Ejercicios de Productos Notables

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Profesor de Matemática y Física

Los productos notables son productos de expresiones algebraicas que tienen reglas definidas. Dado que aparecen con frecuencia, su aplicación facilita la determinación de los resultados.

Observa estos ejemplos de ejercicios resueltos y comentados para que aclares tus dudas sobre este contenido relacionado con las expresiones algebraicas.

Ejercicio 1

Desarrolle la siguiente expresión

paréntesis izquierdo 2 a espacio más espacio 3 b paréntesis derecho al cuadrado

Respuesta: 4 a elevado a 2 espacio fin elevado más espacio 12 a b espacio más espacio 9 b al cuadrado

Para desarrollarlo, utilizamos la regla:

cuadrado del primer término más,

dos veces el primer término por el segundo más,

el cuadrado del segundo término.

Desarrollo:

paréntesis izquierdo 2 a espacio más espacio 3 b paréntesis derecho al cuadrado igual paréntesis izquierdo 2 a paréntesis derecho elevado a 2 espacio fin elevado más espacio 2 espacio x 2 a espacio x 3 b espacio más espacio paréntesis izquierdo 3 b paréntesis derecho al cuadrado igual 4 a al cuadrado espacio más espacio 12 a b más espacio 9 b al cuadrado

Ejercicio 2

Desarrolle la siguiente expresión

paréntesis izquierdo a espacio más espacio 4 b paréntesis derecho al cubo

Respuesta: a al cubo espacio más espacio 12 a al cuadrado b espacio más espacio 48 espacio a b elevado a 2 espacio fin elevado más 64 b al cubo

La expresión es un cubo de la suma. Para desarrollarla, utilizamos:

Cubo del primer término más,

tres veces el cuadrado del primer término por el segundo más,

tres veces el primer término por el cuadrado del segundo más,

el cubo del segundo término.

Desarrollo:

paréntesis izquierdo a espacio más espacio 4 b paréntesis derecho al cubo igual a al cubo más espacio 3 x espacio a al cuadrado x espacio 4 b espacio más espacio 3 x a espacio x paréntesis izquierdo 4 b paréntesis derecho al cuadrado espacio más espacio paréntesis izquierdo 4 b paréntesis derecho al cuadrado

a al cubo más espacio 12 a al cuadrado b espacio más espacio 3 espacio x espacio a espacio x espacio 16 b elevado a 2 espacio fin elevado más espacio paréntesis izquierdo 4 b paréntesis derecho al cubo igual a al cubo espacio más espacio 12 a al cuadrado b espacio más espacio 48 a b al cuadrado espacio más espacio 64 b elevado a 3 espacio fin elevado

Ejercicio 3

Desarrolle la siguiente expresión

2 elevado a 2 espacio fin elevado menos espacio 3 elevado a 2 espacio fin elevado igual

Esta expresión es un producto notable conocido como la diferencia entre dos cuadrados. Para desarrollarlo, utilizamos la siguiente regla:

El primer término más el segundo, multiplicado por la resta entre el primero y el segundo.

Desarrollo:

2 al cuadrado espacio menos espacio 3 elevado a 2 espacio fin elevado igual paréntesis izquierdo 2 más 3 paréntesis derecho espacio x espacio paréntesis izquierdo 2 menos 3 paréntesis derecho igual 5 espacio x espacio paréntesis izquierdo menos 1 paréntesis derecho igual menos 5

Ejercicio 4

Al entrar en su sala de clases, Pedro encontró las siguientes anotaciones en la pizarra:

pizarrón productos notables

Utilizando sus conocimientos de productos notables, Pedro determinó correctamente el valor de la expresión a² + b². Ese valor es:

a) 26

b) 28

c) 32

d) 36

Respuesta correcta: b) 28

Para encontrar el valor de la expresión, vamos a usar el cuadrado de la suma de dos términos, es decir:

paréntesis izquierdo a más b paréntesis derecho al cuadrado igual espacio a al cuadrado más espacio 2 espacio x espacio a espacio x espacio b espacio más espacio b al cuadrado

Como queremos encontrar el valor de a al cuadrado espacio más espacio b al cuadrado aislaremos esos términos en la expresión anterior, entonces tenemos:

a al cuadrado más espacio b elevado a 2 espacio fin elevado igual espacio paréntesis izquierdo a más b paréntesis derecho elevado a 2 espacio fin elevado menos espacio 2 espacio x espacio a espacio x espacio b

Sustituyendo los valores dados:

a2 + b2 = 62 - 2 x 4
a2 + b2 = 36 - 8
a2 + b2 = 28

Por lo tanto, Pedro determinó correctamente el valor de la expresión a2 + b2 ,que es 28.

Ejercicio 5

El producto abrir paréntesis raíz cuadrada de 3 menos espacio raíz cuadrada de 2 cerrar paréntesis espacio multiplicación en cruz abrir paréntesis raíz cuadrada de 3 más raíz cuadrada de 2 cerrar paréntesis es igual a:

a) 6
b) 1
c) 0
d) - 1
e) - 6

Respuesta correcta: b) 1

Para resolver este producto, podemos aplicar el producto notable de la suma por la diferencia de dos términos, es decir:

abrir paréntesis a más b cerrar paréntesis espacio multiplicación en cruz abrir paréntesis a menos b cerrar paréntesis igual espacio a al cuadrado menos b al cuadrado

Así

abrir paréntesis raíz cuadrada de 3 menos raíz cuadrada de 2 cerrar paréntesis multiplicación en cruz abrir paréntesis raíz cuadrada de 3 más raíz cuadrada de 2 cerrar paréntesis igual espacio abrir paréntesis raíz cuadrada de 3 cerrar paréntesis al cuadrado menos abrir paréntesis raíz cuadrada de 2 cerrar paréntesis al cuadrado igual 3 menos 2 igual 1

Por tanto, el producto es igual a 1.

Ejercicio 6

El valor numérico de la expresión espacio raíz cuadrada de 68 elevado a 2 espacio fin elevado menos espacio 32 al cuadrado fin raíz está comprendido en el intervalo:

a) [30,40[
b) [40,50[
c) [50,60[
d) [60,70[

Respuesta correcta: d) [60,70[

Como la operación entre los términos de la radicación es una resta, no podemos extraer los números de dentro del radical.

Primero debemos resolver la potenciación, luego restar y tomar la raíz del resultado. El problema es que calcular estas potencias no es muy rápido.

Para facilitar los cálculos, podemos aplicar el producto notable del producto de la suma por la diferencia de dos términos, de esta manera tenemos:

raíz cuadrada de abrir paréntesis 68 menos 32 cerrar paréntesis multiplicación en cruz abrir paréntesis 68 más 32 cerrar paréntesis fin raíz

raíz cuadrada de 36 multiplicación en cruz 100 fin raíz

raíz cuadrada de 36 multiplicación en cruz raíz cuadrada de 100

6 multiplicación en cruz 10 igual espacio 60

Como se solicita en qué intervalo está comprendido el número, debemos notar que el 60 aparece en dos alternativas.

Sin embargo, en la alternativa c, el corchete después del 60 está abierto, por lo tanto, ese número no pertenece al intervalo. En cambio, en la alternativa d, el corchete está cerrado e indica que el número pertenece a ese intervalo.

Por lo tanto, el valor está comprendido en el intervalo [60, 70[

Ejercicio 7

Considera p y q como números reales no nulos y no simétricos. A continuación, se describen seis afirmaciones que involucran estos números, y cada una de ellas está asociada a un valor indicado entre paréntesis.

I menos espacio abrir paréntesis p más q cerrar paréntesis al cuadrado igual espacio p al cuadrado más q elevado a 2 espacio fin elevado espacio espacio espacio espacio espacio espacio espacio espacio paréntesis izquierdo 10 paréntesis derecho

I I menos espacio raíz cúbica de p multiplicación en cruz q fin raíz igual raíz cúbica de p multiplicación en cruz raíz cúbica de q espacio espacio espacio espacio paréntesis izquierdo 20 paréntesis derecho

I I I menos espacio raíz cuadrada de p al cuadrado más q al cuadrado fin raíz igual p más q espacio espacio espacio espacio espacio espacio espacio paréntesis izquierdo 30 paréntesis derecho

I V menos espacio fracción numerador 1 más p multiplicación en cruz q entre denominador q fin fracción igual 1 más p espacio espacio espacio espacio espacio espacio paréntesis izquierdo 40 paréntesis derecho

V menos espacio fracción numerador 1 entre denominador p más q fin fracción igual fracción 1 entre p más fracción 1 entre q espacio espacio espacio espacio espacio espacio espacio espacio espacio paréntesis izquierdo 50 paréntesis derecho

V I menos espacio fracción numerador 1 entre denominador estilo mostrar fracción 1 entre p fin estilo más estilo mostrar fracción 1 entre q fin estilo fin fracción igual fracción numerador p multiplicación en cruz q entre denominador p más q fin fracción espacio espacio espacio espacio espacio espacio espacio paréntesis izquierdo 60 paréntesis derecho

La opción que representa la suma de los valores correspondientes a las afirmaciones verdaderas es:

a) 190
b) 110
c) 80
d) 20

Respuesta correcta: c) 80

I) Desarrollando el cuadrado de la suma de dos términos tenemos:

abrir paréntesis p más q cerrar paréntesis al cuadrado igual espacio p al cuadrado más 2 espacio multiplicación en cruz p multiplicación en cruz q más q al cuadrado espacio, por tanto, tal afirmación es falsa.

II) Por la propiedad de la radicación de la multiplicación de raíces del mismo índice, la afirmación es verdadera.

III) En este caso, como la operación entre los términos es una suma, no podemos extraer de la raíz directamente. Primero, necesitamos realizar la potenciación, sumar los resultados y luego extraer la raíz. Por lo tanto, esta afirmación también es falsa.

IV) Dado que entre los términos tenemos una suma, no podemos simplificar q. Para poder realizar la simplificación, es necesario descomponer la fracción:

fracción 1 entre q más fracción numerador p tachado diagonal hacia arriba q entre denominador tachado diagonal hacia arriba q fin fracción igual fracción 1 entre q más fracción p entre q igual fracción numerador 1 más p entre denominador q fin fracción

Así, esta alternativa es falsa.

V) Dado que hay una suma entre los denominadores, no podemos separar las fracciones, debiendo resolver primero esa suma. Entonces, esta afirmación también es falsa.

VI) Escribiendo las fracciones con un único denominador, tenemos:

fracción numerador 1 entre denominador estilo mostrar fracción 1 entre p fin estilo más estilo mostrar fracción 1 entre q fin estilo fin fracción igual fracción numerador 1 entre denominador estilo mostrar fracción numerador q más p entre denominador q multiplicación en cruz p fin fracción fin estilo fin fracción

Dado que tenemos una fracción de fracción, resolvemos repitiendo la primera, cambiándola a multiplicación e invirtiendo la segunda fracción, de la siguiente manera:

fracción numerador p multiplicación en cruz q entre denominador p más q fin fracción por tanto, esta afirmación es verdadera.

Al sumar las alternativas correctas, tenemos 20 + 60= 80

Luego, la opción que representa la suma de los valores correspondientes a las afirmaciones verdaderas II (20) y VI (60), es c) 80.

Ejercicio 8

Si x e y son dos números reales positivos, entonces la expresión

M igual espacio abrir paréntesis x raíz cuadrada de fracción y entre x fin raíz más y raíz cuadrada de fracción x entre y fin raíz cerrar paréntesis al cuadrado e s espacio e q u i v a l e n t e espacio a

a) √xy.
b) 2xy.
c) 4xy.
d) 2√xy.

Respuesta correcta: c) 4xy.

Al desarrollar el cuadrado de la suma de dos términos, tenemos:

M igual abrir paréntesis x raíz cuadrada de fracción y entre x fin raíz más y raíz cuadrada de fracción x entre y fin raíz cerrar paréntesis al cuadrado

M igual espacio abrir paréntesis x raíz cuadrada de fracción y entre x fin raíz cerrar paréntesis al cuadrado más 2 negrita multiplicación en cruz x raíz cuadrada de fracción y entre x fin raíz negrita multiplicación en cruz y raíz cuadrada de fracción x entre y fin raíz más abrir paréntesis y raíz cuadrada de fracción x entre y fin raíz cerrar paréntesis al cuadrado

M igual x al cuadrado negrita multiplicación en cruz fracción y entre x más 2 negrita multiplicación en cruz x negrita multiplicación en cruz y raíz cuadrada de fracción y entre x negrita multiplicación en cruz fracción x entre y fin raíz más y al cuadrado multiplicación en cruz fracción x entre y

M igual x elevado a tachado diagonal hacia arriba 2 fin elevado multiplicación en cruz fracción numerador y entre denominador tachado diagonal hacia arriba x fin fracción más 2 espacio negrita multiplicación en cruz x espacio negrita multiplicación en cruz y raíz cuadrada de fracción numerador tachado diagonal hacia arriba y entre denominador tachado diagonal hacia arriba x fin fracción negrita multiplicación en cruz fracción numerador tachado diagonal hacia arriba tachado diagonal hacia arriba negrita x fin tachado entre denominador tachado diagonal hacia arriba negrita y fin fracción fin raíz más y elevado a tachado diagonal hacia arriba 2 fin elevado negrita multiplicación en cruz fracción numerador tachado diagonal hacia arriba x entre denominador tachado diagonal hacia arriba y fin fracción

M igual espacio x negrita multiplicación en cruz y más 2 x negrita multiplicación en cruz y más x negrita multiplicación en cruz y

M igual 4 x y

Por tanto, si x y y son dos números reales positivos, así la expresión

M igual abrir paréntesis x raíz cuadrada de fracción y entre x fin raíz espacio más espacio y raíz cuadrada de fracción x entre y fin raíz cerrar paréntesis al cuadrado es equivalente a 4xy.

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