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Polinomios · Polinomios

Expresiones algebraicas

Te conviene dominar: Expresiones algebraicas (9.° grado de Educación Básica Integrada (3.° de liceo))
Te conviene dominar: Operaciones con potencias (9.° grado de Educación Básica Integrada (3.° de liceo))

Valentina juega al fútbol en el liceo y usa una app que estima las calorías que quema con la fórmula $C(t) = 0{,}15t^2 + 8t$, donde $t$ son los minutos de entrenamiento. Esa fórmula es una expresión algebraica: una receta escrita con letras que sirve para cualquier $t$, sin repetir el razonamiento cada vez. En esta página vas a aprender a leerlas, calcularlas y escribirlas, que es el punto de partida de todo el capítulo de polinomios.

Monomios: coeficiente, parte literal y grado

$$M(x,y) = -\frac{2}{3}x^4y^2$$ Diagrama de un monomio que señala su coeficiente, su parte literal y el cálculo del grado sumando los exponentes. −2/3 x⁴y² coeficiente parte literal grado = 4 + 2 = 6(suma de exponentes)
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Identifica el coeficiente, la parte literal y el grado del siguiente monomio: $M(x,y) = -\frac{2}{3}x^4y^2$.

Identifica el coeficiente, la parte literal y el grado del siguiente monomio: $M(x,y) = -\frac{2}{3}x^4y^2$.

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Polinomios: grado y valor numérico

No toda expresión con letras es un polinomio: los exponentes de la parte literal tienen que ser números naturales, y la letra no puede aparecer en un denominador ni dentro de una raíz. Por eso $\sqrt{2}x^3$ sí es un monomio (el coeficiente $\sqrt{2}$ es un número y la letra tiene exponente natural), pero $\frac{5}{x}$ y $x^{1/2}=\sqrt{x}$ no lo son.

Diagrama que muestra un polinomio y dos expresiones que no lo son: letra en el denominador y letra bajo una raíz. 3x² − 5x + 2 sí es polinomio 5/x √x no lo son: letra en denominador o bajo raíz

El valor numérico de un polinomio para un valor de la letra se obtiene sustituyendo y calculando.

Una fórmula de la física también es una expresión algebraica: se calcula igual, sustituyendo. Por ejemplo, la energía cinética $E_c = \frac{1}{2}mv^2$ pide elevar $v$ al cuadrado antes de multiplicar.

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Calcula el valor numérico del polinomio $P(x) = 3x^2 - 5x + 2$ para $x = -2$.

Calcula el valor numérico del polinomio $P(x) = 3x^2 - 5x + 2$ para $x = -2$.

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Indica cuáles de las siguientes expresiones algebraicas son polinomios y justifica tu respuesta: $A(x) = 3x^2 - \frac{5}{x}$ $B(x) = \sqrt{2}x^3 - x$…

Indica cuáles de las siguientes expresiones algebraicas son polinomios y justifica tu respuesta:

  • $A(x) = 3x^2 - \frac{5}{x}$

  • $B(x) = \sqrt{2}x^3 - x$

  • $C(x) = 4x^{1/2} + 1$

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La energía cinética de un cuerpo en movimiento viene dada por la expresión $E_c = \frac{1}{2}mv^2$, donde $m$ es la masa en kilogramos y $v$ la velocidad en metros por…

La energía cinética de un cuerpo en movimiento viene dada por la expresión $E_c = \frac{1}{2}mv^2$, donde $m$ es la masa en kilogramos y $v$ la velocidad en metros por segundo. Calcula la energía cinética de un vehículo de $800$ kg que circula a $20$ m/s.

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Operaciones con monomios

Solo se suman o restan monomios semejantes (misma parte literal), operando con sus coeficientes. Para multiplicar o dividir no hace falta que sean semejantes: se opera por un lado con los coeficientes y por otro con cada letra, sumando o restando exponentes.

Comparación entre la suma de monomios semejantes y la multiplicación de monomios con coeficientes y exponentes. suma de semejantes 3x²y − 5x²y + 8x²y = 6x²y producto y cociente (no hace falta que sean semejantes) (−3a²b³)·(4ab⁴) = −12a³b⁷ coeficientes se multiplican, exponentes se suman
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Realiza la siguiente suma y resta de monomios semejantes y simplifica el resultado: $3x^2y - 5x^2y + 8x^2y$.

Realiza la siguiente suma y resta de monomios semejantes y simplifica el resultado: $3x^2y - 5x^2y + 8x^2y$.

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Efectúa la multiplicación de los siguientes monomios: $(-3a^2b^3) \cdot (4ab^4)$.

Efectúa la multiplicación de los siguientes monomios: $(-3a^2b^3) \cdot (4ab^4)$.

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Realiza la siguiente división de monomios e indica el coeficiente, la parte literal y el grado del monomio resultante: $\frac{-24x^5y^4z}{6x^2y^3}$.

Realiza la siguiente división de monomios e indica el coeficiente, la parte literal y el grado del monomio resultante: $\frac{-24x^5y^4z}{6x^2y^3}$.

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Propiedad distributiva y producto de polinomios

Cuando un monomio multiplica a una suma, o dos sumas se multiplican entre sí, se usa la propiedad distributiva: cada término de un factor multiplica a cada término del otro.

Rectángulo de lados a más b y c más d dividido en cuatro rectángulos cuyas áreas son ac, ad, bc y bd. ac bc ad bd a b c d área total = (a + b)(c + d)
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La figura muestra un cuadrado de lado $2x$ que contiene en su interior un círculo de radio $x$. Escribe la expresión algebraica que representa el área de la región…

La figura muestra un cuadrado de lado $2x$ que contiene en su interior un círculo de radio $x$. Escribe la expresión algebraica que representa el área de la región sombreada (la zona del cuadrado exterior al círculo).

x 2x
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Se quiere construir una caja sin tapa a partir de una plancha de cartón rectangular de $40$ cm de largo por $30$ cm de ancho. Para ello, se recortan cuadrados de lado…

Se quiere construir una caja sin tapa a partir de una plancha de cartón rectangular de $40$ cm de largo por $30$ cm de ancho. Para ello, se recortan cuadrados de lado $x$ en cada una de las cuatro esquinas y se doblan las solapas hacia arriba. Escribe la expresión algebraica del volumen de la caja en función de $x$ y calcula dicho volumen si $x = 5$ cm.

x 40 cm 30 cm
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Un agricultor dispone de $L$ metros de valla para cercar un terreno rectangular adyacente a un río rectilíneo. Como el río actúa como barrera natural, no necesita poner…

Un agricultor dispone de $L$ metros de valla para cercar un terreno rectangular adyacente a un río rectilíneo. Como el río actúa como barrera natural, no necesita poner valla en ese lado. Si llamamos $x$ a la anchura del terreno (la dimensión perpendicular al río), escribe la expresión algebraica del área del recinto en función de $L$ y $x$. ¿Cuál es el área si dispone de $100$ metros de valla y la anchura es de $20$ metros?

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Del lenguaje natural al algebraico

Traducir un enunciado a una expresión algebraica se hace por partes: primero cada operación sobre una letra, después cómo se combinan.

Esquema de traducción de una frase cotidiana a una expresión algebraica. "el cubo de a"menos"el cuadrado de b" a³−b² a³ − b²

Muchas veces el enunciado también fija un dato numérico y pide hallar un parámetro: se traduce la condición a una ecuación y se despeja.

Si hay dos parámetros, cada condición da una ecuación. Por ejemplo, si $P(x) = ax^2 + bx - 5$ cumple $P(1) = -2$ y $P(-1) = -4$, sustituyendo queda $a + b - 5 = -2$ y $a - b - 5 = -4$, es decir, $a + b = 3$ y $a - b = 1$. Sumando las dos ecuaciones: $2a = 4$, así que $a = 2$ y $b = 1$.

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Expresa en lenguaje algebraico el siguiente enunciado: "El cubo de un número menos el cuadrado de otro número distinto".

Expresa en lenguaje algebraico el siguiente enunciado: "El cubo de un número menos el cuadrado de otro número distinto".

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Determina el valor de $k$ para que el valor numérico del polinomio $P(x) = 2x^3 - kx + 4$ en $x = 1$ sea igual a $5$.

Determina el valor de $k$ para que el valor numérico del polinomio $P(x) = 2x^3 - kx + 4$ en $x = 1$ sea igual a $5$.

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Halla los valores de los parámetros $a$ y $b$ en el polinomio $P(x) = ax^2 + bx - 5$ sabiendo que su valor numérico para $x = 1$ es $-2$ y para $x = -1$ es $-4$.

Halla los valores de los parámetros $a$ y $b$ en el polinomio $P(x) = ax^2 + bx - 5$ sabiendo que su valor numérico para $x = 1$ es $-2$ y para $x = -1$ es $-4$.

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Expresiones algebraicas en problemas reales

Perímetros, áreas, volúmenes, tarifas o energías se escriben de forma natural con expresiones algebraicas cuando alguna medida todavía no está fijada. El método es siempre el mismo: elegí letras para lo que varía, escribí la relación y recién después sustituí valores.

Círculo inscrito en un cuadrado: el área sombreada se obtiene restando el área del círculo a la del cuadrado. lado = 2x radio = x sombreada = (2x)² − πx²

Para los cuerpos con volumen, usamos las fórmulas de la geometría. Un cilindro de radio $r$ y altura $h$ tiene volumen $V = \pi r^2 h$ y área lateral $A = 2\pi r h$ (es un rectángulo enrollado: base $2\pi r$, que es el largo de la circunferencia, y altura $h$).

Tarifas comparadas y sumas

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Una tienda de ropa ofrece un descuento del $20\%$ en todos sus artículos. Si comprás $x$ camisas que originalmente cuestan $1\,000$ pesos cada una y $y$ pantalones que…

Una tienda de ropa ofrece un descuento del $20\%$ en todos sus artículos. Si comprás $x$ camisas que originalmente cuestan $1\,000$ pesos cada una y $y$ pantalones que cuestan $1\,600$ pesos cada uno, escribí la expresión algebraica del costo total de la compra. Calculá el costo si comprás $3$ camisas y $2$ pantalones.

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Una compañía telefónica cobra una cuota fija mensual de $600$ pesos, más $4,80$ pesos por cada minuto de llamada $m$ y $2$ pesos por cada megabyte consumido $d$. Escribí…

Una compañía telefónica cobra una cuota fija mensual de $600$ pesos, más $4,80$ pesos por cada minuto de llamada $m$ y $2$ pesos por cada megabyte consumido $d$. Escribí la expresión algebraica de la factura mensual y calculá su importe para un mes en el que se consumieron $100$ minutos y $500$ megabytes.

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Un depósito cilíndrico tiene un radio de la base $r = x$ y una altura $h = 3x$. Escribe las expresiones algebraicas que representan su volumen y su área lateral en…

Un depósito cilíndrico tiene un radio de la base $r = x$ y una altura $h = 3x$. Escribe las expresiones algebraicas que representan su volumen y su área lateral en función de $x$.

x h = 3x
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Dos agencias de alquiler de autos ofrecen distintas tarifas. La agencia A cobra una cuota fija de $1\,200$ pesos más $8$ pesos por kilómetro recorrido. La agencia B…

Dos agencias de alquiler de autos ofrecen distintas tarifas. La agencia A cobra una cuota fija de $1\,200$ pesos más $8$ pesos por kilómetro recorrido. La agencia B cobra $2\,000$ pesos fijos más $6$ pesos por kilómetro. Escribí la expresión algebraica que representa la diferencia de costo entre la agencia A y la agencia B para un trayecto de $k$ kilómetros, y determiná para cuántos kilómetros el costo es exactamente el mismo.

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Escribe la expresión algebraica que proporciona la suma de los primeros $n$ múltiplos enteros positivos de $3$, sabiendo que la suma de los primeros $n$ números…

Escribe la expresión algebraica que proporciona la suma de los primeros $n$ múltiplos enteros positivos de $3$, sabiendo que la suma de los primeros $n$ números naturales es $\frac{n(n+1)}{2}$. Utiliza dicha expresión para calcular la suma de los primeros $50$ múltiplos de $3$.

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Expresiones con más de una letra y fracciones

Una expresión puede tener varias letras. Para calcular su valor numérico se sustituye cada letra; a veces conviene simplificar antes, porque la cuenta se vuelve mucho más corta.

Diferencia de cubos

Hay otra identidad que ayuda a simplificar cocientes: la diferencia de cubos.

También sirve para demostrar propiedades. Todo número impar se escribe $2n+1$; el siguiente impar es $2n+3$. Entonces $(2n+3)^2 - (2n+1)^2 = (4n^2+12n+9) - (4n^2+4n+1) = 8n+8 = 8(n+1)$, que es múltiplo de $8$ para cualquier $n$.

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Calcula el valor numérico de la expresión algebraica $P(x,y) = \frac{x^2 - 2xy + y^2}{x - y}$ para $x = \frac{1}{2}$ y $y = -\frac{3}{2}$. Pista: simplifica la expresión…

Calcula el valor numérico de la expresión algebraica $P(x,y) = \frac{x^2 - 2xy + y^2}{x - y}$ para $x = \frac{1}{2}$ y $y = -\frac{3}{2}$. Pista: simplifica la expresión antes de sustituir los valores.

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Demuestra algebraicamente que la diferencia entre los cuadrados de dos números impares consecutivos es siempre un múltiplo de $8$. (Recuerda que un número impar se puede…

Demuestra algebraicamente que la diferencia entre los cuadrados de dos números impares consecutivos es siempre un múltiplo de $8$. (Recuerda que un número impar se puede expresar de la forma $2n+1$).

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Dada la expresión algebraica $E(a,b) = \frac{a^3 - b^3}{a^2 + ab + b^2}$, simplifícala al máximo efectuando la división y utiliza el resultado para calcular mentalmente…

Dada la expresión algebraica $E(a,b) = \frac{a^3 - b^3}{a^2 + ab + b^2}$, simplifícala al máximo efectuando la división y utiliza el resultado para calcular mentalmente su valor numérico cuando $a = 4,5$ y $b = 1,5$.

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Factor común y expresiones factorizadas

Factorizar es la operación inversa de distribuir: escribir una suma como un producto. La forma más simple es sacar factor común: lo que se repite en todos los términos.

A veces el factor común es un paréntesis completo. Es lo que pasa en el área de un jardín con caminos.

Jardín rectangular con dos caminos en cruz; la zona verde son cuatro rectángulos de lados a menos x y b menos x en total. a b verde = (a − x)(b − x)

Las fracciones también se manejan con estas ideas. Con tres resistencias en paralelo, $\dfrac{1}{R_{eq}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} + \dfrac{1}{R_3}$. Se suman las fracciones con común denominador $R_1R_2R_3$: $\dfrac{1}{R_{eq}} = \dfrac{R_2R_3 + R_1R_3 + R_1R_2}{R_1R_2R_3}$. Como dos fracciones iguales tienen inversas iguales, se invierte: $R_{eq} = \dfrac{R_1R_2R_3}{R_2R_3 + R_1R_3 + R_1R_2}$.

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En un circuito eléctrico, la resistencia equivalente $R_{eq}$ de tres resistencias $R_1$, $R_2$ y $R_3$ conectadas en paralelo se obtiene a partir de la fórmula…

En un circuito eléctrico, la resistencia equivalente $R_{eq}$ de tres resistencias $R_1$, $R_2$ y $R_3$ conectadas en paralelo se obtiene a partir de la fórmula $\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}$. Despeja $R_{eq}$ y escribe su expresión algebraica como una única fracción en función de $R_1$, $R_2$ y $R_3$.

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Un jardín rectangular tiene unas dimensiones de $a$ metros de largo por $b$ metros de ancho. Se construyen dos caminos perpendiculares de ancho $x$ paralelos a los lados…

Un jardín rectangular tiene unas dimensiones de $a$ metros de largo por $b$ metros de ancho. Se construyen dos caminos perpendiculares de ancho $x$ paralelos a los lados del jardín, formando una cruz. Escribí la expresión algebraica factorizada del área de la zona verde restante.

a b x
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Volvé al principio: si Valentina entrena $30$ minutos, la app calcula las calorías con el valor numérico para $t = 30$: $C(30) = 0{,}15 \cdot 30^2 + 8 \cdot 30 = 0{,}15 \cdot 900 + 240 = 135 + 240 = 375$ calorías.

Resumen

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