Expresiones algebraicas
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
$$M(x,y) = -\frac{2}{3}x^4y^2$$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: $M(x,y) = -\frac{2}{3}x^4y^2$.
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.
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.
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 $x = -2$.
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:
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$A(x) = 3x^2 - \frac{5}{x}$
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$B(x) = \sqrt{2}x^3 - x$
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$C(x) = 4x^{1/2} + 1$
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.
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.
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: $3x^2y - 5x^2y + 8x^2y$.
Efectúa la multiplicación de los siguientes monomios: $(-3a^2b^3) \cdot (4ab^4)$.
Efectúa la multiplicación de los siguientes monomios: $(-3a^2b^3) \cdot (4ab^4)$.
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: $\frac{-24x^5y^4z}{6x^2y^3}$.
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.
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).
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.
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?
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.
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 $b = 1$.
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".
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 $5$.
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 $-4$.
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.
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
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.
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.
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 $x$.
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.
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 $3$.
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 $n$.
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.
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 $2n+1$).
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 $b = 1,5$.
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.
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: $R_{eq} = \dfrac{R_1R_2R_3}{R_2R_3 + R_1R_3 + R_1R_2}$.
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 $R_3$.
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.
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.