Casos de Factorizacion

En muchos casos los estudiantes tienen la dificultad de factorizar un polinomio ya que se encuentra por primera vez que los números están acompañado por letras es por eso que siente esa impotencia de no poder resolver lo que le esta pidiendo, por tal motivo he venido a traerles este apasionante tema dentro de las Matemáticas y mas específicamente dentro del Álgebra que es la factorización, su misma composición, teoría y capacidad de lograr motivar el razonamiento para su practicidad pretendiendo resolver las dificultades y así mejorar sus conocimientos. 

A continuación estudiaremos cada caso de factorización y un breve significado del tema. 

Factorización. 

Expresar número o una expresión algebraica como producto de factores primos que al multiplicarlos, dan como resultado dicho número o expresión. 

Caso 1: Factor común. 

Característica y cuando aplicarlo. 

• Se aplica en binomios, trinomios y polinomios de cuatro términos o más. No aplica para monomios.

• Es el primer caso que se debe inspeccionar cuando se trata de factorizar un polinomio.  

• El factor común es aquello que se encuentra multiplicando en cada uno de los términos. Puede ser un número, una letra, varias letras, un signo negativo, una expresión algebraica (encerrada en paréntesis) o combinaciones de todo lo anterior.

Cómo realizar la factorización. 

• De los coeficientes de los términos, se extrae el MCD (Máximo Común Divisor) de ellos. 

• De las letras o expresiones en paréntesis repetidas, se extrae la de menor exponente. 

• Se escribe el factor común, seguido de un paréntesis donde se anota el polinomio que queda después de que el factor común ha abandonado cada término.

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  Caso 2: Factor común por agrupación de términos. 

  
  

  Característica y cuando aplicarlo. 

  • Se aplica en polinomios que tienen 4, 6, 8 o más términos (siempre que el número sea par) y donde ya se ha verificado que no hay factor común (caso 1).

  Cómo realizar la factorización. 

• - Se forman grupos de igual número de términos, buscando que exista alguna familiaridad entre los términos agrupados (es decir, que tengan rasgos comunes).

• La agrupación se hace colocando paréntesis.

• ¡CUIDADO! Deben cambiarse los signos de los términos encerrados en el paréntesis si éste queda precedido por signo negativo.

• Se extrae factor común de cada grupo formado (es decir, aplicamos el caso 1 en cada expresión encerrada en paréntesis).

• Por último, se extrae factor común de toda la expresión (es decir, nuevamente se aplica el caso 1; en esta ocasión, el factor común es una expresión encerrada en paréntesis)  

• Caso 3: Diferencia de cuadrados perfectos.

  
  

  Característica y cuando aplicarlo.

• Se aplica solamente en binomios, donde el primer término es positivo y el segundo término es negativo.

•  Se reconoce porque los coeficientes de los términos son números cuadrados perfectos (es decir números que tienen raíz cuadrada exacta, como 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144, 169, 196, 225, 256, 289, 324, 361, 400, etc.) y los exponentes de las letras son cantidades pares (2, 4, 6, 8n, 10m, 16b, etc.). 

Cómo realizar la factorización. 

• Se extrae la raíz cuadrada de cada término: Al coeficiente se le extrae la raíz cuadrada normalmente (por ejemplo: √81 = 9) y a las letras, su exponente se divide entre 2 (por ejemplo: √x^6 = x^3; √m^8 = m^4; √p^2 = p). Esto último se fundamenta en la propiedad de la radicación: .

• Se abren dos grupos de paréntesis (conectados entre sí por multiplicación).

• Las raíces cuadradas que se obtuvieron de cada término se anotan dentro de cada paréntesis: en el primero van sumando y en el segundo van restando (es decir, se obtiene el producto notable llamado SUMA POR DIFERENCIA).

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  Caso 4: Trinomio cuadrado perfecto. (TCP)

  
  

  Característica y cuando aplicarlo.

• El trinomio debe estar organizado en forma ascendente o descendente (cualquiera de las dos).

• Tanto el primero como el tercer término deben ser positivos. Asimismo, esos dos términos deben ser cuadrados perfectos (es decir, deben tener raíz cuadrada exacta). En otras palabras, el primero y el tercer término deben reunir las características de los términos que conforman una Diferencia de Cuadrados Perfectos (Caso 3). 

Cómo realizar la factorización. 

• Primero debemos verificar que se trata de un Trinomio Cuadrado Perfecto (TCP). Para ello extraemos la raíz cuadrada tanto del primer como del tercer término.Realizamos el doble producto de las raíces obtenidas y comparamos con el segundo término (sin fijarnos en el signo de éste). Si efectivamente nos da, entonces tenemos un TCP.La factorización de un TCP es un binomio al cuadrado, que se construye anotando las raíces cuadradas del primer y tercer término, y entre ellas el signo del segundo término. 

  

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  Caso 5: Trinomio de la forma x^2n + bx^n + c 

  
  

  Característica y cuando aplicarlo.

  • El trinomio debe estar organizado en forma descendente.

  • El coeficiente del primer término debe ser uno (1).

  • El grado (exponente) del primer término debe ser el doble del grado (exponente) del segundo término. 

  Cómo realizar la factorización. 

• Se abren dos grupos de paréntesis.Se le extrae la raíz cuadrada al primer término y se anota al comienzo de cada paréntesis.Se definen los signos: el signo del primer paréntesis se obtiene al multiplicar los signos del primer y segundo término; el signo del segundo paréntesis se obtiene al multiplicar los signos del segundo y tercer término.Buscamos dos cantidades que multiplicadas den como resultado el término independiente (es decir c), y que sumadas den como resultado el coeficiente del segundo término (es decir b).Se anotan las cantidades que satisfacen las condiciones anteriores en los espacios en blanco de cada paréntesis, en sus lugares respectivos. 

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  Caso 6: Trinomio de la forma ax^2 + bx + c
  Característica y cuando aplicarlo.  
  • El trinomio debe estar organizado en forma descendente.
  • El coeficiente principal (es decir, del primer término) debe ser positivo y diferente de uno (a≠1).
  • El grado (exponente) del primer término debe ser el doble del grado (exponente) del segundo término.
  Cómo realizar la factorización. 

  • Debemos multiplicar y dividir el trinomio por el coeficiente principal, es decir, a.

  • En el numerador efectuamos la propiedad distributiva teniendo presente que en el segundo término el producto no se realiza sino que se deja expresado: la cantidad que entra y la variable quedan agrupadas dentro de un paréntesis y el coeficiente original queda por fuera.

  • Se expresa el primer término como el cuadrado de lo que quedó en paréntesis en el segundo término.

  • Aplicamos caso 5 (Trinomio de la forma x^2+bx +c) en el numerador.

  • Aplicamos caso 1 (Factor común) en los paréntesis formados.

  • Finalmente, simplificamos la fracción (para eliminar el denominador). 
    

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  Caso 7: Suma y diferencia de cubos. 

  
  

  Característica y cuando aplicarlo.  

  • Se aplica solamente en binomios, donde el primer término es positivo (el segundo término puede ser positivo o negativo).

  • Se reconoce porque los coeficientes de los términos son números cubos perfectos (es decir números que tienen raíz cúbica exacta, como 1, 8, 27, 64, 125, 216, 343, 512, 729, 1000, etc.) y los exponentes de las letras son múltiplos de tres (3, 6, 9, 12, 15p, 18c, etc.). 

  Cómo realizar la factorización. 

  • Se extrae la raíz cúbica de cada término: Al coeficiente se le extrae la raíz cúbica normalmente (por ejemplo: 3^√8 = 2  ) y a las letras, su exponente se divide entre 3 (por ejemplo: 3^√x^6 = x^2; 3^√y^9 = y^3). Esto se justifica por la propiedad de la radicación: .

  • Se abren dos grupos de paréntesis (conectados entre sí por multiplicación).

  • En el primer paréntesis (llamado FACTOR CORTO) se construye un binomio con las raíces cúbicas que ya se obtuvieron. En el segundo paréntesis (llamado FACTOR LARGO) se construye un trinomio con los términos que se anotaron en el factor corto, en el siguiente orden: el primero al cuadrado, luego el primero por el segundo y, por último el segundo al cuadrado. 

  • Por último definimos los signos, de la siguiente manera: Si se trata de una suma de cubos, en el factor corto va signo positivo y en el factor largo van signos intercalados iniciando con positivo. Si tenemos una diferencia de cubos, en el factor corto va signo negativo y en el factor largo van signos positivos.

  • Los siguientes son los modelos que resumen lo anterior: Suma de Cubos: Diferencia de Cubos:
    

  •  IMPORTANTE: En algunas ocasiones el factor corto puede volverse a factorizar (debe revisarse). El factor largo no es necesario inspeccionarlo ya que no permite ser factorizado.