Dado (m + 2)2 Tenemos que: (m + 2)2 = m2 + 2(m)(2) + 22 = m2 + 4m + 4 2. Dado (m - 2)2 Tenemos que: (m + 2)2 = m2 - 2(m)(2) + 22 = m2 - 4m + 4 Ejemplo: Diferencia de cuadrado 1. Dado (m + n)(m - n) Tenemos que: (m + n)(m - n) = m(m -n) + n(m-n) = m2 -mn + mn - n2 = m2 - n2 2. Dado (x + 1)(x - 1) Tenemos que: (x + 1)(x - 1) = x(x - 1) + 1(x-1) = x2 -x + x - 12 = x2 - 1
  10. Productos notables de expresiones algebraicas Ejemplo: Binomio al cubo Dado (2m + 3y)3 Tenemos que: (2m + 3y)3 = (2m)3 + 3(2m)2 (3y) +3(2m)(3y)2 + (3y)3 = 8m3 + 36m2y + 54my2 + 27y3 Ejemplo: Trinomio al cuadrado 1. Dado (x2 - x + 1)2 Tenemos que: (a + x + y )2 = a2 + x2 + y2 + 2(ax + xy + ay) (x2 - x + 1)2 = (x2)2 +(-x)2 +12 + 2[ (x2)(-x) + (x2)(1) + (-x)(1)] = x4 + x2 + 1 + 2(-x3 + x2 - x) = x4 + x2 + 1 - 2x3 + 2x2 - 2x = x4 + 3x2 + 1- 2x3 - 2x = x4 - 2x3+ 3x2 -2x + 1
  11. Factorización Es el proceso mediante el cual se expresa una suma o diferencia de términos como el producto de dos o más factores. Se puede considerar que es la operación inversa a la multiplicación. Existen varios tipos de factorización. ➢ Factor común: Consiste en obtener el factor común entre todos los términos que conforman la expresión, este factor es el máximo común divisor de los coeficientes numéricos y la variable de menor potencia. ➢ Inspección o tanteo: Este método se utiliza en los trinomios con la forma ax2 + x + c donde a,b,c son cualquier número real El trinomio es factorizable por este método sí y solo sí △ = b2 - 4ac >= 0 ➢ Diferencia de cuadrados: En este método es necesario hacer uso del producto notable visto anteriormente a2 - x2 = (a + x ) (a - x ) ➢ Suma y resta de cubos: Este método está conformado por un binomio y un trinomio y hace uso de los productos notables suma o diferencia de cubos.
  12. Ejemplo: Factorización por factor común Dado 12x3 3y2z - 42z2y4x2 Tenemos que: las variables comunes de menor potencia son x2y2z Los factores de 12 son 1,2,3,4,6,12 Los factores de 42 son 1,2,3,6,7,14,21,42 Por tanto el factor con mayor valor común entre ambos es 6 Así tenemos que el factor común de ambas expresiones es 6x2y2z Por lo que podemos decir que 12x3 3y2z - 42z2y4x2 = 6x2y2z(2x - 7y2z) Factorización Ejemplo: Factorización por inspección Dado x2 + 2x - 8 Tenemos que: Los valores de los coeficientes son a = 1, b = 2, c = -8 Obtenemos el determinante △ = (2)2 - 4(1)(-8) = 36 > 0 Ahora debemos obtener dos valores que sumados den el valor de b (2) y multiplicados den el valor de c (-8) Estos valores son 4 y -2 Por tanto podemos decir que: x2 + 2x - 8 = (x+4)(x-2)
  13. Ejemplo: Factorización por diferencia de cuadrados Dado 25y2 - 49 Debemos verificar que se puede aplicar la diferencia de cuadrados obteniendo la raíz cuadrada de cada uno de los términos (25y2 )1/2 = 5y (49)1/2 = 7 Por lo que podemos decir que 25y2 - 49 = (5x + 7)(5x - 7) Factorización
  14. Bibliografía - Baldor, A (2020). Álgebra de Baldor (4ta ed). México, Grupo Patria Cultural. - Campo, O (2010). Soluciones prácticas de matemáticas (1ra ed). Venezuela, Editorial Biosfera. - Blog Ciencias basicas, operaciones algebraicas, https://ciencias-basicas.com/operaciones- algebraicas/ - Universidad Pontificia Javeriana de Cali, Fundamentos de la matemáticas https://proyectos.javerianacali.edu.co/cursos_virtuales/pregrado/matematicas_fundamentales/Expr esiones/Cap2/ - Universidad Técnica Nacional, Factorización de expresiones algebraicas http://ftp.campusvirtual.utn.ac.cr/calculo/Factorizacion.pdf - Blog expresiones algebraicas https://sites.google.com/site/expresionesalgebraicasalex/contenido/lenguaje-algebraico
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