Expresiones algebraicas
Tu suscripción de streaming cuesta $x$ dólares al mes. La compartes por partes iguales con dos amigos, así que cada persona paga $\dfrac{x}{3}$. Todavía no sabes el precio exacto, pero ya conoces el cálculo que debes hacer. Eso es el álgebra: una regla que funciona para cualquier número.
Cómo escribir expresiones a partir de palabras
Cada palabra clave se convierte en una operación. Cuando una frase tiene varios pasos, tradúcela de adentro hacia afuera, como si siguieras una receta.
| En palabras | Expresión algebraica |
|---|---|
| El doble de un número, más 5 | $2x + 5$ |
| El doble de la suma de un número y 5 | $2(x + 5)$ |
| La mitad de un número, menos 3 | $\dfrac{x}{2} - 3$ |
| Un cupón de \$5 de descuento en el precio $x$ | $x - 5$ |
| 5 menos que un número | $x - 5$ |
En una tienda de videojuegos en línea, el precio de una suscripción mensual es de $\$x…
En una tienda de videojuegos en línea, el precio de una suscripción mensual es de $\$x$. Traduce a lenguaje algebraico las siguientes situaciones:
- a) El costo de tres suscripciones mensuales.
- b) El precio de una suscripción después de aplicar un cupón de descuento de $\$5$.
- c) Lo que paga un grupo de amigos por una suscripción mensual más un juego de $\$25$.
- d) El doble del precio de una suscripción aumentado en $\$10$.
En una tienda de cómics, el precio de una suscripción mensual es de $x$ dólares. Por cada cómic adicional que compre, le cobran $y$ dólares, pero si compra más de cinco,…
En una tienda de cómics, el precio de una suscripción mensual es de $x$ dólares. Por cada cómic adicional que compre, le cobran $y$ dólares, pero si compra más de cinco, le aplican un descuento de $3$ dólares sobre el total. Escriba la expresión algebraica que represente el gasto mensual de un cliente que ha comprado $7$ cómics adicionales.
Cómo evaluar expresiones
¿Por qué paréntesis? Una variable representa un número completo, con todo y su signo. Los paréntesis mantienen unido ese número.
Una expresión puede tener más de una variable, como $P(x, y) = 2xy + 1$. Sustituye ambas. Para $x = 3$ y $y = -1$: $2(3)(-1) + 1 = -6 + 1 = -5$.
Evaluar también te permite hallar un número que falta. Un valor de $x$ que hace que un polinomio sea igual a $0$ se llama cero (o raíz) del polinomio.
Calcula el valor numérico de las siguientes expresiones algebraicas para los valores que se indican: a) $5x - 3$ para $x = 4$ b) $x^{2} + 2x + 1$ para $x = -2$ c)…
Calcula el valor numérico de las siguientes expresiones algebraicas para los valores que se indican:
- a) $5x - 3$ para $x = 4$
- b) $x^{2} + 2x + 1$ para $x = -2$
- c) $2(a + b)$ para $a = 3$ y $b = 5$
- d) $\frac{10 - x}{2}$ para $x = 6$
Halle el valor numérico del polinomio $P(x, y) = 3x^2y - 5xy + 2$ para los valores de las variables que se indican: a) $x = 2, y = -1$ b) $x = 0, y = 10$ c)…
Halle el valor numérico del polinomio $P(x, y) = 3x^2y - 5xy + 2$ para los valores de las variables que se indican:
- a) $x = 2, y = -1$
- b) $x = 0, y = 10$
- c) $x = -2, y = -2$
Considere el polinomio $P(x) = 2x^3 - kx^2 + 4x - 12$. 1. Determine el valor del coeficiente $k$ sabiendo que el valor numérico del polinomio para $x = 2$ es igual a…
Considere el polinomio $P(x) = 2x^3 - kx^2 + 4x - 12$.
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Determine el valor del coeficiente $k$ sabiendo que el valor numérico del polinomio para $x = 2$ es igual a cero ($x = 2$ es una raíz del polinomio).
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Una vez hallado $k$, calcule el valor numérico de $P(x)$ para $x = -1$.
Términos, grado y términos semejantes
Un término es un número, una variable, o números y variables multiplicados, como $7x^2$ o $-5ab^3$. Una expresión de un solo término es un monomio. Todo monomio tiene tres partes que debes saber nombrar:
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El coeficiente es el número que multiplica a las variables. En $x^4y$ es $1$ (un $1$ invisible), y en $\frac{3}{4}z^2$ es $\frac{3}{4}$.
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La parte variable son las letras con sus exponentes.
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El grado de un monomio es la suma de los exponentes de sus variables. Un número solo, como $7$, tiene grado $0$.
Una expresión con varios términos es un polinomio. Tiene un nombre especial cuando tiene dos términos (binomio) o tres términos (trinomio).
Cómo combinar términos semejantes
Los términos semejantes tienen exactamente la misma parte variable (las mismas letras con los mismos exponentes). Solo pueden diferir los coeficientes. Puedes sumar o restar términos semejantes sumando o restando sus coeficientes.
| Términos semejantes | No son términos semejantes |
|---|---|
| $3x$ y $-5x$ | $3x$ y $3x^2$ |
| $4ab$ y $ab$ | $4ab$ y $4a$ |
| $7$ y $-2$ | $7$ y $7x$ |
¿Por qué funciona? $3x + 5x$ significa "3 de algo más 5 de lo mismo", que son $8$ de eso: $8x$. Pero $3x + 5x^2$ son cosas distintas, como 3 manzanas y 5 naranjas.
Identifica los elementos de los siguientes monomios completando la información de cada uno: a) $7x^{2}$ b) $-5ab^{3}$ c) $x^{4}y$ d) $\frac{3}{4}z^{2}$ Para cada uno,…
Identifica los elementos de los siguientes monomios completando la información de cada uno:
- a) $7x^{2}$
- b) $-5ab^{3}$
- c) $x^{4}y$
- d) $\frac{3}{4}z^{2}$
Para cada uno, indica: Coeficiente, Parte literal y Grado.
Clasifica las siguientes expresiones algebraicas indicando si son monomios, binomios o trinomios. En el caso de los polinomios (binomios y trinomios), indica también…
Clasifica las siguientes expresiones algebraicas indicando si son monomios, binomios o trinomios. En el caso de los polinomios (binomios y trinomios), indica también cuál es su grado.
- a) $4x^{3} - 5x + 2$
- b) $-7ab^{2}$
- c) $x^{2} + 10$
- d) $3y^{4} - 2y^{2}$
Reduce las siguientes expresiones algebraicas sumando o restando los monomios semejantes: a) $3x + 5x - 2x$ b) $7a^{2} - 3a + 2a^{2} + 5a$ c) $4xy + 2x - xy + 3x$ d)…
Reduce las siguientes expresiones algebraicas sumando o restando los monomios semejantes:
- a) $3x + 5x - 2x$
- b) $7a^{2} - 3a + 2a^{2} + 5a$
- c) $4xy + 2x - xy + 3x$
- d) $10n - 5 - 3n + 8$
Patrones y el n-ésimo término
Cuando un patrón crece siempre con la misma regla, una sola expresión te da cualquier posición $n$ de una vez. Algunos problemas la llaman término general $a_n$: es la regla explícita del patrón.
Mira la lista $3, 5, 7, 9, \ldots$ Crece de $2$ en $2$, así que $a_n$ empieza con $2n$. Comprueba con $n = 1$: $2 \cdot 1 = 2$, pero el primer término es $3$, así que sumamos $1$. La regla es $a_n = 2n + 1$.
¿Y si las diferencias no son constantes? En $2, 5, 10, 17, \ldots$ las diferencias son $3, 5, 7$: ellas mismas crecen de forma regular. Esa es la señal de que hay un término $n^2$. Compáralo con los cuadrados perfectos $1, 4, 9, 16, \ldots$
Observa la siguiente serie de figuras hechas con puntos y determina la expresión algebraica del término general $a_{n}$ (donde $n$ es la posición de la figura). ¿Cuántos…
Observa la siguiente serie de figuras hechas con puntos y determina la expresión algebraica del término general $a_{n}$ (donde $n$ es la posición de la figura). ¿Cuántos puntos tendrá la figura que ocupe la posición $n=50$?
Un artista digital está creando un mosaico de píxeles que crece siguiendo un patrón determinado. En la etapa $n=1$ usa 3 píxeles, en la etapa $n=2$ usa 8 píxeles, en la…
Un artista digital está creando un mosaico de píxeles que crece siguiendo un patrón determinado. En la etapa $n=1$ usa 3 píxeles, en la etapa $n=2$ usa 8 píxeles, en la etapa $n=3$ usa 15 píxeles, y así sucesivamente.
Observa el patrón visual y realiza las siguientes tareas:
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Encuentre la expresión algebraica (término general) que determina el número de píxeles necesarios para cualquier etapa $n$.
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Si el lienzo digital tiene un límite de $1000$ píxeles, ¿podría el artista completar la etapa $n=30$? Justifique su respuesta calculando el valor numérico.
Suma y resta de polinomios
Para sumar polinomios, combina los términos semejantes. Para restar, resta cada término del segundo polinomio, lo que significa cambiarle todos los signos.
Para multiplicar un polinomio por un número, multiplica cada término por él. Así, $2(x^2 - 3x) = 2x^2 - 6x$.
El perímetro es un buen uso de esto. El perímetro de un rectángulo es la suma de sus cuatro lados: $P = 2 \cdot \text{largo} + 2 \cdot \text{ancho}$.
Dados los polinomios $A(x) = 4x^3 - 6x^2 + 5x$ y $B(x) = -2x^3 + 8x^2 - 7$, realice las siguientes operaciones y ordene el polinomio resultante de mayor a menor grado:…
Dados los polinomios $A(x) = 4x^3 - 6x^2 + 5x$ y $B(x) = -2x^3 + 8x^2 - 7$, realice las siguientes operaciones y ordene el polinomio resultante de mayor a menor grado:
- a) $A(x) + B(x)$
- b) $A(x) - B(x)$
- c) $2 \cdot A(x) + 3 \cdot B(x)$
Estamos diseñando una nueva tableta cuya pantalla es rectangular. La base mide $x$ pulgadas y la altura mide $5$ pulgadas menos que la base. Escribe una expresión…
Estamos diseñando una nueva tableta cuya pantalla es rectangular. La base mide $x$ pulgadas y la altura mide $5$ pulgadas menos que la base. Escribe una expresión algebraica para el perímetro de la pantalla y simplifícala.
Multiplicación de monomios y polinomios
Para multiplicar un monomio por un polinomio, usa la propiedad distributiva: $a(b + c) = ab + ac$. Para multiplicar dos polinomios, multiplica cada término del primero por cada término del segundo y luego combina los términos semejantes.
Distribuir también es como funciona el impuesto sobre las ventas. Si un boleto cuesta $t$ dólares con un cargo por servicio de $f$ dólares, y el impuesto es el $8\%$ del total, el costo total es $1.08(t + f)$, que es igual a $1.08t + 1.08f$. Para $t = 12$ y $f = 3$ el total es $1.08 \cdot 15 = \$16.20$.
Reduzca al máximo la siguiente expresión algebraica operando con monomios y eliminando los paréntesis: $3x \cdot (2x^2) - 4x^2 \cdot (x - 5) + \frac{12x^4}{3x}$
Reduzca al máximo la siguiente expresión algebraica operando con monomios y eliminando los paréntesis:
$3x \cdot (2x^2) - 4x^2 \cdot (x - 5) + \frac{12x^4}{3x}$
Un dron de vigilancia recorre un terreno rectangular cuyas dimensiones vienen dadas por los polinomios $L(x) = x^2 - 3x + 5$ para el largo y $A(x) = 2x + 1$ para el…
Un dron de vigilancia recorre un terreno rectangular cuyas dimensiones vienen dadas por los polinomios $L(x) = x^2 - 3x + 5$ para el largo y $A(x) = 2x + 1$ para el ancho. Obtén el polinomio que representa el área total del terreno.
Una empresa de alquiler de monopatines eléctricos cobra una tarifa base de $B$ dólares por desbloqueo y $0,15$ dólares por cada minuto de uso ($m$). Además, si el…
Una empresa de alquiler de monopatines eléctricos cobra una tarifa base de $B$ dólares por desbloqueo y $0,15$ dólares por cada minuto de uso ($m$). Además, si el usuario recorre más de $5$ millas, se aplica un suplemento de seguridad de $S$ dólares. A la suma de estos conceptos se le debe aplicar un $21\%$ de impuesto sobre las ventas.
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Escriba la expresión algebraica del costo total $C$ de un viaje si el usuario supera las $5$ mi de distancia.
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Simplifique la expresión anterior realizando las operaciones posibles.
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Si la tarifa base es de $1$ dólar y el suplemento de seguridad es de $2$ dólares, ¿cuánto pagará una persona que use el monopatín durante $20$ minutos y recorra $6$ mi?
Expresiones para el área
Las fórmulas de área convierten las figuras en expresiones. Un rectángulo tiene área $\text{largo} \times \text{ancho}$, y un círculo de radio $r$ tiene área $\pi r^2$. En una figura compuesta, suma las áreas de las partes, o resta la parte que falta.
Una fracción de una longitud funciona igual. Si una cancha de baloncesto mide $y$ pies de largo y la mitad de ancho, su ancho es $\dfrac{y}{2}$ y su área es $y \cdot \dfrac{y}{2} = \dfrac{y^2}{2}$, o $\tfrac{1}{2}y^2$.
Un centro deportivo comunitario tiene una cancha de básquetbol de forma rectangular. Si la longitud de la cancha es $y$ pies y su ancho es la mitad de la longitud,…
Un centro deportivo comunitario tiene una cancha de básquetbol de forma rectangular. Si la longitud de la cancha es $y$ pies y su ancho es la mitad de la longitud, escribe el polinomio que representa el área de la cancha en función de $y$.
Calcule la expresión algebraica que representa el área de la siguiente figura geométrica en función de $x$. Simplifique el resultado sumando los términos semejantes.
Calcule la expresión algebraica que representa el área de la siguiente figura geométrica en función de $x$. Simplifique el resultado sumando los términos semejantes.
El nuevo modelo de un teléfono inteligente tiene una pantalla rectangular de cristal de dimensiones $x$ de ancho y $x+4$ de largo. Alrededor de la pantalla hay un marco…
El nuevo modelo de un teléfono inteligente tiene una pantalla rectangular de cristal de dimensiones $x$ de ancho y $x+4$ de largo. Alrededor de la pantalla hay un marco o "bezel" protector que tiene un grosor uniforme de $2$ cm en todos sus lados.
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Halle el polinomio reducido que expresa el área total del frontal del teléfono (pantalla más marco).
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Halle el polinomio reducido que expresa únicamente el área del marco (la zona gris).
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Si el ancho de la pantalla $x$ es de $6$ cm, ¿cuál es el área del marco?
Productos especiales
Algunos productos aparecen tan seguido que conviene memorizarlos. Algunos problemas los llaman identidades algebraicas. Son los productos especiales.
La figura muestra un cuadrado de lado $a + b$ dividido en cuatro piezas: un cuadrado $a^2$, un cuadrado $b^2$ y dos rectángulos $ab$.
Los productos especiales son excelentes para las demostraciones algebraicas. El método es: nombra los números con una variable, escribe la expresión, desarróllala, simplifica y luego comprueba con un ejemplo real.
Utiliza las identidades notables para desarrollar las siguientes expresiones sin realizar la multiplicación paso a paso: a) $(3x + 5)^2$ b) $(2a - 4b)^2$ c)…
Utiliza las identidades notables para desarrollar las siguientes expresiones sin realizar la multiplicación paso a paso:
- a) $(3x + 5)^2$
- b) $(2a - 4b)^2$
- c) $(x^2 + 3) \cdot (x^2 - 3)$
Opere y simplifique al máximo la siguiente expresión algebraica utilizando las identidades notables para reducir términos: $$(3x - 5)^2 - (3x + 5)(3x - 5) - 10(3 - 3x)$$…
Opere y simplifique al máximo la siguiente expresión algebraica utilizando las identidades notables para reducir términos:
$$(3x - 5)^2 - (3x + 5)(3x - 5) - 10(3 - 3x)$$Muestre el proceso paso a paso, indicando qué identidad notable ha aplicado en cada caso.
Demuestre algebraicamente que la diferencia entre los cuadrados de dos números enteros consecutivos es siempre igual a la suma de dichos números. Instrucciones:* 1.…
Demuestre algebraicamente que la diferencia entre los cuadrados de dos números enteros consecutivos es siempre igual a la suma de dichos números.
Instrucciones:
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Llame $n$ al primer número y $n+1$ al siguiente.
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Escriba la expresión de la diferencia de sus cuadrados: $(n+1)^2 - n^2$.
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Desarrolle y simplifique la expresión.
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Compruebe el resultado con los números $12$ y $13$.
Cómo factorizar sacando el MCD
Factorizar es lo contrario de distribuir: escribes una suma como un producto. El tipo más sencillo consiste en sacar el máximo común divisor (MCD).
Factorizar también funciona con los productos especiales al revés:
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$a^2 - b^2 = (a + b)(a - b)$, por ejemplo $x^2 - 49 = (x + 7)(x - 7)$.
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$a^2 + 2ab + b^2 = (a + b)^2$, por ejemplo $x^2 + 10x + 25 = (x + 5)^2$.
Letras como $\pi$ son solo números, así que también puedes factorizarlas. Un cuadrado inscrito en un círculo de radio $r$ tiene área $2r^2$. El área dentro del círculo pero fuera del cuadrado es $\pi r^2 - 2r^2 = r^2(\pi - 2)$.
Cómo simplificar fracciones con variables
Una fracción con variables es una expresión racional (algunos problemas la llaman fracción algebraica). Factoriza el numerador y el denominador, y luego cancela los factores comunes.
Extrae el máximo factor común posible en las siguientes expresiones algebraicas: a) $15x^4 - 10x^3 + 5x^2$ b) $6a^2b - 9ab^2 + 3ab$ c) $12x^2y^3 - 18x^3y^2$
Extrae el máximo factor común posible en las siguientes expresiones algebraicas:
- a) $15x^4 - 10x^3 + 5x^2$
- b) $6a^2b - 9ab^2 + 3ab$
- c) $12x^2y^3 - 18x^3y^2$
Se desea diseñar una zona de juegos en un parque que consiste en un gran círculo de radio $R$. Dentro de este círculo, se instalará una zona de arena cuadrada cuyo lado…
Se desea diseñar una zona de juegos en un parque que consiste en un gran círculo de radio $R$. Dentro de este círculo, se instalará una zona de arena cuadrada cuyo lado mide exactamente el radio $R$ del círculo. El resto del círculo se cubrirá con césped artificial.
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Escriba la expresión algebraica reducida para el área de la zona de césped artificial en función de $R$. Utilice $\pi$ como símbolo.
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Extraiga factor común en la expresión obtenida.
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Si el radio $R$ es de $10$ pies, calcule el área de césped (use $\pi \approx 3,14$).
Simplifique la siguiente fracción algebraica extrayendo primero factor común y utilizando identidades notables en el numerador y el denominador: $$\frac{2x^3 - 8x}{x^2 +…
Simplifique la siguiente fracción algebraica extrayendo primero factor común y utilizando identidades notables en el numerador y el denominador:
$$\frac{2x^3 - 8x}{x^2 + 4x + 4}$$¿Para qué valor de $x$ no tendría sentido esta expresión? (Pista: el denominador no puede ser cero).
Volvamos al principio: si el plan de streaming cuesta \$15 al mes ($x = 15$), el valor de $\dfrac{x}{3}$ es $\dfrac{15}{3} = 5$, así que cada persona paga $\$5$.