Para la multiplicación algebraica se mantienen las mismas leyes que para la multiplicación aritmética, las cuales son:
Ejemplos:
Se le llama multiplicación de monomios con polinomios cuando un solo factor se encuentra multiplicando a un polinomioReglas:
Ejemplos:
Multiplicación de polinomios. La multiplicación de polinomios es la más general de las multiplicaciones algebraicas en este caso se multiplican un polinomio con otro polinomio su resultado puede ser un polinomio, un número o cero.
Reglas:
Ejemplos
Como puede verse en el segundo ejemplo una manera fácil y ordenada de realizar las multiplicaciones es planteándolo como diferentes multiplicaciones de monomios por polinomios y sumando términos semejantes. Producto continuado de polinomios. Es cuando son más de dos los polinomios a multiplicar.
Procedimiento
Ejemplo:
z(5 – z)(z + 2)(z – 9) Lo desarrollaremos de dos maneras:Primera forma (factor por factor)
Segunda forma (multiplicaciones simultáneas)
Supresión de signos de agrupación con productos indicados
Cuando un signo de agrupación tenga coeficiente que no sea 1 (que se sobre entiende si no tiene coeficiente), hay que multiplicar todos los términos encerrados en ese signo de agrupación por ese coeficiente, aplicando siempre la regla de los signos y se suprime dicho signo de agrupación.Ejemplo:
-(x + y)[-3(a + 3b + 7)] = (- x – y)(- 3a – 9b – 21) Luego puede efectuarse la multiplicación indicadaDivision algebraica (monomios)
Es la operación que tiene por objeto, dado el producto de dos factores dividendo y uno de los factores divisor encontrar otro factor llamado cociente: D = d · C Donde:
Ley de signos: el resultado es negativo si la cantidad de factores negativos es impar, de lo contrario es positivo.
(+) ÷ (+) = + |
---|
(-) ÷ (-) = + |
(+) ÷ (-) = – |
(-) ÷ (+) = – |
Ley de los cocientes de los coeficientes: el coeficiente del cociente es el cociente de dividir el coeficiente del dividendo entre el coeficiente del divisor.
Ley de exponentes:
A la operaci�n matem�tica que representa, en forma abreviada, la multiplicaci�n de factores iguales se le llama potenciaci�n.
La potenciaci�n, como expresi�n algebraica, la conforman los siguientes elementos:
Con base en esta definici�n es posible entender las leyes de los exponentes.
Primera ley: Producto de potencias con la misma base.
Por la definici�n de potencia se tiene:
donde a aparece 5 veces como factor, por lo tanto:
El producto de potencias con la misma base (distinta de cero) es igual a la base elevada a la suma de los exponentes. |
Segunda ley: Cociente de potencias con la misma base
Por la definici�n de potencia se tiene:
Al cancelar factores iguales queda:
El cociente de potencias con la misma base es igual a la base elevada a la diferencia de los exponentes. |
Obs�rvese ahora el siguiente ejemplo:
Todo n�mero exponente negativo es igual a su inverso con exponente positivo |
Tercera ley: Potencia de una potencia
Por la definici�n de potencia se tiene:
La potencia de otra potencia de la misma base (distinta de cero) es igual que la base elevada al producto de los exponentes. |
Cuarta ley: Potencia de un producto
Al aplicar la definici�n de potencia:
Y como la potencia es una multiplicaci�n abreviada, queda:
La potencia de un producto es igual que el producto de la misma potencia de los factores |
Quinta ley: Cuando un cociente se eleva a una potencia
Aplicando la definici�n de potencia:
Abreviando la multiplicaci�n de fracciones:
Para elevar una fracci�n a un exponente se eleva el numerador y el denominador a dicho exponente. |
Los siguientes casos se deducen de las leyes anteriores. En la divisi�n de potencias de la misma base y exponente se aplica la segunda ley y resulta que:
Pero el cociente de la división (cuando el divisor y dividendo son iguales) es 1, entonces:
Por transitividad:
a² = 1
De donde se generaliza que:
Todo número diferente de cero con exponente 0 es igual a 1 |
Si se tiene la expresión:
Aplicando la definición de potencia:
Se cancelan los dividendos y divisores iguales y se tiene:
Por transitividad:
a² =a
Generalizando:
Todo número elevado a la primera potencia es igual que ese mismo número |
Mención especial merece el caso de la potenciación con exponente fraccionario.
Ejemplo:
Si se eleva a la potencia que indica el denominador del exponente resulta que:
Por la definición:
Por la propiedad transitiva:
Si se extrae la raíz cuadrada a ambos miembros de la igualdad, se tiene:
Al eliminarse la raíz y la potencia (por ser operaciones inversas), se tiene que:
Generalizando:
En la resolución de expresiones algebraicas, la aplicación correcta de estas leyes serán de fundamental importancia para la obtención del resultado que se busca.
Nota: resulta útil y cómodo colocar la división como una expresión fraccionaria así: Ley de exponentes:
El exponente de un número dice cuántas veces se multiplica el número. En este ejemplo: 82 = 8 × 8 = 64
|
Aquí están las leyes (las explicaciones están después):
Ley | Ejemplo |
---|---|
x1 = x | 61 = 6 |
x0 = 1 | 70 = 1 |
x-1 = 1/x | 4-1 = 1/4 |
xmxn = xm+n | x2x3 = x2+3 = x5 |
xm/xn = xm-n | x4/x2 = x4-2 = x2 |
(xm)n = xmn | (x2)3 = x2×3 = x6 |
(xy)n = xnyn | (xy)3 = x3y3 |
(x/y)n = xn/yn | (x/y)2 = x2 / y2 |
x-n = 1/xn | x-3 = 1/x3 |
Las tres primeras leyes (x1 = x, x0 = 1 y x-1 = 1/x) son sólo parte de la sucesión natural de exponentes. Mira este ejemplo:
Ejemplo: potencias de 5 | |||
---|---|---|---|
… etc… | |||
52 | 1 × 5 × 5 | 25 | |
51 | 1 × 5 | 5 | |
50 | 1 | 1 | |
5-1 | 1 ÷ 5 | 0,2 | |
5-2 | 1 ÷ 5 ÷ 5 | 0,04 | |
… etc… |
verás que los exponentes positivos, cero y negativos son en realidad parte de un mismo patrón, es decir 5 veces más grande (o pequeño) cuando el exponente crece (o disminuye).
En xmxn, ¿cuántas veces multiplicas «x»? Respuesta: primero «m» veces, despuésotras «n» veces, en total «m+n» veces.
Así que x2x3 = x(2+3) = x5
Como en el ejemplo anterior, ¿cuántas veces multiplicas «x»? Respuesta: «m» veces, después reduce eso«n» veces (porque estás dividiendo), en total «m-n» veces.
(Recuerda que x/x = 1, así que cada vez que hay una x «sobre la línea» y una «bajo la línea» puedes cancelarlas.)
Esta ley también te muestra por qué x0=1 :
Primero multiplicas x «m» veces. Después tienes que hacer eso «n» veces, en total m×n veces.
Así que (x3)4 = x3×4 = x12
Para ver cómo funciona, sólo piensa en ordenar las «x»s y las «y»s como en este ejemplo:
Parecido al ejemplo anterior, sólo ordena las «x»s y las «y»s
Para entenderlo, sólo recuerda de las fracciones que n/m = n × (1/m):
Es la división de un monomio entre otro, en fracción se trabaja como reducción de múltiplos iguales. Pasos a seguir:
Ejemplos:
Sólo se pueden dividir monomios con la misma parte literal y con el grado del dividendo mayor o igual que el grado de la variable correspondiente del divisor.
La división de monomios es otro monomio que tiene por coeficiente el cociente de los coeficientes y cuya parte literal se obtiene dividiendo las potencias que tenga la misma base, es decir, restando los exponentes.
axn : bxm = (a : b)xn − m
Si el grado del divisor es mayor, obtenemos una fracción algebraica.
En este tipo de división se cumplen las mismas reglas que con la división de monomios y las reglas de división de fracciones de la aritmética.
Es muy sencillo.
Para dividir dos o más fracciones, se multiplican «en cruz». Esto es: el numerador (número de arriba) de la primera fracción por el denominador (número de abajo) de la segunda fracción, así conseguimos el numerador. Para obtener el denominador, tenemos que multiplicar el denominador (número de abajo) de la primera fracción por el numerador (número de arriba) de la segunda fracción.
Ejemplo:
División de Fracciones
En la división de fracciones, siempre se cambia a multiplicación y la segunda fracción cambia a su recíproco.
Ejemplo:
3 ÷ 4 = 3 · 3 = 9
5 3 5 4 20
Ejemplo:
3 ÷ 1 = 3 · 2 = 6
7 2 7 1 7
Objetivos:
Ejercicios:
A.Compara las siguientes fracciones con los signos de = (igual) , < (menor) o > (mayor).
1. 1 5 3. -4 2
2 6 9 7
2. 3 6 4. -2 -8
7 14 5 10
B. Busca una fracción equivalente.
5. 3 = ? 6. 4 = 16 7. ? = 6
5 20 6 ? 3 9
C. Simplifica las siguientes fracciones.
8. 30 9. 60 10. 6
45 48 9
D. Suma las siguientes fracciones y expresa la respuesta en forma simplificada:
11. 2 + 1 12. 3 + 1 13. 2 + 1
5 5 2 4 3 7
E. Resta de Fracciones
14. 1 – 1 15. 2 – 1 16. 8 – 2
2 8 3 3 9 5
F. Multiplicación de Fracciones
17. 2 x 6 18. 1 x 4 19. 2 x 8
5 10 3 9 16 9
G. División de Fracciones
20. 3 ÷ 1 21. 2 ÷ 3 22. 1 ÷ 1
5 10 7 4 4 2
G. Aplicación
23. El peso de un objeto sobre la Luna es de 1/6 su peso sobre la Tierra. ¿Cuánto pesaba allí el vehículo Lunar Rover , con un peso de 450 libras sobre la Tierra?
Soluciónes:
A. Compara las siguientes fracciones con los signos de = (igual) , < (menor) o > (mayor).
1. 1 5 3. -4 2
2 6 9 7
(1)(6) (5)(2) (-4)(7) (2)(9)
6 < 10 -28 < 18
Así que 1 < 5 Así que -4 < 6
2 6 9 7
2. 3 6 4. -2 -8
7 14 5 10
(3)(14) (6)(7) (-2)(10) (5)(-8)
42 = 42 -20 > -40
Así que 3 = 6 Así que -2 > -8
7 14 5 10
B. Busca una fracción equivalente.
5. 3 = ? 6. 4 = 16 7. ? = 6
5 20 6 ? 3 9
(3)(20) ?(5) (4)(?) (16)(6) (?)(9) (6)(3)
60 (12)(5) (4)(24) 96 (2)(9) 18
Así que Así que Así que
3 = 12 4 = 16 2 = 6
5 20 6 24 3 9
C. Simplifica las siguientes fracciones.
Recuerda que para simplificar fracciones primero haces la factorización prima del numerador y del denominador, buscas los factores iguales del numerador con el denominador ( en el #8 3 dividido por 3 es 1 y 5 dividido por 5 es uno) y entonces multiplicas los factores que queden.
1 1 1 1 1
8. 30 = 2·3·5 = 2 9. 60 = 2·2·3·5 =
45 5·3·3 3 48 2·2·2·2·3
1
10. 6 = 2·3_ = 2
9 3·3 3
1
D. Suma las siguientes fracciones y expresa la respuesta en forma simplificada:
11. 2 + 1 = 3 Cuando las fracciones son homogéneas
5 5 5 (denominadores iguales) se suman los
numeradores y se escribe el mismo
denominador.
12. 3 + 1 = (3)(4) + (2)(1) El algoritmo (regla) para la suma de
2 4 (2)(4) fracciones dice: Sean
a/b y c/d fracciones tales que b y d no
sean igual a cero.
= 12 + 2 a + c = a(d) + c(b)
8 b d b(d)
= 14
8 Simplificando la fracción
= 2·7
2 ·2·2
= 7 Solución
4
13. 2 + 1 = (2)(7) + (1)(3)
3 7 (3)(7)
= 14 + 3
21
= 17 Solución
21
E. Resta de Fracciones
14. 1 – 1 = 8 – 2 El algoritmo (regla) para la resta de fracciones
2 8 16 dice: Sean a/b y c/d fracciones tales que b
y d no sean igual a cero.
= 6 a – c = a(d) – c(b)
16 b d b(d)
= 2·3
2 ·2·2·2
= 3 Solución
8
15. 2 – 1 = 1 Solución
3 3 3
16. 8 – 2 = 40 – 18
9 5 45
= 22
45
= 2· 11 No se puede simplificar
3 ·3 ·5
= 22 Solución
45
F. Multiplicación de Fracciones
17. 2 x 6 = 2 · 2 ·3 = 6 Se hace la factorización prima y se
5 10 5 ·2 ·5 25 multiplica a la vez. Este
método permite ver si hay que simplificar.
18. 1 x 4 = 2 · 2 = 4 No hubo que simplificar.
3 9 3 · 3 · 3 27
19. 2 x 8 = 2 ·2 ·2 ·2 = 2
16 9 2 ·2 ·2·3·3 9
G. División de Fracciones
20. 3 ÷ 1 = 3 · 10 = 3 ·2 ·5 = 6 = 6
5 10 5 1 5 · 1 1
6/1 es los mismo que 6 dividido por 1 que es 6.
21. 2 ÷ 3 = 2 · 4 = 2 · 2 ·2 = 8 No hubo que
7 4 7 3 7 ·3 21 simplificar.
22. 1 ÷ 1 = 1 · 2 = 2 = 1
4 2 4 1 2·2 2
G. Aplicación
23. El peso de un objeto sobre la Luna es de 1/6 su peso sobre la Tierra. ¿Cuánto pesaba allí el vehículo Lunar Rover , con un peso de 450 libras sobre la Tierra?
Solución:
Cuando un problema requiere que calculemos una parte fraccionaria de una cantidad esto implica multiplicación.
450 x 1 = 450 x 1 = 45 x 10 = 3 x 3 x 2 x 5 = 15
6 1 6 2 x 3 2 x 3
Quiere decir que en la Luna el Lunar Rover pesa 15 libras
Para dividir un polinomio entre un monomio se distribuye el polinomio sobre el monomio, esto se realiza convirtiéndolos en fracciones.Pasos:
Ejemplos:
Para dividir dos monomios debes tener en cuenta cómo se dividen potencias de la misma base. En general, am : an = am-n
Por ejemplo, si quieres dividir los monomios 24x4y2z3 y 8xy, no tienes más que dividir por un lado los coeficientes, y por el otro las letras:
Otros ejemplos de divisiones de monomios son:
−15x3y4z2 : 5x2y2z = −3xy2z | El cociente de los dos monomios da como resultado otro monomio. |
21x2y5 : 3x3y = 7x−1y4 | El cociente de estos monomios no es otro monomio, ya que tiene un exponente negativo. |
|
En general, la división de un polinomio entre un monomio no es posible. Solo podrá realizarse cuando todos los términos del polinomio sean divisibles por el monomio.
Por ejemplo:
División entre polinomios.
En este tipo de división se procede de manera similar a la división aritmética los pasos a seguir son los siguientes.
Cuando esto ocurre el resto será el residuo de la división.
La intención con este método de división es que con cada resta se debe eliminar el termino que se encuentra mas a la izquierda en el dividendo o dividendo parcial.Ejemplos:
Para explicar la división de polinomios nos valdremos de un ejemplo práctico:
P(x) = x5 + 2x3 − x − 8 Q(x) = x2 − 2x + 1
P(x) : Q(x)
A la izquierda situamos el dividendo. Si el polinomio no es completo dejamos huecos en los lugares que correspondan.
A la derecha situamos el divisor dentro de una caja.
Dividimos el primer monomio del dividendo entre el primer monomio del divisor.
x5 : x2 = x3
Multiplicamos cada término del polinomio divisor por el resultado anterior y lo restamos del polinomio dividendo:
Volvemos a dividir el primer monomio del dividendo entre el primer monomio del divisor. Y el resultado lo multiplicamos por el divisor y lo restamos al dividendo.
2x4 : x2 = 2 x2
Procedemos igual que antes.
5x3 : x2 = 5 x
Volvemos a hacer las mismas operaciones.
8x2 : x2 = 8
10x − 16 es el resto, porque su grado es menor que el del divisor y por tanto no se puede continuar dividiendo.
x3 + 2x2 + 5x + 8 es el cociente.
La división sintética se realiza para simplificar la división de un polinomio entre otro polinomio de la forma x – c, logrando una manera mas compacta y sencilla de realizar la división. Ilustraremos como el proceso de creación de la división sintética con un ejemplo: Comenzamos dividiéndolo normalmente
Comenzamos dividiéndolo normalmente
Pero resulta mucho escribir pues repetimos muchos términos durante el procedimiento, los términos restados
Ahora si mantenemos las potencias iguales de x en las columnas de cada potencia y colocando 0 en las faltantes se puede eliminar el escribir las potencias de x, así:
Como para este tipo de división solo se realiza con para divisores de la forma x – c entonces los coeficientes de la parte derecha siempre son 1 – c, por lo que podemos descartar el coeficiente 1 y el signo negativo, también se puede lograr una forma más compacta al mover los números hacia arriba, nos queda de la siguiente forma:
Si ahora insertamos a la primera posición del último renglón al primer coeficiente del residuo (2), tenemos que los primeros números de este renglón son los mismos coeficientes del cociente y el último número es el residuo, como evitamos escribir dos veces eliminamos el cociente.
Esta última forma se llama división sintética, pero ¿como hacerla sin tanto paso?, ahora les presentamos los pasos para llevar a cavo la división sintética:
Ejemplos:
Donde -108 es el residuo
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