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EXPRESIONES LITERALES – POLINOMIOS ancho Las letras en matemática se utilizan para representar números en forma genérica. Es un recurso que no es nuevo; ya lo utilizamos por ejemplo en las fórmulas geométricas. largo El área de un rectángulo la calculamos multiplicando el largo por el ancho, y no escribimos: Área del rectángulo = largo x ancho sino simplemente Área del rectángulo = l . a o más simple aún Á =l.a Es decir, la “l” la utilizamos para representar la medida del largo y la “a” para representar la medida del ancho. Asimismo, para hallar el perímetro del rectángulo escribimos P =l+l+a+a ó P = 2l + 2a ó P = 2(l + a) Cuatro apuntes importantes … En una misma expresión, una misma letra siempre representa a un mismo número (por eso utilizamos la “l” para el largo y la “a” para el ancho); En lugar de utilizar el signo “x” para la multiplicación, utilizamos un punto; Si no hay operación ninguna indicada, se sobreentiende que se trata de una multiplicación: por ejemplo 2a es en realidad la multiplicación 2.a; Como ya expresamos en el primer repartido, solo puedo sumar cosas que estén expresadas en la misma unidad, y el resultado da en esa misma unidad; por lo tanto a + a = 2a y l + l = 2l ¿POR QUÉ LETRAS? Habiendo tanto número, ¿cuál es la necesidad de usar letras? La respuesta a esta pregunta es bien tonta: porque ya las conocemos y son fáciles de dibujar. Podríamos usar cualquier símbolo para representar a un número, por ejemplo En un cuadrado, como todos sus lados sí son iguales podemos escribir = l . l = l2 y P Elevar a la segunda potencia se lee “al cuadrado” por provenir justamente del cálculo del área de un cuadrado. = l + l + l + l = 4l lado Á ¡¡Definitivamente una letra es mucho más práctico!! lado En realidad, todas las fórmulas de áreas y perímetros se expresan muy fácilmente con letras: Triángulo: a h c Circunferencia: C r b Á = b.h 2 P =a+b+c Á C = r2. P C = D.= 2r.= 2r La excepción es la letra La letra griega (pi) no representa a un número cualquiera, sino a uno muy particular: el que se obtiene de dividir la longitud de una circunferencia entre su diámetro. Una aproximación de este número es 3,141592653589793238… Ejercicios: Inventando figuras geométricas… 1) a) Llamémosle rectangulargo a un rectángulo cuyo largo es 10 veces su ancho. Halla área y perímetro de un rectangulargo si su ancho es 2 cm., 5cm y 8 cm. b) Halla una fórmula genérica para su área y su perímetro. 2) a) Llamémosle semicuadrado a un rectángulo cuyo ancho es la mitad de su largo. Halla área y perímetro para un ancho de 6cm y de 9cm. b) Halla una fórmula genérica para su área y su perímetro. 3) a) Llamémosle cuadradongo a una figura formada por un cuadrado, pero que uno de sus lados lo sustituimos por una semicircunferencia, cuyo diámetro es igual al lado del cuadrado. Halla una fórmula para el área y el perímetro del cuadradongo. cuadradongo Veamos ahora algunas propiedades que nos servirán para este tema… POTENCIAS 52= 5.5 = 25 36= 3.3.3.3.3.3 = 729 43= 4.4.4 = 64 (–7)2= (–7).(–7) = 49 Recordamos… Definición: PROPIEDAD DISTRIBUTIVA a(b+c) = ab + ac Ejemplos: an a.a.a..... a 3(5+1) = 15+3 = 18 4(–2a+7) = –8a+28 –6(3x–4y) = –18x+24y –2(–x–7x2) = 2x+14x2 n veces Además PROPIEDAD DISTRIBUTIVA DOBLE a0= 1 si a 0 a1= a (a+b)(c+d) = ac + ad + bc + bd PROPIEDADES DE POTENCIAS Dos propiedades de potencias: 1) am.an = am+n Ejemplos: 23.24 = 2.2.2.2.2.2.2 = 27 a8.a6 = a14 x.x2 = x3 2) am amn n a 5 Ejemplos: 7 7.7.7.7.7 73 2 7 7.7 23 a a16 7 a Ejemplos: (4–3)(2+5) = 8+20–6–15 = 7 (x–3)(2x+4) = x2+4x–6x–12 = x2–2x–12 Se multiplica cada término del primer paréntesis por cada término del segundo paréntesis. Explicación: (a+b)(c+d) = a(c+d) + b(c+d) = ac + ad + bc + bd En un primer momento consideramos (c+d) como un solo número, luego (a+b)(c+d)=a(c+d)+b(c+d) Luego volvemos a aplicar la propiedad distributiva. DESARROLLO Y REDUCCIÓN DE EXPRESIONES LITERALES: Éste es un tipo de ejercicio que deberemos poder realizar correctamente. Veamos un ejemplo: 2(a–1) – 5(a+3) + a = 1º) Desarrollamos los productos, usando la propiedad distributiva: 2a – 2 – 5a + 15 + a = 2º) Agrupamos los términos semejantes: 2a – 5a + a – 2 – 15 = 3º) Hacemos las operaciones que sean posibles (en este caso, sumamos los términos que contienen “a” por un lado, y los números por otro): 2a – 5a + a = –2a –2 – 15 = –17 4º) Finalmente obtenemos entonces 2(a–1) – 5(a+3) + a = –2a – 17 EJERCICIOS: Desarrollar y reducir las siguientes expresiones literales: i) 3(–a+4)+2a+4a(a–1)–13= ii) 5a(4–2a)+9b–2(b–a)–8= iii) (3+a)(2a–b)+4a–3(b+1)= iv) 4(–a+2b+3)+5a+2a(a–1)= v) 3a2–3a(b+2)–(a–1)(a+3b)= PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: Cuando desarrollamos una propiedad distributiva, uno de los errores más comunes tiene que ver con los signos en cuestión. Un procedimiento práctico para tratar de evitar esos errores es multiplicar por separado: primero los signos, y luego “los números”. En el ejemplo anterior: 2(a–1) – 5(a+3) + a = La primer multiplicación es 2.a, y los dos tienen signo positivo; entonces digo, “más por más es más” y escribo el signo, así: 2(a–1) – 5(a+3) + a = + Luego digo “2 por a es 2a” y lo escribo a continuación del signo +, así 2(a–1) – 5(a+3) + a = + 2a Después es “2 por –1”, entonces digo “más por menos es menos” y escribo el signo –, así: 2(a–1) – 5(a+3) + a = + 2a – Luego “2 por 1 es 2”… y así sucesivamente. POLINOMIOS Un polinomio es un tipo particular de expresión literal, donde generalmente la única letra que aparece es la “x” elevada a distintas potencias de números enteros positivos. Los números que “acompañan” a cada potencia de x se llaman coeficientes, y éstos pueden ser tanto números enteros como fracciones. Por ejemplo, P(x) = 7x3 – 4x2 + 3x – 5 es un polinomio. Esta expresión se lee “Pe de equis”, y esta letra P por ahora es solo el “nombre” del polinomio. Los polinomios se ordenan de acuerdo al exponente de la x, de mayor a menor. Se le llama grado de un polinomio al exponente mayor (en el ejemplo, P(x) es de grado 3). Cuando sustituimos la “x” por algún número, decimos que hallamos un valor numérico; en el polinomio del ejemplo, hallar P(5) equivale a sustituir la “x” por el número 5 y hacer las operaciones: P(5) = 7.53 – 4.52 + 3.5 – 5 = 785 En el paso anterior, tener en cuenta que en 7.53 el exponente “afecta” solo al número 5; es decir, debo primero hacer 53 y luego multiplicarlo por 7 El doble de P(x) es (2P)(x) y lo obtenemos multiplicando al polinomio por 2: (2P)(x)=2(7x 3 – 4x2 + 3x – 5)= 14x3 – 8x2 + 6x – 10 Hallar (P+Q)(x) será hacer la suma de los polinomios P(x) y Q(x) EJERCICIOS: PRODUCTOS NOTABLES Se les llama así a los productos: (1) (2) (a+b)2 a) Desarrollar y reducir: a) Desarrollar y reducir: (a–b)2 (a+b)(a–b) P(x)= (x–3)(x2– 4x)+2x2–6x H(x)= 2(x–4x2)+5x2–7 2 2 Lo principal es que en los primeros dos Q(x)= 3x +5x(x –2)+8x J(x)= (x–3)2+3x(x–1) casos los resultados no son a2+b2 ni a2–b2 b) Hallar (P+Q)(x), (2P)(x) y (2P+Q)(x) b) Hallar (3H)(x), (2J)(x) y Es siempre preferible aplicar la definición c) Hallar P(3), Q(3) y (P+Q)(3) de “elevar al cuadrado” (es decir, (3H–J)(x) multiplicar algo por sí mismo) que c) Hallar H(–2) y (3H–J)(–2) (3) arriesgar y equivocarse por utilizar las fórmulas que vemos debajo. Igualmente, a) Desarrollar y reducir: (4) 2 no está de más conocerlas. M(x)= (x–1) –3x(x+5) a) Desarrollar y reducir: Desarrollemos los productos notables: N(x)= (2x+1)(2x–1)–6x+2 2 (a+b)2 = (a+b)(a+b) = A(x)= 5x –(2x–1)(3x–2) b) Hallar (M+N)(x) y (M–N)(x) a2+ab+ab+b2= a2 + 2ab + b2 B(x)= (–7x+1)2–48x2 c) Hallar M(–3), N(–3), (M+N)(–3) Resumiendo obtenemos que b) Hallar (2A)(x) y (2B)(x) y (M–N)(–3) (a+b)2 = a2 + 2ab + b2 c) Hallar (2A) y (2B) (a–b)2 = (a–b)(a–b) = (5) a) Desarrollar y reducir: 2 (6) a) Desarrollar y reducir: y (G–3F) T(x)= –x2–(x–1)2 V(x)= 2x(x2–2)–3x3 b) Hallar (T+V)(x) y (T–V)(x) c) Hallar (T+V)(–1) y (T–V)(–1) F(x)= –(3x+2) (x–1) G(x)= (2x+1)3 b) Hallar (3F–G)(x) y (G–3F)(x) c) Hallar (3F–G) PRODUCTO DE TRES FACTORES Cuando multiplicamos 3.4.5 hacemos 3.4 “y lo que me da” por 5 (es decir, aplicamos la propiedad asociativa), o incluso 4.5 y luego por 3 (aplicamos la propiedad conmutativa). Si tenemos que desarrollar algo así (x–1)(2x+3)(5x–8) multiplicamos dos de estos factores y luego el resultado por el restante. a2–ab–ab+b2= a2 – 2ab + b2 Resumiendo nuevamente, obtenemos (a–b)2 = a2 – 2ab + b2 Finalmente, si desarrollamos la última expresión (a+b)(a–b)= a2–ab+ab–b2= a2 – b2 Por lo tanto (a+b)(a–b)= a2 – b2 SIGNOS DELANTE DE UN PARÉNTESIS Podemos utilizar la propiedad distributiva solo con el signo. Por ejemplo: +(–2+4x)= –2+4x Luego, si tengo un signo “+” delante de un paréntesis, se lo puede suprimir sin más. –(–8x+5)= +8x–5 Luego, si tengo un signo “–“ delante de un paréntesis, al quitarlo debo cambiar los signos. Prof. Fernando Vales