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INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 9 página 10 FACTORIZACIÓN CONCEPTO Para entender el concepto teórico de este tema, es necesario recordar lo que se mencionó en la página 2 referente al nombre que se le d...

INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 9 página 10 FACTORIZACIÓN CONCEPTO Para entender el concepto teórico de este tema, es necesario recordar lo que se mencionó en la página 2 referente al nombre que se le da a las cantidades en función de la operación que estén realizando. Se dijo que FACTOR es el nombre que se le da a toda cantidad, ya sea en Aritmética o en Álgebra, que "esté jugando el deporte" llamado MULTIPLICACIÓN. En palabras más técnicas, un factor es toda cantidad que se está multiplicando con otra. Por ejemplo, en la operación 23 × 14, como el número 23 "está jugando al deporte" llamado multipli- cación, se le llama factor. Técnicamente, como el 23 se está multiplicando con otro número, éste es un factor. Lo mismo puede decirse del número 14. FACTORIZAR una cantidad o expresión significa encontrar sus factores, es decir, aquellos números que multiplicados dan dicha cantidad. Por ejemplo, factorizar el número 6 significa hallar los números que multiplicados entre sí dan el 6. Son el 2 y el 3, ya que 6 = 2 × 3. Factorizar el 6 es escribirlo de la forma 2 × 3. Cuando se trata de una expresión algebraica, factorizarla es también escribirla de manera que su operación principal sea la multiplicación. Obsérvense los siguientes casos: si se tiene la expre- sión 2 x 2 + 9 x − 5 , su operación principal es la suma (y la resta), por lo tanto, lo que hay allí escritos son términos, no factores. Factorizada queda de la forma (2x - 1)(x + 5) , en donde la operación principal es la multiplicación, por lo que hay allí factores. Por eso está factorizada. Desde luego que el alumno no debe preocuparse en este momento en cómo se hizo para factorizar una expresión como la anterior pues eso no se ha explicado todavía. En cambio, si se tiene la expresión 6ax − 2bx − 3ay + by y ésta se escribe de la forma 2x(3a - b) - y(3a - b), no ha sido factorizada ya que en esta última expresión la operación principal es la resta, no la multiplicación. En Aritmética es relativamente fácil factorizar un número. Así, para factorizar el 36 , que significa lo mismo que preguntar "¿qué números multiplicados dan 36?", hasta mentalmente se puede obtener que 36 = 2 × 2 × 3 × 3 ; en cambio, para expresiones algebraicas ya no resulta tan evidente la factoriza- ción, por lo que se requiere de un estudio detallado. Ciertamente existen expresiones algebraicas muy elementales que fácilmente se pueden factorizar, como por ejemplo, 6a2b que es sencillo deducir que equivale a la multiplicación de 2 × 3 × a × a × b ; sin embargo, se complica el asunto si se pregunta ¿qué números o cantidades multiplicadas entre sí dan 2x2 + 9x - 5 ? Por esta razón, para factorizar expresiones algebraicas es necesario clasificarlas en diferentes casos. Debe quedar claro que el número que se le ponga a cada caso de factorización no es su nombre universal en el idioma de las Matemáticas, simplemente que como van a numerarse, algún caso tiene que ser el número 1, otro el número 2, y así sucesivamente. En cambio, el nombre con que aparezca cada uno de esos casos sí corresponde a un nombre universal. INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 11 CASO 1: FACTOR COMÚN "Común" significa que están o que pertenecen a todos. De tal manera que factor común tiene el significado de la(s) cantidad(es) que aparece(n) multiplicando en todos los términos de la expresión. Recuérdese que término es lo que "juega a la suma", o sea, la cantidad que está sumando. Ejemplo 1: 2 × 3 + 7 × 3 Análisis:* Existen dos términos, es decir que hay dos cantidades que se están sumando: uno es 2 × 3 ; el otro es 7 × 3. * En cada término existen dos factores. En el primer término 2 × 3 los factores son el 2 y el 3 (porque se están multiplicando). En el término 7 × 3 los factores son el 7 y el 3. * En cada uno de los dos términos anteriores, hay un factor que aparece en todos, es decir, es común, el cual es el 3. * Por lo tanto, en 2 × 3 + 7 × 3 , el factor común es el 3. Para factorizar una expresión que en todos sus términos aparece por lo menos un factor común, se tiene la siguiente regla: Factorización por término común: * Se localizan y se escriben todos los factores comunes en su máxima expresión. * Se escribe a continuación un paréntesis y adentro de él lo que queda de la expresión ori- ginal luego de haberle quitado a cada término los factores comunes. * En caso de que el factor común sea todo uno de los términos de la expresión original, en su lugar se pone 1. En la regla anterior, debe quedar claro que la afirmación "luego de haberle quitado a cada término los factores comunes" , no debe entenderse como simplemente borrarlos o desaparecerlos, sino que es equivalente a realizar una división de cada término de la expresión original entre el factor común, ya que lo que se está multiplicando (factor) se quita a través de su operación inversa que es precisamente la división. Ejemplo 2: Factorizar 2a 3b + 7bxy 5 Solución: Se localizan y se escriben todos los factores comunes: en este caso es la b. Se escribe a continuación un paréntesis y adentro de él lo que queda de la expresión original luego de haberle quitado a cada término los factores comunes: b(2a 3 + 7xy 5). Finalmente significa que 2a 3b + 7bxy 5 = b(2a 3 + 7xy 5). página 12 FACTORIZACIÓN Ejemplo 3: Factorizar 4a 2b + 6abx 5 Solución: Se localizan y se escriben todos los factores comunes: en este caso es 2ab. Se escribe a continuación un paréntesis y adentro de él lo que queda de la expresión original luego de haberle quitado a cada término los factores comunes: 2ab(2a + 3x 5). Finalmente significa que 4a 2b + 6abx 5 = 2ab(2a + 3x 5). Obsérvese que en esta última expresión, la operación principal es la multiplicación. Ejemplo 4: Factorizar 12a 4b 3c - 6a 2b 3x 7 Solución: Se localizan y se escriben todos los factores comunes: en este caso es 6a 2b 3. Se escribe a continuación un paréntesis y adentro de él lo que queda de la expresión original luego de haberle quitado a cada término los factores comunes: 6a 2b 3(2a 2a - x 7) * Finalmente significa que 12a 4b 3c - 6a 2b 3x 7 = 6a 2b3(2a 2c - x 7). Obsérvese que en esta última ex- presión, la operación principal es la multiplicación. Ejemplo 5: Factorizar 5b 2cx - 60a 2b 2c 5x 2 Solución: Se localizan y se escriben todos los factores comunes: en este caso es 5b2cx. Se escribe a continuación un paréntesis y adentro de él lo que queda de la expresión original luego de haberle quitado a cada término los factores comunes. Como el factor común es todo el primer término de la expresión original, en su lugar se pone 1 : 5b 2cx (1 - 12a 2c 4x) * Finalmente significa que 5b 2cx - 60a 2b 2c 5x 2 = 5b 2cx (1 - 12a 2c 4x). Obsérvese que en esta última expresión, la operación principal es la multiplicación. Ejemplo 6: Factorizar 8b 2 - 20a 2b 2 + 16ab 3c 4 Solución: Se localizan y se escriben todos los factores comunes: en este caso es 4b 2. Se escribe a continuación un paréntesis y adentro de él lo que queda de la expresión original luego de haberle quitado a cada término los factores comunes: 4b 2(2 - 5a 2 + 4abc 4). * Finalmente significa que 8b 2 - 20a 2b 2 + 16ab 3c 4 = 4b 2(2 - 5a 2 + 4abc 4). Obsérvese que en esta última expresión (derecha del signo igual), la operación principal es la multiplicación. INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 13 EJERCICIO 4 Factorizar las siguientes expresiones algebraicas: 1) 3b - 9a 2) 2ax - 9x2 3) a2d5x + 2a3a2 4) 6a5b - 9aba + 3b7 5) 12a5x - 9x2 + 9b3x3 6) 8ba2x + 2ab3a2x3 - 4a2b2a2 7) 14a2b2 + 21ab8a + 35a4b7c2 8) 12a3b4x - 9b4x4 + 36x3 9) bc2 + 22ab2c4x - 14a2bc2 10) 40b6 + 8abc - 35a9b4c 11) 26a5b5x - 13b4x + 39a2b7x3 12) 4b2c2 + 4b2c4 - 4bc2 13) 6ab6c + 3abc - 3a6b8c 14) 6a2b4d - 6b3d3x + 16a2b9x2 15) 40b5c5 + 20a6b9c4 - 100a6b5c4 16) 8a7cf + 3ab2cf - 3a2c 17) ab4d - b7d8x + a2 18) 40c3 + 2b11c - 100 CASO 2: POR AGRUPACIÓN El proceso consiste en formar grupos o agrupar términos en cantidades iguales (de dos en dos, o de tres en tres, etc.), para luego factorizar cada grupo por factor común y finalmente volver a factorizar por factor común, en donde el paréntesis que debe quedar repetido en cada grupo es el factor común. Como regla práctica, el signo del primer término de cada grupo es el signo que debe ponerse en cada factorización por factor común. Ejemplo 1: Factorizar 2ac + bc + 10a + 5b Solución: Se forman dos grupos, uno con los dos primeros términos y el otro con los otros dos términos. 2ac + bc + 10a + 5b   Factorizando cada grupo por factor común: El primer grupo tiene a c como factor común, mientras que el segundo grupo tiene al 5. De manera que resulta que: 2ac + bc + 10a + 5b = c(2a + b) + 5(2a + b) Obsérvese que en ésta última expresión (la de la derecha del signo igual), la operación principal es la suma, por lo que no está aún factorizado. Volviendo a factorizar por factor común, ya que el paréntesis repetido es ése factor común, final- mente se obtiene que 2ac + bc + 10a + 5b = (2a + b)(c + 5). Obsérvese que en esta última expresión (la de la derecha del signo igual), la operación principal es la multiplicación, por lo que ya está factorizado. página 14 FACTORIZACIÓN Ejemplo 2: Factorizar a 2b 3 - 5b 4 - 6a 2 + 30b Solución: Se forman dos grupos, uno con los dos primeros términos y el otro con los otros dos términos. a 2b 3 − 5b 4 − 6a 2 + 30b   Nótese que el signo que quedó entre cada grupo fue negativo. Factorizando cada grupo por factor común: El primer grupo tiene a b3 como factor común, mientras que el segundo grupo tiene al 6. De manera que resulta que: a 2 b3 - 5b 4 - 6a 2 + 30b = b 3(a 2 - 5b) - 6(a 2 - 5b) Como el signo que había quedado anteriormente entre cada grupo fue negativo, ese mismo signo es el que se colocó entre cada factorización. Obsérvese que en ésta última expresión (la de la derecha del signo igual), la operación principal es la resta, por lo que no está aún factorizado. Volviendo a factorizar por factor común, ya que el paréntesis repetido es ése factor común, final- mente se obtiene que a 2b 3 - 5b 4 - 6a 2 + 30b = (a 2 - 5b)(b 3 - 6) Nótese que en esta última expresión (la de la derecha del signo igual), la operación principal es la multiplicación, por lo que ya está factorizado. Ejemplo 3: Factorizar 3ab + x 2 - 21ab 2 - 7bx 2 Solución: Se forman dos grupos, uno con los dos primeros términos y el otro con los otros dos términos. 3ab + x 2 − 21ab 2 − 7bx 2   Nótese que el signo que quedó entre cada grupo fue negativo. Factorizando cada grupo por factor común: El primer grupo tiene a 1 como factor común, mientras que el segundo grupo tiene al 7b. De manera que resulta que: 3ab + x 2 - 21ab 2 - 7bx 2 = 1(3ab + x 2) - 7b(3ab + x 2) Como el signo que había quedado anteriormente entre cada grupo fue negativo, ese mismo signo es el que se colocó entre cada factorización. Obsérvese que en ésta última expresión (la de la derecha del signo igual), la operación principal es la resta, por lo que no está aún factorizado. factorizando por factor común, ya que el paréntesis repetido es ese factor común, se obtiene que INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 15 3ab + x 2 - 21ab 2 - 7bx 2 = (3ab + x 2)(1 - 7b) Obsérvese que en esta última expresión (la de la derecha del signo igual), la operación principal es la multiplicación, por lo que ya está factorizado. Ejemplo 4: Factorizar 2ab 2 + b 3 - 5b 2 + 6a + 3b - 15 Solución: En este caso, el hecho que haya seis términos sugiere que se pueden formar dos grupos de a tres términos cada uno. Se forman entonces dos grupos, uno con los tres primeros términos y el otro con los otros tres términos. 2ab 2 + b 3 − 5b 2 + 6a + 3b − 15   Nótese que el signo que quedó entre cada grupo fue positivo. Factorizando cada grupo por factor común: El primer grupo tiene a b 2 como factor común, mientras que el segundo grupo tiene al 3. De manera que resulta que: 2ab 2 + b 3 - 5b 2 + 6a + 3b - 15 = b 2(2a + b - 5) + 3(2a + b - 5) Como el signo que había quedado anteriormente entre cada grupo fue positivo, ese mismo signo es el que se colocó entre cada factorización. Obsérvese que en ésta última expresión (la de la derecha del signo igual), la operación principal es la suma, por lo que no está aún factorizado. Volviendo a factorizar por factor común, ya que el paréntesis repetido es ése factor común, final- mente se obtiene que 2ab 2 + b 3 - 5b 2 + 6a + 3b - 15 = (2a + b - 5)(b 2 + 3) EJERCICIO 5 Factorizar las siguientes expresiones algebraicas: 1) ac + bc + 2ax + 2bx 2) 2a2 - 4ab - 5a + 10b 3) ab - 1 - abx + x 4) 7ab2 + ac - 14b2xy - 2cxy 5) 6ab3x - 4b3 + 21ax - 14 6) x2y3 + 5y3 - 3x2 - 15 7) 2b3 + 3c3 - 2b3x - 3c3x 8) b3c3 - 2b2c + bc2 - 2 9) 2a - 4b + 2c2 - axy + 2bxy - c2xy 10) 5ab - 10 - 5x - abc2 + 2c2 + c2x 11) 9x - 8y + 7 - 9a2x + 8a2y - 7a2 12) a2x2 - b3x2 + x2 - a2bc + b4c - bc 13) 2x - y - 2 - 8ax + 4ay + 8a 14) 3a2x - 3b2x - 3x - a2 + b2 + 1 15) 10a + 15b + 20 - 6ax - 9bx - 12x 16) 10a - 15b - 20 + 6ax - 9bx - 12x página 16 FACTORIZACIÓN CASO 3: DIFERENCIA DE CUADRADOS En la página 5 se vio que (a + b)(a - b) = a 2 - b 2. Es bien obvio que si se invierte la igualdad anterior sigue siendo lo mismo: a 2 - b 2 =. ( a + b )( a − b ) Visto en esta forma, a la inversa del producto nota- ble, se obtiene la factorización de una diferencia de cuadrados. Obsérvese que en (a + b)(a - b) , la operación principal es la multiplicación. De lo anterior puede escribirse la siguiente regla: Una diferencia de cuadrados se factoriza en dos binomios conjugados, formados con las raíces cuadradas de los términos originales. Es importante señalar que da lo mismo que primero se escriba el binomio suma que el binomio resta, ya que la multiplicación es conmutativa. Ejemplo 1: Factorizar 4a 2 - x 6 Solución: La raíz cuadrada de 4a 2 es 2a y de x 6 es x 3. De manera que los binomios conjugados que le corres- ponden son (2a + x 3)(2a - x 3). La factorización es: 4a 2 - x 6 = (2a + x 3)(2a - x 3). Ejemplo 2: Factorizar 49a 4b 6 - 100x 2 Solución: La raíz cuadrada de 49a 4b 6 es 7a2b 3 y de 100x 2 es 10x. De manera que los binomios conjugados que le corresponden son (7a 2b 3 + 10x)(7a 2b 3 - 10x). La factorización es: 49a 4b 6 - 100x 2 = (7a 2b 3 + 10x)(7a 2b 3 - x). Ejemplo 3: Factorizar 1 - 196a 4b 16 Solución: La raíz cuadrada de 1 es 1 y de 196a 4b 16 es 14a 2b 8. De manera que los binomios conjugados que le corresponden son (1 + 14a 2b 8)(1 - 14a2b 8). La factorización es: 1 - 196a 4b 16 = (1 + 14a 2b 8)(1 - 14a 2b 8). INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 17 (5 + b ) 7 2 49 Ejemplo 4: Factorizar − 9 a6 (5 + b ) 7 2 5 + b7 49 7 Solución: La raíz cuadrada de es y de 6 es 3. 9 3 a a De manera que los binomios conjugados que le corresponden son ⎛ 5 + b7 7 ⎞ ⎛ 5 + b7 7 ⎞ ⎜ + 3 ⎟ y ⎜ − 3 ⎟. ⎝ 3 a ⎠ ⎝ 3 a ⎠ y la factorización correspondiente es: (5 + b ) 7 2 49 ⎛ 5 + b 7 7 ⎞ ⎛ 5 + b7 7 ⎞ − 6 = ⎜ + 3 ⎟⎜ − 3 ⎟. 9 a ⎝ 3 a ⎠⎝ 3 a ⎠ EJERCICIO 6 Factorizar las siguientes expresiones algebraicas: 1) 36b2 - 9 2) 25a4 - 9x2 3) c2 - a2c2 4) 64a8b2 - 49 5) 16a6 - 1 6) 81c2 - 25x8 7) 144 - 36a4c2 8) 1 - 9b4x4 9) c2 - 144a2b2 10) 400b6 - 81 11) x2 - 36b4 12) 4b2c2 - 4x2 13) 64b6 - 169a6 14) a2b4 - 36x2 15) 196b16c25 - 100a16 16) 16f16 - a2 17) 64b64 - d8x12 18) 400 - 100g100 19) 121 - x8y6 20) 4c4d16 - 16 21) 100a64 - 64b100 22) 1 - 100a6b12 23) 144x144 - 64y64 24) 9 - a10b20 25) 196a12 - 16 26) 25x14y6 - 64r9 27) 81 - a81b20 28) 36a50 - 16b26 29) x24y6 - 9h9 30) 1 - 49d49b2 4 x2 49b16 31) − 121 32) − 64 33) −9 b4 y2 a4 25 1 1 4 9x8 34) 25 − 35) − 8 36) − 36a 6 4 a 9w12 4 37) 144 − (a + b) 2 38) (4 − x ) 2 4 1 − 8 39) (9 + x y ) 4 6 − 1 (a − b) 2 49 9 c 16 x16 página 18 FACTORIZACIÓN CASO 4: TRINOMIOS DE LA FORMA x 2 + bx + c La forma de estos trinomios es que debe haber una sola equis cuadrada. La letra b representa en ge- neral a cualquier número que vaya junto a la x ; y la c representa a cualquier número que vaya sin la x. El procedimiento de factorización para estos casos consiste en buscar dos números, a los cuales se les llamará m a uno y n al otro, los cuales deben cumplir los requisitos dados en la siguiente regla: Para factorizar un trinomio de la forma x 2 + bx + c , se buscan dos números m y n tales que: Sumados den b Multiplicados den c. Cada uno de esos números hallados m y n se colocan uno en cada paréntesis, de la siguiente manera: x 2 + bx + c = (x + m)(x + n) Ejemplo 1: Factorizar x 2 + 5x + 6 Solución: En este caso, b = + 5 y c = + 6. Se buscan dos números que sumados den + 5 y que multiplicados den + 6. Son + 3 y + 2. Los factores buscados son (x + 3) y (x + 2). Finalmente significa que x 2 + 5x + 6 = (x + 3)(x + 2). Obsérvese que en esta última expresión, la operación principal es la multiplicación. Ejemplo 2: Factorizar x 2 + 5x - 6 Solución: En este caso, b = + 5 y c = - 6. Se buscan dos números que sumados den + 5 y que multiplicados den - 6. Son + 6 y - 1. Los factores buscados son (x + 6) y (x - 1). Finalmente significa que x 2 + 5x - 6 = (x + 6)(x - 1). Obsérvese que en esta última expresión, la operación principal es la multiplicación. Ejemplo 3: Factorizar x 2 - x - 20 Solución: En este caso, b = - 1 y c = - 20. INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 19 Se buscan dos números que sumados den - 1 y que multiplicados den - 20. Son - 5 y + 4. Los factores buscados son (x - 5) y (x + 4). Significa que x 2 - x - 20 = (x - 5)(x + 4). Obsérvese que en esta última expresión, la operación prin- cipal es la multiplicación. Ejemplo 4: Factorizar x 2 - 2x - 24 Solución: En este caso, b = - 2 y c = - 24. Se buscan dos números que sumados den - 2 y que multiplicados den - 24. Son + 4 y - 6. Los factores buscados son (x + 4) y (x - 6). Finalmente significa que x 2 - 2x - 24 = (x + 4)(x - 6). Obsérvese que en esta última expresión, la operación principal es la multiplicación. Ejemplo 5: Factorizar x 2 - 17x + 66 Solución: En este caso, b = - 17 y c = + 66. Se buscan dos números que sumados den - 17 y que multiplicados den + 66. Son - 6 y - 11. Los factores buscados son (x - 6) y (x - 11). Finalmente significa que x2 - 17x + 66 = (x - 6)(x - 11). Obsérvese que en esta última expresión, la operación principal es la multiplicación. Ejemplo 6: Factorizar a 2 - 16a + 48 Solución: En este caso, b = - 16 y c = + 48. Se buscan dos números que sumados den - 16 y que multiplicados den + 48. Son - 4 y - 12. Los factores buscados son (a - 4) y (a - 12). Finalmente significa que a 2 - 16a + 48 = (a - 4)(a - 12). Obsérvese que en esta última expresión, la operación principal es la multiplicación. página 20 FACTORIZACIÓN EJERCICIO 7 Factorizar las siguientes expresiones algebraicas: 1) x2 + 3x + 2 2) x2 + 7x + 12 3) x2 + 7x + 10 4) x2 + x - 12 5) x2 - 5x - 6 6) x2 - 5x - 14 7) y2 - 5y - 24 8) h2 - 30 + h 9) x2 - 24 + 2x 10) x2 + 5x - 24 11) d2 - 8d - 20 12) x2 - 10x - 24 13) x2 + 23x - 24 14) x2 - 25x + 24 15) k2 - 35k - 36 16) 5x - 36 + x2 17) 13x + 36 + x2 18) w2 - 12w + 36 19) 25 + y2 - 10y 20) x2 - 2x - 48 21) 8x + x2 + 16 22) 36 - 37a + a2 23) 36 + b2 - 20x 24) r2 + 16r - 36 CASO 5: TRINOMIOS DE LA FORMA ax 2 + bx + c La diferencia de esta forma con la anterior es que en aquella debía haber una sola equis cuadrada, mientras que en ésta debe haber más de una. La letra a representa en general a cualquier número que vaya junto a la x2 (indica cuántas equis cuadradas hay); la letra b representa a cualquier número que vaya junto a la x (indica cuántas equis hay); y la c representa a cualquier número que vaya sin la x. Por ejemplo, el trinomio 49x2 - 25x + 121 es de la forma mencionada, en donde a = 49; b = - 25; c = + 121. Existen varios procedimientos para factorizar trinomios de esta forma, de los cuales solamente se estudiarán dos en este curso. PRIMER PROCEDIMIENTO: El primer procedimiento consiste en buscar dos números, a los cuales se les llamará m a uno y n al otro, los que deben cumplir los requisitos dados en la siguiente regla: Para factorizar un trinomio de la forma ax 2 + bx + c , se buscan dos números m y n tales que: Sumados den= b , o sea que m + n = b ; multiplicados den el producto de ac , o sea que mn = ac ; el segundo término, es decir el término lineal bx , se parte en la suma de mx + nx , o sea que ax 2 + bx + c = ax 2 + mx + nx + c. Se factoriza por agrupación. INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 21 Ejemplo 1: Factorizar 2x 2 + 5x - 3 Solución: En este caso, a = 2 ; b = + 5 y c = - 3. Se buscan dos números que sumados den + 5 y que multiplicados den lo que resulte de ac , es decir (2)(- 3) = - 6. Son + 6 y - 1. El término lineal (el 2º término), que es 5x , se parte en la suma de esos números obtenidos, o sea en 6x - x , por lo que resulta que 2x 2 + 5x - 3 = 2x 2 + 6x - x - 3 Se factoriza por agrupación: 2x 2 + 6x - x - 3 = 2x(x + 3) - 1(x + 3) = (2x - 1)(x + 3) Finalmente 2x 2 + 5x - 3 = (2x - 1)(x + 3). Obsérvese que en la expresión del lado derecho del signo igual, la operación principal es la multiplicación, lo que significa que (2x - 1) y (x + 3) son factores; por eso se obtuvo una factorización. Ejemplo 2: Factorizar 6x 2 + 7x + 2 Solución: En este caso, a = 6 ; b = 7 y c = 2. Se buscan dos números que sumados den + 7 y que multiplicados den lo que resulte de ac , es decir (6)(2) = 12. Son + 4 y + 3. El 2º término, que es 7x , se parte en la suma de esos números obtenidos, o sea en 4x + 3x , por lo que resulta que 6x 2 + 7x + 2 = 6x 2 + 4x + 3x + 2 Se factoriza por agrupación: 6x 2 + 4x + 3x + 2 = 2x(3x + 2) + 1(3x + 2) = (3x + 2)(2x + 1) 6x 2 + 7x + 2 = (3x + 2)(2x + 1). Ejemplo 3: Factorizar 4x 2 + 21x - 18 Solución: En este caso, a = 4 ; b = 21 y c = - 18. Se buscan dos números que sumados den + 21 y que multiplicados den lo que resulte de ac , es decir (4)(- 18) = - 72. Son + 24 y - 3. El 2º término se parte en la suma de 24x - 3x , por lo que resulta que 4x 2 + 21x - 18 = 4x 2 + 24x - 3x - 18 Se factoriza por agrupación: 4x 2 + 24x - 3x - 18 = 4x(x + 6) - 3(x + 6) = (x + 6)(4x - 3) 4x 2 + 21x - 18 = (x + 6)(4x - 3). página 22 FACTORIZACIÓN Ejemplo 4: Factorizar 6x 2 - 43x + 72 Solución: En este caso, a = 6 ; b = - 43 y c = 72. Se buscan dos números que sumados den - 43 y que multiplicados den lo que resulte de ac , es decir de (6)(72) = 432. Son - 27 y - 16. El 2º término se parte en - 27x - 16x , por lo que resulta que 6x 2 - 43x + 72 = 6x 2 - 27x - 16x + 72 Se factoriza por agrupación: 6x 2 - 27x - 16x + 72 = 3x(2x - 9) - 8(2x - 9) = (2x - 9)(3x - 8) 6x 2 - 43x + 72 = (2x - 9)(3x - 8) Ejemplo 5: Factorizar 12y 2 + 35y - 3 Solución: En este caso, a = 12 ; b = 35 y c = - 3. Se buscan dos números que sumados den - 35 y que multiplicados den lo que resulte de ac , es decir de (12)(-3) = - 36. Son + 36 y - 1. El 2º término se parte en la suma de + 36y - 1y , por lo que resulta que 12y 2 + 35y - 3 = 12y 2 + 36y - 1y - 3 Se factoriza por agrupación: 12y 2 + 36y - y - 3 = 12y(y + 3) - 1(y + 3) = (12y - 1)(y + 3) Finalmente 12y 2 + 35y - 3 = (12y - 1)(y + 3).Como en la expresión del lado derecho del signo igual la operación principal es la multiplicación, significa que (12y - 1) y (y + 3) son factores; por eso se obtuvo una factorización. Ejemplo 6: Factorizar 3h - 15 + 6h 2 Solución: Primero debe ordenarse el trinomio, es decir escribirlo como 6h 2 + 13h - 15. En este caso, a = 6 ; b = 13 y c = - 15. Se buscan dos números que sumados den 13 y que multiplicados den lo que resulte de ac , es decir de (6)(-15) = - 90. Son + 18 y - 5. El 2º término se parte en la suma de + 18h - 5h , por lo que resulta que 6h 2 + 13h - 15 = 6h 2 + 18h - 5h - 15 Se factoriza por agrupación: 6h 2 + 18h - 5h - 15 = 6h(h + 3) - 5(h + 3) = (6h - 5)(h + 3) 6h 2 + 13h - 15 = (6h - 5)(h + 3). INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 23 SEGUNDO PROCEDIMIENTO: El otro procedimiento para factorizar trinomios de la forma x 2 + bx + c se da en la siguiente regla: Para factorizar un trinomio de la forma x 2 + bx + c : Se multiplica y divide a la vez (para que no se altere, conforme a la única propie- dad de las fracciones) el polinomio original por el coeficiente a de x 2, escribién- dolo de la siguiente forma: * Al producto ax se le pone un nombre, por ejemplo y , es decir que y = ax de mane- ra que la expresión anterior se transforma en: * El trinomio y 2 + by + ac se factoriza igual que el caso 4, página 18, para obtener que * Se vuelve a sustituir la variable y por su equivalente, es decir por ax. * Se localiza el factor que tenga por factor común a a , para simplificarlo con el denominador. Ejemplo 1: Factorizar 2x 2 + 5x - 3 Solución: En este caso, a = 2 ; b = + 5 y c = - 3. Se multiplica y divide a la vez (para que no se altere, conforme a la única propiedad de las fraccio- nes) el polinomio original por el coeficiente de x 2 , o sea por 2 , escribiéndolo de la siguiente forma: 2 ( 2 x 2 + 5x − 3) 2 x + 5x − 3 = 2 2 página 24 FACTORIZACIÓN ( 2x ) + 5 ( 2x ) − 6 2 = 2 Al producto 2x se le pone un nombre, por ejemplo y , es decir que y = 2x , de manera que la expre- sión anterior se transforma en: ( 2x ) + 5 ( 2x ) − 6 2 1 2 2 = 2 ( y + 5x − 6 ) El nuevo trinomio y 2 + 5y - 6 se factoriza igual que el caso 4, página 18, para obtener que 1 2 1 2 ( y + 5 y − 6 ) = ( y + 6 ) ( y − 1) 2 Se vuelve a sustituir la variable y por su equivalente, es decir por 2x : 1 1 ( y + 6 )( y − 1) = ( 2 x + 6 ) ( 2 x − 1) 2 2 Se localiza el factor que tenga por factor común a 2 para simplificarlo con el denominador. Este factor es (2x + 6) , de manera que finalmente se obtiene 1 2 ( 2 ) ( x + 3 ) ( 2 x − 1) = ( x + 3 ) ( 2 x − 1 ) La factorización buscada es 2 x 2 + 5 x − 3 = ( x + 3 )( 2 x − 1) Ejemplo 2: Factorizar 6x 2 + 7x + 2 Solución: En este caso, a = 6 ; b = + 7 y c = + 2. Se multiplica y divide a la vez (para que no se altere, conforme a la única propiedad de las fraccio- nes) el polinomio original por el coeficiente de x 2 , o sea por 6 , escribiéndolo de la siguiente forma: 6 ( 6x 2 + 7x + 2) 6x + 7 x + 2 = 2 6 ( 6x ) + 7 ( 6x ) + 2 2 = 6 INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 25 Al producto 6x se le pone un nombre, por ejemplo y , es decir que y = 6x , de manera que la expre- sión anterior se transforma en: ( 6x ) + 7 ( 6 x ) + 12 2 1 2 6 = 6 ( y + 7 y + 12 ) El trinomio y 2 + 7y + 12 se factoriza igual que el caso 4, página 18, para obtener que 1 2 1 6 ( y + 7 y + 12 ) = ( y + 4 ) ( y + 3 ) 6 Se vuelve a sustituir la variable y por su equivalente, es decir por 6x : 1 1 ( y + 4 )( y + 3 ) = ( 6 x + 4 ) ( 6 x + 3 ) 6 6 Se localiza el factor (el paréntesis) que tenga por factor común a 6 para simplificarlo con el denomi- nador. En este caso, ese factor común 6 está repartido en los dos factores de la siguiente manera 1 1 6 ⎡⎣ ( 2 )( 3 x + 2 ) ⎤⎦ ⎡⎣ ( 3 ) ( 2 x + 1) ⎤⎦ = 6 ( 6 ) ( 3 x + 2 ) ( 2 x + 1) = ( 3 x + 2 ) ( 2 x + 1) La factorización buscada es 6 x 2 + 7 x + 2 = ( 3 x + 2 ) ( 2 x + 1) Ejemplo 3: Factorizar 4x 2 + 21x - 18 Solución: En este caso, a = 4 ; b = 21 y c = - 18. Se multiplica y divide a la vez (para que no se altere, conforme a la única propiedad de las fraccio- nes) el polinomio original por el coeficiente de x 2 , o sea por 4 , escribiéndolo de la siguiente forma: 4 ( 4 x 2 + 21x − 18 ) 4 x + 21x − 18 = 2 4 ( 4x ) + 21 ( 4 x ) − 72 2 = 4 página 26 FACTORIZACIÓN Al producto 4x se le pone un nombre, por ejemplo y , es decir que y = 4x , de manera que la expre- sión anterior se transforma en: ( 4x ) + 21 ( 4 x ) − 72 2 1 2 4 = 4 ( y + 21y − 72 ) El trinomio y 2 + 21y - 72 se factoriza igual que el caso 4, página 18, para obtener que 1 2 1 4 ( y + 21y − 72 ) = ( y + 24 ) ( y − 3 ) 4 Se vuelve a sustituir la variable y por su equivalente, es decir por 4x : 1 1 ( y + 24 )( y − 3 ) = ( 4 x + 24 ) ( 4 x − 3 ) 4 4 Se localiza el factor que tenga por factor común a 4 para simplificarlo con el denominador. Este factor es (4x + 24) , de manera que finalmente se obtiene 1 4 ( 4 ) ( x + 6 )( 4 x − 3 ) = ( x + 6 )( 4 x − 3 ) La factorización buscada es 4 x 2 + 21x − 18 = ( x + 6 )( 4 x − 3 ) EJERCICIO 8 Factorizar las siguientes expresiones algebraicas: 1) 2x2 + 7x + 5 2) 3x2 - 4x + 1 3) 6x2 + x - 1 4) 10x2 - 21x - 10 5) 4x2 - 17x - 15 6) 7x2 + 8x + 1 7) 3y2 - 25y - 50 8) 4h2 - 24h + 35 9) 14x2 - 9x - 8 10) 11x2 + 21x + 10 11) 9d2 - 29d - 28 12) 10x2 - 51x + 5 13) 812 - 36x + 4 14) 4x2 + 44x + 121 15) 49k2 - 70k + 25 16) 8x2 - 10x - 25 17) 15j2 - 47j + 6 18) 12t2 - 73t + 6 TRINOMIOS DE LA FORMA ax 2 + bxy + cy 2 Estos trinomios son semejantes a los de la forma ax 2 + bx + c , solamente que agregándoles la varia- ble y , por lo que, después de factorizarse bajo el mismo procedimiento del caso 5, página 20, también se le agrega la variable y al segundo término de cada factor. INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 27 Ejemplo 1: Factorizar 2x 2 + 5xy - 3y 2 Solución: En este caso, a = 2 ; b = + 5 y c = - 3. Se buscan dos números que sumados den + 5 y que multiplicados den lo que resulte de ac , es decir (2)(- 3) = - 6. Son + 6 y - 1. El 2º término se parte en la suma de 6xy - xy , por lo que resulta que 2x 2 + 5xy - 3y 2 = 2x 2 + 6xy - xy - 3y 2 Se factoriza por agrupación: 2x 2 + 6xy - xy - 3y 2 = 2x(x + 3y) - y(x + 3y) = (2x - y)(x + 3y) Finalmente significa que 2x 2 + 5xy - 3y 2 = (2x - y)(x + 3y). Ejemplo 2: Factorizar 6d 2 - 13de + 6e 2 Solución: En este caso, a = 6 ; b = - 13 y c = 6. Se buscan dos números que sumados den - 13 y que multiplicados den lo que resulte de ac , es decir (6)(6) = 36. Son - 4 y - 9. El 2º término se parte en la suma de - 4de - 9de , por lo que resulta que 6d 2 - 13de + 6d 2 = 6d 2 - 4de - 9de + 6e 2 Se factoriza por agrupación: 6d 2 - 4de - 9de + 6e 2 = 2d(3d - 2e) - 3e(3d - 2e) = (3d - 2e)(2d - 3e) Finalmente significa que 6d 2 - 13de + 6e 2 = (3d - 2e)(2d - 3e). EJERCICIO 9 Factorizar las siguientes expresiones algebraicas: 1) 2x2 + 7xy + 5y2 2) 3x2 - 4xy + y2 3) 6x2 + xy - y2 4) 10j2 - 21jk - 10k2 5) 4m2 - 17mn - 15n2 6) 7a2 + 8ac + c2 7) 3a2 - 25ab - 50b2 8) 4h2 - 24hi + 35i2 9) 14x2 - 9xz - 8z2 10) 9a2 + 12ab + 4b2 11) 9d2 - 30df + 25f 2 12) 100x2 + 20xy + y2 13) 81x2 + 36xy + 4y2 14) 4c2 + 20cg + 25g2 15) 64k 2 - 48kr + 9r 2 página 28 FACTORIZACIÓN CASO 6: SUMA DE CUBOS Si se multiplica (a 2 - ab + b 2)(a + b) se obtiene a 2 − ab + b 2 a+b a 3 − a 2b + ab 2 + a 2b − ab 2 + b3 a3 + b3 es decir, que (a 2 - ab + b 2)(a + b) = a 3 + b 3. Obviamente que si se invierte la igualdad anterior lo que resulta es cierto sin lugar a dudas, o sea que se puede afirmar que a 3 + b 3 = (a 2 - ab + b 2)(a + b) lo que equivale a afirmar que la factorización de a 3 + b 3 es (a 2 - ab + b 2)(a + b) , o bien, ya que la multiplicación es conmutativa, a 3 + b 3 = (a + b)(a 2 - ab + b 2). De lo anterior se desprende la siguiente regla: Una suma de cubos se factoriza en dos factores, de la siguiente forma: El primer factor es un binomio formado con la suma de las raíces cúbicas de los términos originales; el segundo factor es un trinomio que se forma a partir del factor anterior de la si- guiente manera: Y Cuadrado del primer término (del factor anterior); Y menos el producto del primer término (del factor anterior) por el segundo; Y más el cuadrado del segundo término (del factor anterior). Ejemplo 1: Factorizar x 3 + 1 Solución: La raíz cúbica de x 3 es x ; la raíz cúbica de 1 es 1. El primer factor es la suma de esas raíces cúbicas, es decir, es (x + 1). El segundo factor se forma a partir del anterior, o sea de (x + 1) : Y cuadrado del primer término: (x)2 = x 2 ; Y menos el producto del primero por el segundo: - (x)(1) = - x ; INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 29 Y más el cuadrado del segundo término: (1)2 = 1. De manera que el segundo factor es (x 2 - x + 1). Finalmente, la factorización de x3 + 1 es x 3 + 1 = (x + 1)(x 2 - x + 1) Ejemplo 2: Factorizar 8x 3 + 27 Solución: La raíz cúbica de 8x 3 es 2x ; la raíz cúbica de 27 es 3. El primer factor es la suma de esas raíces cúbicas, es decir, es (2x + 3). El segundo factor se forma a partir del anterior, o sea de (2x + 3) : Y cuadrado del primer término: (2x)2 = 4x 2 ; Y menos el producto del primero por el segundo: - (2x)(3) = - 6x; Y más el cuadrado del segundo término: (3)2 = 9. De manera que el segundo factor es (4x 2 - 6x + 9). Finalmente, la factorización de 8x 3 + 27 es 8x 3 + 27 = (2x + 3)(4x2 - 6x + 9) Ejemplo 3: Factorizar 64b 3 + 27x6 Solución: La raíz cúbica de 64b 3 es 4b ; la raíz cúbica de 27x 6 es 3x 2. El primer factor es la suma de esas raíces cúbicas, es decir, es (4b + 3x 2). El segundo factor se forma a partir del anterior, o sea de (4b + 3x 2) : Y cuadrado del primer término: (4b) 2 = 16b 2 ; Y menos el producto del 1º por el 2º : - (4b)(3x 2) = - 12bx 2 ; Y más el cuadrado del segundo término: (3x 2)2 = 9x 4. De manera que el segundo factor es (16b2 - 12bx 2 + 9x 4). Finalmente, la factorización de 64b 3 + 27x 6 es 64b 3 + 27x 6 = (4b + 3x 2)(16b 2 - 12bx 2 + 9x 4) Ejemplo 4: Factorizar 125a 6b 9 + 27 Solución: La raíz cúbica de 125a 6b 9 es 5a 2b 3 ; la raíz cúbica de 27 es 3. El primer factor es la suma de esas raíces cúbicas, es decir, es (5a 2b 3 + 3). El segundo factor se forma a partir del anterior, o sea de (5a 2b 3 + 3) : Y cuadrado del primer término: (5a 2b 3)2 = 25a 4b 6 ; Y menos el producto del 1º por el 2º : - (5a 2b 3)(3) = - 15a 2b 3 ; Y más el cuadrado del segundo término: (3)2 = 9. De manera que el segundo factor es (25a 4b 6 - 15a 2b 3 + 9). Finalmente, la factorización de 125a 6b 9 + 27 es 125a 6b 9 + 27 = (5a 2b 3 + 3)(25a 4b 6 - 15a 2b 3 + 9) página 30 FACTORIZACIÓN 1 x3 Ejemplo 5: Factorizar + x6 8 1 1 x3 x Solución: La raíz cúbica de 6 es 2 ; la raíz cúbica de es. x x 8 2 ⎛ 1 x ⎞ El primer factor es la suma de esas raíces cúbicas, es decir, es ⎜ 2 + ⎟. ⎝ x 2 ⎠ ⎛ 1 x ⎞ El segundo factor se forma a partir del anterior, o sea de ⎜ 2 + ⎟: ⎝ x 2 ⎠ 2 ⎛ 1 ⎞ 1 Y cuadrado del primer término: ⎜ 2 ⎟ = 4 ; ⎝ x ⎠ x Y menos el producto del 1º por el 2º : ⎛ 1 ⎞⎛ x ⎞ x 1 − ⎜ 2 ⎟⎜ ⎟ = − 2 =− ; ⎝ x ⎠⎝ 2 ⎠ 2x 2x 2 ⎛ x ⎞ x2 Y más el cuadrado del segundo término: ⎜ ⎟ = ⎝ 2⎠ 4 ⎛ 1 1 x2 ⎞ De manera que el segundo factor es ⎜ 4 − + ⎟. ⎝ x 2x 4 ⎠ ⎛ 1 x3 ⎞ Finalmente, la factorización de ⎜ 6 + ⎟ es ⎝ x 8 ⎠ ⎛ 1 x3 ⎞ ⎛ 1 x ⎞⎛ 1 1 x2 ⎞ ⎜ 6 + ⎟=⎜ + ⎟⎜ 4 − + ⎟ ⎝ x 8 ⎠ ⎝ x2 2 ⎠⎝ x 2x 4 ⎠ INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 31 EJERCICIO 10 Factorizar las siguientes expresiones algebraicas: 1) x3 + 8 2) 27x3 + 1 3) 64 + x6 4) a3x3 + 27 5) 64x6 + 27y3 6) 1 + 125a6b9 7) 27y12 + 125x3 8) h9 + 125a6b24 9) 729x9 + 8 10) 8a30x3 + 27 11) 64b12x3 + 27 12) 125 + 27a24d6 13) 27y9 + 1 14) 8d 9 + 27a18c12 15) 729y21 + 27a6x3 1 8 27 x 3 16) x3 + 17) a 6b 3 + 18) + y9 8 x3 8 1 a3 x12 1 x3 b6 19) + 20) 6 + 6 21) + 3 8 27 y b 1000 x a3 b3 x9 8 b 3c 6 a3 22) + 23) + 3 24) + b6 a6 8 y a3 b 3c 6 CASO 7: DIFERENCIA DE CUBOS Si se multiplica (a 2 + ab + b 2)(a - b) se obtiene a 2 + ab + b 2 a−b a 3 + a 2b + ab 2 − a 2b − ab 2 − b 3 a3 − b3 es decir, que (a 2 + ab + b 2)(a - b) = a 3 - b 3. Obviamente que si se invierte la igualdad anterior lo que resulta es cierto sin lugar a dudas, o sea que se puede afirmar que a 3 - b 3 = (a 2 + ab + b 2)(a - b) lo que equivale a afirmar que la factorización de a 3 - b 3 es (a 2 + ab + b 2)(a - b) , o bien, ya que la multiplicación es conmutativa, a3 - b3 = (a - b)(a2 + ab + b2). página 32 FACTORIZACIÓN De lo anterior se desprende la siguiente regla: Una diferencia de cubos se factoriza en dos factores, de la siguiente forma: El primer factor es un binomio formado con la resta de las raíces cúbicas de los términos originales; el segundo factor es un trinomio que se forma a partir del factor anterior de la si- guiente manera: Y Cuadrado del primer término (del primer factor antes obtenido); Y más el producto del primer término (del factor anterior) por el segundo; Y más el cuadrado del segundo término (del factor anterior). Ejemplo 1: Factorizar a 3 - 1 Solución: La raíz cúbica de a 3 es a ; la raíz cúbica de 1 es 1. El primer factor es la resta de esas raíces cúbicas, es decir, es (a - 1). El segundo factor se forma a partir del anterior, o sea de (a - 1) : Y cuadrado del primer término: (a)2 = a 2 ; Y más el producto del primero por el segundo: (a)(1) = a ; Y más el cuadrado del segundo término: (1)2 = 1. De manera que el segundo factor es (a 2 + a + 1). Finalmente, la factorización de a 3 - 1 es a 3 - 1 = (a - 1)(a 2 + a + 1) Ejemplo 2: Factorizar 8x 3 - 27 Solución: La raíz cúbica de 8x3 es 2x ; la raíz cúbica de 27 es 3. El primer factor es la resta de esas raíces cúbicas, es decir, es (2x - 3). El segundo factor se forma a partir del anterior, o sea de (2x - 3) : Y cuadrado del primer término: (2x)2 = 4x 2 ; Y más el producto del primero por el segundo: (2x)(3) = 6x ; Y más el cuadrado del segundo término: (3)2 = 9. De manera que el segundo factor es (4x 2 + 6x + 9). Finalmente, la factorización de 8x3 - 27 es 8x 3 - 27 = (2x - 3)(4x 2 + 6x + 9) INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 33 Ejemplo 3: Factorizar 64b 3 - 27x 6 Solución: La raíz cúbica de 64b 3 es 4b ; la raíz cúbica de 27x 6 es 3x 2. El primer factor es la resta de esas raíces cúbicas, es decir, es (4b - 3x 2). El segundo factor se forma a partir del anterior, o sea de (4b - 3x 2) : Y cuadrado del primer término: (4b)2 = 16b 2 ; Y más el producto del primero por el segundo: (4b)(3x 2) = 12bx 2 ; Y más el cuadrado del segundo término: (3x2)2 = 9x 4. De manera que el segundo factor es (16b 2 + 12bx 2 + 9x 4). Finalmente, la factorización de 64b 3 - 27x 6 es 64b 3 - 27x 6 = (4b - 3x 2)(16b 2 + 12bx 2 + 9x 4) 1 a3 Ejemplo 4: Factorizar − x6 27 1 1 a3 a Solución: La raíz cúbica de 6 es 2 ; la raíz cúbica de es. x x 27 3 ⎛ 1 a ⎞ El primer factor es la suma de esas raíces cúbicas, es decir, es ⎜ 2 − ⎟. ⎝ x 3⎠ El segundo factor se forma a partir del anterior: 2 ⎛ 1 ⎞ 1 Y cuadrado del primer término: ⎜ 2 ⎟ = 4 ; ⎝ x ⎠ x ⎛ 1 ⎞⎛ a ⎞ a Y más el producto del 1º por el 2º : ⎜ 2 ⎟⎜ ⎟= 2 ; ⎝ x ⎠ ⎝ 3 ⎠ 3x 2 ⎛ a ⎞ a2 Y más el cuadrado del segundo término: ⎜ ⎟ =. ⎝ 3⎠ 9 ⎛ 1 a a2 ⎞ De manera que el segundo factor es ⎜ 4 + + ⎟. ⎝ x 3x 2 9 ⎠ Finalmente, la factorización buscada es 1 a3 ⎛ 1 a ⎞⎛ 1 a a2 ⎞ − = ⎜ − ⎟⎜ + + ⎟ x6 27 ⎝ x 2 3 ⎠ ⎝ x4 3x 2 9 ⎠ página 34 FACTORIZACIÓN EJERCICIO 11 Factorizar las siguientes expresiones algebraicas: 1) x6 - 27 2) 27x3 - 1 3) 64 - x3 4) a6x3 - 27 5) 64x3 - 27y3 6) 1 - 125a3b9 7) 27y12 - 125x3 8) h 9 - 125a3b24 9) 729x9 - 27 10) 27a18y3 - 27 11) 64b12x3 - 27 12) 125 - 27a24d 3 13) 27x6 - 1 14) 27d 9 - 27a18c12 15) 729y21 - 27a3x3 16) 125h 9 - 9 17) 125f 6 - b18y21 18) 216x21 - 8a3k33 x3 8 a6 b9 27 19) −1 20) − 21) − y3 a6 27 9 6 d x 8 1 125 w 21 h6 22) 1000 − 23) 21 − 24) 1− x12 27 w 8 m9 25) 8− (a + b) 3 26) (1 − x ) 6 − 125 27) (8 − b ) 2 9 −8 8 b6 y 12 (1 − x ) − ( a 3 6 + 7) 9 12 28) FACTORIZACIÓN TOTAL O COMPLETA Si se factoriza x 4 - y 4 , que pertenece al caso 3, diferencia de cuadrados, página 16, se obtiene que x 4 - y 4 = (x 2 + y 2)(x 2 - y 2) Se observa que el segundo factor (x 2 - y 2) es nuevamente una diferencia de cuadrados y, por lo tanto, puede volver a factorizarse en x 2 - y 2 = (x + y)(x - y). Entonces, la factorización total o completa de la expresión original x 4 - y 4 es: x 4 - y 4 = (x 2 + y 2)(x + y)(x - y) Así, pues, cuando se requiere una factorización total, es necesario analizar cada factor que va resul- tando de la factorización anterior para ver si pertenece o no a uno de los casos de factorización anterior- mente visto, pues en caso de ser así, debe continuar el proceso de factorización. En otras palabras, se dice que una factorización es total o completa si ninguno de los factores que se hayan obtenido puede volverse a factorizar. Cuando un factor, o expresión, no puede ya factorizarse se dice que es irreducti- ble. De tal manera que puede decirse también que una factorización total es aquella en la que todos sus factores son irreductibles. INSTITUTO VALLADOLID PREPARATORIA página 35 Ejemplo 1: Factorizar totalmente 4a 3 - 4 Solución: La primera factorización posible es por factor común, caso 1, página 11: 4a 3 - 4 = 4(a 3 - 1) El segundo factor es una resta de cubos, caso 7, página 31: a 3 - 1 = (a - 1)(a 2 + a + 1) Así que la factorización total o completa es: 4a 3 - 4 = 4(a - 1)(a 2 + a + 1) Ejemplo 2: Factorizar totalmente a 2c - bc 2 - 2a 2 + 2b 2 Solución: La primera factorización posible es por agrupación, caso 2, página 13: a 2c - bc 2 - 2a 2 + 2b 2 = c(a 2 - b 2) - 2(a 2 - b 2) = (a 2 - b 2)(c - 2) El primer factor es una diferencia de cuadrados, caso 3, página 16 : a 2 - b 2 = (a - b)(a + b) Así que la factorización total o completa es: a 2c - bc 2 - 2a 2 + 2b 2 = (a - b)(a + b)(c - 2) Ejemplo 3: Factorizar totalmente a 2b + 3ab - 10b Solución: La primera factorización posible es por factor común, caso 1, página 11: a 2b + 3ab - 10b = b(a 2 + 3a - 10) El segundo factor es un trinomio de la forma x 2 + bx + c , caso 4, página 18: a 2 + 3a - 10 = (a - 2)(a + 5) Así que la factorización completa es: a 2b + 3ab - 10b = b(a - 2)(a + 5) página 36 FACTORIZACIÓN Ejemplo 4: Factorizar totalmente 10a 2x + 5ax - 105x - 2a 2 - a + 21 Solución: La primera factorización posible es por agrupación, caso 2, página 13: 10a 2x + 5ax - 105x - 2a 2 - a + 21 = 5x(2a 2 + a - 21) - 1(2a 2 + a - 21) = (2a 2 + a - 21)(5x - 1) El primer factor es un trinomio de la forma ax 2 + bx + c , caso 5, página 20: 2a 2 + a - 21 = 2a 2 + 7a - 6a - 21 = a(2a + 7) - 3(2a + 7) = (2a + 7)(a - 3) Así que la factorización completa o total es: 10a 2x + 5ax - 105x - 2a2 - a + 21 = (2a + 7)(a - 3)(5x - 1) EJERCICIO 12 Factorizar totalmente las siguientes expresiones algebraicas: 1) 2ax2 - 2a 2) 2a2b - 2b - a2 + 1 3) 48 - 6x6 4) 3a2b2 - 3ab2 - 90b2 5) 10b2xy - 55bxy - 30xy 6) 64b3 - 8x6 7) 2a + 2ab3 - 5x - 5b3x 8) 3a6b - 3bx2 + a6 - x2 9) x8 - y8 10) 4a2x - 4ax - 3x - 8a2 + 8a + 6 11) b12 - c6 12) ax2 - 5ax + 6a - 4x2 + 20x - 24 13) x4 - y4 14) 2a3 - 3a2b + 10a2x - 15abx 15) 6a2 + 9a - 60 a ac a2 a3x b3x 16) + + 17) − b x y y y x4 y6 1 1 1 1 18) − 19) + + + b2 b2 ac ad bc bd