Fracciones algebraicas
En una casa de Camagüey, la llave de agua caliente llena la bañadera en $x$ horas y la de agua fría en $x+3$ horas. ¿Qué parte de la bañadera llenan juntas en una hora? La respuesta es $\frac{1}{x} + \frac{1}{x+3}$. Esa suma, con la variable en el denominador, es una fracción algebraica: se maneja igual que una fracción numérica, pero con polinomios arriba y abajo.
Qué es una fracción algebraica
Dos fracciones son equivalentes si sus productos cruzados son iguales: $\frac{A}{B}=\frac{C}{D}$ cuando $A\cdot D = B\cdot C$. Y el valor numérico se obtiene sustituyendo la variable por un número, siempre que el denominador no se anule.
Comprueba, realizando los productos cruzados, si las fracciones algebraicas $\frac{x-3}{x+1}$ y $\frac{x^2-9}{x^2+4x+3}$ son equivalentes.
Comprueba, realizando los productos cruzados, si las fracciones algebraicas $\frac{x-3}{x+1}$ y $\frac{x^2-9}{x^2+4x+3}$ son equivalentes.
Calcula el valor numérico de la fracción algebraica $\frac{x^2 - 3x + 2}{x^2 + 1}$ para $x = -2$.
Calcula el valor numérico de la fracción algebraica $\frac{x^2 - 3x + 2}{x^2 + 1}$ para $x = -2$.
Simplificar factorizando
Para simplificar, se factoriza el numerador y el denominador y se cancelan los factores que se repiten arriba y abajo. Es lo mismo que con fracciones numéricas: $\frac{12}{18} = \frac{2\times2\times3}{2\times3\times3} = \frac{2}{3}$.
Las herramientas para factorizar son los casos de descomposición factorial: factor común, diferencia de cuadrados $a^2-b^2=(a+b)(a-b)$, trinomio cuadrado perfecto $a^2\pm2ab+b^2=(a\pm b)^2$, trinomio $x^2+bx+c$, trinomio $ax^2+bx+c$ y factorización por agrupación.
Simplifica la siguiente fracción algebraica extrayendo factor común en el numerador y en el denominador: $\frac{4x^3 - 2x^2}{6x^2 - 2x}$
Simplifica la siguiente fracción algebraica extrayendo factor común en el numerador y en el denominador: $\frac{4x^3 - 2x^2}{6x^2 - 2x}$
Simplifica la siguiente fracción algebraica aplicando los productos notables: $\frac{x^2 - 25}{x^2 - 10x + 25}$
Simplifica la siguiente fracción algebraica aplicando los productos notables: $\frac{x^2 - 25}{x^2 - 10x + 25}$
Simplifica la siguiente fracción algebraica factorizando previamente el numerador y el denominador: $\frac{x^3 - 4x^2 + 4x}{x^3 - 2x^2 - 4x + 8}$
Simplifica la siguiente fracción algebraica factorizando previamente el numerador y el denominador: $\frac{x^3 - 4x^2 + 4x}{x^3 - 2x^2 - 4x + 8}$
Suma y diferencia de cubos
A veces aparecen $a^3-b^3$ o $a^3+b^3$. Se factorizan así:
Determina el valor del parámetro $k$ para que la fracción algebraica $\frac{x^2 - kx + 10}{x-5}$ se pueda simplificar (es decir, que el numerador sea divisible entre el…
Determina el valor del parámetro $k$ para que la fracción algebraica $\frac{x^2 - kx + 10}{x-5}$ se pueda simplificar (es decir, que el numerador sea divisible entre el denominador). Una vez hallado $k$, escribe la expresión simplificada.
Demuestra, operando y simplificando las fracciones algebraicas, que la siguiente expresión es igual a $2ab$: $\frac{a^3-b^3}{a-b} - \frac{a^3+b^3}{a+b}$
Demuestra, operando y simplificando las fracciones algebraicas, que la siguiente expresión es igual a $2ab$: $\frac{a^3-b^3}{a-b} - \frac{a^3+b^3}{a+b}$
El dominio: valores que anulan el denominador
Una fracción no existe si su denominador vale $0$. Esas restricciones se leen en el denominador original, antes de simplificar, y se mantienen aunque algún factor desaparezca al simplificar.
Multiplicar y dividir fracciones algebraicas
Igual que con números: para multiplicar, numerador por numerador y denominador por denominador; para dividir, se multiplica por la fracción inversa. Conviene factorizar antes de multiplicar, para simplificar por el camino.
Multiplica las siguientes fracciones algebraicas y da el resultado lo más simplificado posible: $\frac{x}{x+2} \cdot \frac{x^2-4}{x^2}$
Multiplica las siguientes fracciones algebraicas y da el resultado lo más simplificado posible: $\frac{x}{x+2} \cdot \frac{x^2-4}{x^2}$
Efectúa la división de fracciones algebraicas y simplifica: $\frac{2x+2}{x-1} : \frac{4x+4}{x^2-1}$
Efectúa la división de fracciones algebraicas y simplifica: $\frac{2x+2}{x-1} : \frac{4x+4}{x^2-1}$
Halla el polinomio $P(x)$ que hace que la siguiente igualdad entre fracciones algebraicas sea cierta: $\frac{x^2-9}{P(x)} = \frac{x-3}{x^2+2x}$
Halla el polinomio $P(x)$ que hace que la siguiente igualdad entre fracciones algebraicas sea cierta: $\frac{x^2-9}{P(x)} = \frac{x-3}{x^2+2x}$
Sumar y restar fracciones algebraicas
Si los denominadores son iguales, se suman los numeradores y se deja el denominador. Si no, hace falta un denominador común, buscado factorizando cada denominador: el mínimo común múltiplo toma cada factor con su mayor exponente, sin repetirlo.
Realiza la siguiente suma de fracciones algebraicas y simplifica el resultado: $\frac{3x+2}{x-2} + \frac{-x-6}{x-2}$
Realiza la siguiente suma de fracciones algebraicas y simplifica el resultado: $\frac{3x+2}{x-2} + \frac{-x-6}{x-2}$
Efectúa la siguiente operación y simplifica el resultado: $\frac{x^2+5x}{x+3} - \frac{x^2-9}{x+3}$
Efectúa la siguiente operación y simplifica el resultado: $\frac{x^2+5x}{x+3} - \frac{x^2-9}{x+3}$
Realiza las siguientes operaciones reduciendo a común denominador y simplifica el resultado: $\frac{2}{x-1} + \frac{x}{x+1} - \frac{2x}{x^2-1}$
Realiza las siguientes operaciones reduciendo a común denominador y simplifica el resultado: $\frac{2}{x-1} + \frac{x}{x+1} - \frac{2x}{x^2-1}$
Efectúa y simplifica todo lo posible la siguiente expresión: $\frac{x^2-1}{x^2+2x+1} \cdot \left( \frac{2x}{x-1} - \frac{x+1}{x} \right)$
Efectúa y simplifica todo lo posible la siguiente expresión: $\frac{x^2-1}{x^2+2x+1} \cdot \left( \frac{2x}{x-1} - \frac{x+1}{x} \right)$
Operaciones combinadas y fracciones compuestas
A veces hay varias operaciones juntas, o fracciones dentro de otras fracciones (un «castillo de fracciones»). Se resuelve de adentro hacia afuera: primero se reduce cada fracción interna a una sola, y luego se dividen o multiplican.
Realiza la siguiente operación combinada con fracciones algebraicas y simplifica el resultado: $\left( \frac{1}{x} - \frac{2}{x+2} \right) : \frac{x-2}{x^2+2x}$
Realiza la siguiente operación combinada con fracciones algebraicas y simplifica el resultado: $\left( \frac{1}{x} - \frac{2}{x+2} \right) : \frac{x-2}{x^2+2x}$
Efectúa la siguiente resta de fracciones algebraicas y simplifica al máximo: $\frac{x^2+x}{x^2-1} - \frac{x}{x-1}$
Efectúa la siguiente resta de fracciones algebraicas y simplifica al máximo: $\frac{x^2+x}{x^2-1} - \frac{x}{x-1}$
Simplifica la siguiente expresión algebraica en forma de "castillo de fracciones": $1 + \frac{1}{1 + \frac{1}{x-1}}$
Simplifica la siguiente expresión algebraica en forma de "castillo de fracciones": $1 + \frac{1}{1 + \frac{1}{x-1}}$
Problemas con fracciones algebraicas
Muchas situaciones llevan a fracciones algebraicas: rapidez ($t=d/v$), trabajo de llaves, costos y razones entre áreas. El método es siempre el mismo: escribe cada cantidad con una expresión, plantea la fracción y simplifica.
La base de un panel solar rectangular mide $x+5$ metros y su altura mide $x-5$ metros. El lado de un panel solar cuadrado mide $x$ metros. Escribe la fracción algebraica…
La base de un panel solar rectangular mide $x+5$ metros y su altura mide $x-5$ metros. El lado de un panel solar cuadrado mide $x$ metros. Escribe la fracción algebraica que representa el cociente entre el área del panel rectangular y el área del panel cuadrado. Calcula el valor numérico de esta fracción si $x = 10$ metros.
Una llave de agua caliente tarda $x$ horas en llenar una bañadera, mientras que la llave de agua fría tarda $x+3$ horas. Escribe una fracción algebraica simplificada que…
Una llave de agua caliente tarda $x$ horas en llenar una bañadera, mientras que la llave de agua fría tarda $x+3$ horas. Escribe una fracción algebraica simplificada que represente la parte de la bañadera que se llena en una hora si se abren ambas llaves a la vez.
El costo total en dólares de fabricar $x$ bicicletas viene dado por el polinomio $C(x) = 3x^2 + 150x$. Los ingresos totales en dólares por vender esas $x$ bicicletas se…
El costo total en dólares de fabricar $x$ bicicletas viene dado por el polinomio $C(x) = 3x^2 + 150x$. Los ingresos totales en dólares por vender esas $x$ bicicletas se expresan mediante el polinomio $I(x) = 5x^2 + 200x$. Escribe la fracción algebraica irreducible que representa la razón entre los ingresos y los costos.
Un tren recorre una distancia de $120$ km a una velocidad constante de $v$ km/h. En el trayecto de vuelta, debido a la lluvia, su velocidad disminuye en $10$ km/h.…
Un tren recorre una distancia de $120$ km a una velocidad constante de $v$ km/h. En el trayecto de vuelta, debido a la lluvia, su velocidad disminuye en $10$ km/h. Escribe la fracción algebraica que representa el tiempo total del viaje de ida y vuelta en función de $v$, reduciendo a una sola fracción.
Se quiere construir una caja sin tapa a partir de una lámina rectangular de cartón de dimensiones $x+6$ y $x+4$ centímetros, recortando cuadrados de $2$ cm de lado en…
Se quiere construir una caja sin tapa a partir de una lámina rectangular de cartón de dimensiones $x+6$ y $x+4$ centímetros, recortando cuadrados de $2$ cm de lado en las cuatro esquinas y doblando las solapas. Escribe la fracción algebraica irreducible que representa la razón entre el volumen de la caja y el área de su base.
En un laboratorio de química se mezclan $x$ litros de una disolución A, cuyo costo es de $\frac{20}{x}$ dólares por litro, con $x+4$ litros de una disolución B, cuyo…
En un laboratorio de química se mezclan $x$ litros de una disolución A, cuyo costo es de $\frac{20}{x}$ dólares por litro, con $x+4$ litros de una disolución B, cuyo costo es de $\frac{30}{x+4}$ dólares por litro. Escribe la fracción algebraica que representa el precio por litro de la disolución resultante, simplificando la expresión al máximo.
Un atleta corre en una pista circular. Durante la primera mitad del recorrido corre a una velocidad de $v$ m/s, y durante la segunda mitad corre a una velocidad de $v-2$…
Un atleta corre en una pista circular. Durante la primera mitad del recorrido corre a una velocidad de $v$ m/s, y durante la segunda mitad corre a una velocidad de $v-2$ m/s. Sabiendo que la velocidad media de todo el recorrido se calcula como el espacio total dividido entre el tiempo total, demuestra mediante fracciones algebraicas que la velocidad media es $\frac{2v(v-2)}{2v-2}$ m/s.
Vuelve al principio: la parte de la bañadera que llenan juntas las dos llaves en una hora es $\dfrac{2x+3}{x^2+3x}$.