Operaciones con Polinomios

 

Objetivos de Aprendizaje

·         Sumar polinomios con más de una variable.

·         Restar polinomios con más de una variable.

·         Multiplicar polinomios con más de una variable.

·         Dividir polinomios con más de una variable.

 

Introducción

 

Así como puedes realizar las cuatro operaciones en polinomios con una variable, puedes sumar, restar, multiplicar, y dividir polinomios con más de una variable. El proceso es exactamente el mismo, pero tienes más variables que tomar en cuenta. Cuando estás sumando o restando polinomios con más de una variable, debes tener cuidado de combinar sólo los términos semejantes. Cuando multiplicas o divides, también debes poner atención a todas las variables y términos. Puedes multiplicar y dividir términos que no son semejantes, pero al sumar o restar términos, deben ser semejantes.

 

Sumando Polinomios con Más de Una Variable

 

Para sumar polinomios, primero necesitas identificar los términos semejantes en los polinomios y luego combinarlos de acuerdo con operaciones correctas. Como los términos semejantes deben tener exactamente las mismas variables elevadas a la misma potencia, hay que poner atención al identificarlos en los polinomios de múltiples variables. Algunas veces se usan paréntesis para distinguir entre la suma de dos polinomios y la suma de una colección de monomios. En el caso de la suma, puedes simplemente eliminar los paréntesis y realizar la suma.

 

 

Ejemplo

Problema

Sumar. (4x2 – 12xy + 9y2) + (25x2 + 4xy – 32y2)

 

 

4x2 +(12xy) + 9y2 + 25x2 + 4xy + (32y2)

Elimina los paréntesis agrupando el polinomio y reescribe cualquier resta como la suma del opuesto.

 

(4x2 +25x2) +[(12xy)+ 4xy] + [9y2+ (32y2)] 

 

Agrupa los términos semejantes usando las propiedades conmutativa y asociativa.

 

29x2 + (8xy) +(23y2)

Combina los términos semejantes.

Respuesta

La suma es 29x2 8xy 23y2.

Reescribe la resta.

 

 

A algunas personas se les hace más fácil escribir una suma polinomial de manera vertical para combinar los términos semejantes. El proceso de sumar polinomios es el mismo, pero el arreglo de los términos es diferente. El ejemplo siguiente muestra este método “vertical” de sumar polinomio:

 

 

Ejemplo

Problema

Sumar. (3x + 2y – 4z ) + (45x y + 75z)

 

 

 

 

  3x

+

2y

  4z

 

+

45x

  y

+

75z

 

Escribe un polinomio debajo del otro, asegurándote de alinear los términos semejantes.

 

 

  48x

+

y

+

71z

 

Combina los términos semejantes, poniendo atención en los signos.

Respuesta

La suma es 48x + y + 71z.

 

 

 

Cuando no hay un término semejante para cada polinomio, habrá espacios vacíos en el arreglo vertical de los polinomios. Este arreglo hace más fácil comprobar que estas combinado sólo términos semejantes.

 

 

Ejemplo

Problema

Sumar. (10ab + 15ac – 25bc + 5) + (4ab – 8bc – 12)

 

 

 

 

10ab

+

15ac

25bc

+

  5

 

+

  4ab

 

 

  8bc

12

 

Escribe un polinomio debajo del otro, asegurándote de alinear los términos semejantes.

 

 

14ab

+

15ac

33bc

7

Combina los términos semejantes, poniendo atención en los signos.

Respuesta

La suma es 14ab + 15ac – 33bc – 7.

 

 

 

Suma.

(8a3b2 + 6a2b 4b2 + 5) + (10a2b 4a3b2 + 6a2 – 7)

 

A) 18a3b2 + 2a2b + 2b2 – 2

 

B) 4a3b2 + 16a2b + 6a2 4b2 – 2

 

C) 18a3b2 + 2a2b + 6a2 4b2 – 2

 

D) 4a6b4 + 16a4b2 + 6a2 4b2 – 2

 

Mostrar/Ocultar Respuesta

A) 18a3b2 + 2a2b + 2b2 – 2

Incorrecto. Asegúrate de sólo combinar los términos semejantes. La secuencia de términos en los polinomios no es la misma. Además, los ´terminos 4b2 y 6a2 no son términos semejantes y no pueden ser combinados. La respuesta correcta es 4a3b2 + 16a2b + 6a2 4b2 – 2.

 

B) 4a3b2 + 16a2b + 6a2 4b2 – 2

Correcto.

(8a3b2 + 6a2b 4b2 + 5) + (10a2b 4a3b2 + 6a2 – 7)

  = 8a3b2 4a3b2 + 6a2b + 10a2b 4b2 + 6a2 – 7+ 5

  = 4a3b2 + 16a2b + 6a2 4b2 – 2.

 

C) 18a3b2 + 2a2b + 6a2 4b2 – 2

Incorrecto. Asegúrate de sólo combinar los términos semejantes. La secuencia de términos en los polinomios no es la misma. La respuesta correcta es 4a3b2 + 16a2b + 6a2 4b2 – 2.

 

D) 4a6b4 + 16a4b2 + 6a2 4b2 – 2

Incorrecto. Cuando sumes términos semejantes, no sumes los exponentes, sólo los coeficientes. La respuesta correcta es 4a3b2 + 16a2b + 6a2 4b2 – 2.

 

 

 

Restando Polinomios con Más de Una Variable

 

Para restar polinomios con más de una variable, puedes aplicar el mismo proceso usado para restar polinomios con una variable. Para eliminar los paréntesis después del signo de resta, debes multiplicar cada término por 1.

 

 

Ejemplo

Problema

Restar. (14x3y2 – 5xy + 14y) – (7x3y2 – 8xy + 10y)

14x3y2 – 5xy + 14y – 7x3y2 + 8xy  – 10y

Elimina los paréntesis. ¡Observa los signos!

14x3y2  – 7x3y2 – 5xy  + 8xy + 14y – 10y

Reagrupa para juntar los términos. Cuando reagrupas términos que son restados, piensa en la resta como la “suma del opuesto” y mueve el signo negativo junto con el término.

 

7x3y2 + 3xy  + 4y

Combina los términos semejantes.

Respuesta

La resta es 7x3y2 + 3xy + 4y.

 

 

 

Una manera alternativa de resolverlo es el método vertical para arreglar el problema de resta. Este método se muestra a continuación para un problema distinto. Ambos métodos son efectivos para restar polinomios — la idea es identificar y organizar los términos semejantes para poder operarlos.

 

Ejemplo

Problema

Restar. (10a3  + 5b2  – 5c + 10) – (15 + 5c  – 15b2 + 10a3)

 

 

10a3

+

5b2

5c

+

10

 

  – (10a3

15b2

+

5c

+

15)

 

Organiza los términos semejantes usando el método vertical.

 

 

0

+

20b2

10c

5

 

Combina los términos semejantes. Pon atención en los signos al momento de restar.

Respuesta

La diferencia es 20b2 10c – 5.

 

 

 

Los ejemplos siguientes ilustran los métodos de izquierda a derecha y vertical para ella misma resta de polinomios. Piensa en qué método te parece más fácil.

 

 

Ejemplo

Problema

Restar. (3x4y3 + 5x3y2  –  2x2y2)   (2x4y3 + 4x3y2 2x2y3 1)

3x4y3 + 5x3y2  –  2x2y2 + 2x4y3 4x3y2 + 2x2y3 + 1

Elimina los paréntesis. El primer polinomio no cambia. Los signos del segundo polinomio sí cambian.

3x4y3 + 2x4y3 + 5x3y2 4x3y2  –  2x2y2 + 2x2y3 + 1

 

Reagrupa usando las propiedades conmutativa y asociativa.

 

5x4y3 + x3y2  2x2y2 + 2x2y3 + 1

 

 

Combina los términos semejantes.

Respuesta

La resta es 5x4y3 + x3y2 2x2y2 + 2x2y3 + 1.

 

 

Ejemplo

Problema

Restar. (3x4y3 + 5x3y2 2x2y2)   (2x4y3 + 4x3y2 2x2y3 1)

 

 

 

 

 3x4y3

+

5x3y2

2x2y2

 

 

 

 

(2x4y3

+

4x3y2

 

 

2x2y3

1)

Escribe un polinomio debajo del otro, asegurándote de alinear los términos semejantes.

 

 

 

5x4y3

+

 x3y2

2x2y2

+

2x2y3

+

1

 

Combina los términos semejantes, poniendo atención en los signos.

Respuesta

La resta es 5x4y3 + x3y2 2x2y2+ 2x2y3 + 1.

 

 

 

Multiplicando Polinomios con Más de Una Variable

 

Los polinomios con más de una variable también pueden multiplicarse unos con otros. Usas las mismas técnicas que cuando multiplicas polinomios con una variable. Considera el siguiente ejemplo.

 

(4x2y3)(5x4y2)

 

Ese es un ejemplo de una multiplicación de dos polinomios, específicamente monomios, con dos variables. Para hacer esta multiplicación, multiplica los coeficientes y usas las reglas de los exponentes para encontrar el exponente para cada variable y calcular el producto. Veamos.

 

(4x2y3)(5x4y2) = (4 • 5)(x2+4)(y3+2) = 20x6y5

 

Para multiplicar uno monomio por un binomio, usas la propiedad distributiva de la misma forma que cuando multiplicas polinomios de una variable.

 

 

Ejemplo

Problema

Multiplicar.

 

 

 

Multiplica usando la propiedad distributiva.

Respuesta

El producto es .

 

 

 

Para multiplicar dos binomios que contienen más de una variable, puedes usar el método FOIL (First, Outer, Inner, Last) que funciona para binomios de una variable. Después de todo, FOIL es simplemente un atajo para usar la propiedad distributiva para multiplicar cada término en un binomio por cada término en el otro binomio. Este proceso funciona para multiplicar cualquier par de binomios. A continuación se muestran dos ejemplos.

 

 

Ejemplo

Problema

Multiplicar. (4x – 7xy)(2y + 3x)

 

 

4x • 2y = 8xy

First

4x • 3x = 12x2

Outer

7xy • 2y = 14xy2

Inner

7xy • 3x = 21x2y

Last

 

Ten cuidado al incluir el signo negativo de 7xy, ya que el término está siendo restado.

 

8xy + 12x2 – 14xy2 – 21x2y

Combina los términos para formar una expresión.

Respuesta

El producto es 8xy + 12x2 – 14xy2 – 21x2y.

 

 

El siguiente ejemplo muestra el producto de un binomio y un trinomio, cada uno con dos variables. Como FOIL sólo puede usarse con el producto de dos binomios, necesitas multiplicar sistemáticamente cada término en el binomio con cada término en el trinomio.

 

 

Ejemplo

Problema

Multiplicar. (9b ab)(5a2b + 7ab b)

 

 

9b(5a2b + 7ab b)

45a2b2 + 63ab2 9b2

 

 

 

 

 ab(5a2b + 7ab b)

5a3b2 7a2b2 + ab2

 

Multiplica 9b por cada término en el trinomio, poniendo atención a los signos.

 

Multiplica ab por cada término en el trinomio, poniendo atención a los signos.

 

45a2b2 + 63ab2 9b2 5a3b2 7a2b2 + ab2

Combina los productos.

45a2b2 + 63ab2 9b2 - 5a3b2 7a2b2 + ab2

38a2b2 + 64ab2 9b2 5a3b2

Combina los términos semejantes.

Respuesta

El producto es 38a2b2 + 64ab2 9b2 5a3b2.

 

 

Al multiplicar polinomios multivariable de esta manera, algunas personas prefieren acomodar la multiplicación de manera vertical — como lo harías al multiplicar 45 • 189. El ejemplo siguiente muestra (9b ab)(5a2b + 7abb) acomodado de manera vertical.

 

 

Ejemplo

Problema

(9b ab)(5a2b + 7ab b)

 

 

 

9b

ab

x

5a2b

+ 7ab

b

 

 

9b2

+ ab2

 

 

Acomoda el problema de manera vertical, y empieza multiplicando

9b ab por b. ¡Asegúrate de poner atención a los signos! Coloca los productos debajo, como se muestra.

 

 

 

9b

ab

x

5a2b

+ 7ab

b

 

 

- 9b2

+ ab2

 

7a2b2

 

+ 63ab2

Ahora multiplica 9b ab por+7ab. Observa que(9b)(7ab) = 63ab2; ya que este término es similar a ab2, colócalo directamente debajo.

 

 

 

9b

ab

x

5a2b

+ 7ab

b

 

 

9b2

+ ab2

 

7a2b2

 

+ 63ab2

5a3b2

+ 45a2b2

 

 

Finalmente, multiplica 9b ab por 5a2b.

 

 

 

9b

ab

 

 

5a2b

+ 7ab

b

 

 

- 9b2

+ ab2

 

7a2b2

 

+ 63ab2

- 5a3b2

+ 45a2b2

 

 

- 5a3b2

+ 38a2b2

- 9b2

+ 64ab2

Ahora suma los términos semejantes.

Respuesta

5a3b2 + 38a2b2 – 9b2 + 64ab2

 

 

 

Observa que los productos de los dos ejemplos son iguales, aunque el orden individual de los términos es diferente debido a los métodos diferentes de solución.

 

 

Encuentra el producto.

4pt2(5pt3 + 3pt2t)

 

A) 20p2t5 – 12p2t4 + 4pt3

 

B) 20t5 + 12p2t4 – 4pt3

 

C) 20pt6 – 12pt4 + 4pt2

 

D) 20p2t5 + 3pt2t

 

Mostrar/Ocultar Respuesta

A) 20p2t5 – 12p2t4 + 4pt3

Correcto. Al reescribir la resta como una suma de opuestos obtienes 4pt2(5pt3 + 3pt2 + (t)). Distribuyendo el monomio 4pt2 obtienes 4pt2 • 5pt3 + (4pt2 • 3pt2) + (4pt2 t), que es

20p2t5 – 12p2t4 + 4pt3.

 

B) 20t5 + 12p2t4 – 4pt3

Incorrecto. El negativo debe ser distribuido a todos los términos con el 4pt2. Esto cambia el signo de los términos de en medio y el último. La respuesta correcta es 20p2t5 – 12p2t4 + 4pt3.

 

C) 20pt6 – 12pt4 + 4pt2

Incorrecto. Por las leyes de los exponentes, sumas (no multiplicas) los exponentes cuando estas multiplicando:

4pt2 • 5pt3 + (4pt2 • 3pt2) + (4pt2 t) es 20p2t5 – 12p2t4 + 4pt3.La respuesta correcta es

20p2t5 – 12p2t4 + 4pt3.

 

D) 20p2t5 + 3pt2t

Incorrecto. Debes distribuir el monomio a los tres términos en el polinomio, no sólo al primero: 4pt2 • 5pt3 + (4pt2 • 3pt2) + (4pt2 t). La respuesta correcta es 20p2t5 – 12p2t4 + 4pt3.

 

 

 

Dividiendo Polinomios con Más de Una Variable

 

La cuarta operación aritmética es la división. Los polinomios con más de una variable también pueden dividirse. Cuando divides monomios con más de una variable, divides los coeficientes y luego divides las variables. Cuando hay exponentes con la misma base, las reglas de los exponentes dicen que puedes dividir al restar los exponentes. Considera el siguiente ejemplo.

 

Ejemplo

Problema

Dividir.

 

 

 

Para hacerlo más fácil, puedes romper los coeficientes y variables en factores numéricos y de variables.

 

Divide los coeficientes, y luego divide las variables restando los exponentes con bases semejantes.

 

 

Reescribe con exponentes positivos.

Respuesta

El cociente es .

 

 

Ahora vemos otro ejemplo de dividir un trinomio con más de una variable entre un monomio con más de una variable. Se sigue el mismo procedimiento que cuando tenías una variable, pero necesitas poner atención al distinguir entre variables.

 

 

Ejemplo

Problema

Dividir.

 

 

Para hacerlo más fácil, puedes romper la división en términos en el polinomio ya que cada término está siendo dividido entre 2x2y.

 

Realiza la división de cada término dividiendo los coeficientes y dividiendo las variables restando los exponentes de las variables con bases similares.

Respuesta

El cociente es .

 

 

 

Dividir.

 

A) 5st22s2t + 1

 

B) 5st2 – 10s3t3 + 5st2

 

C) 20st25s2t

 

D)

 

Mostrar/Ocultar Respuesta

A) 5st22s2t + 1

Correcto. Divide cada término en el polinomio entre el monomio: .

 

B) 5st2 – 10s3t3 + 5st2

Incorrecto. Sólo dividiste el primer término. Divide cada término en el polinomio entre el monomio: . La respuesta correcta es 5st22s2t + 1.

 

C) 20st25s2t

Incorrecto. Debes dividir, no restar, los coeficientes. La respuesta correcta es 5st22s2t + 1.

 

D)

Incorrecto. Realiza la división para simplificar. No hay problema con que no sean términos semejantes, de todos modos puedes dividir. Debes tener términos semejantes cuando sumas o restas términos, no cuando multiplicas o divides. Divide cada término en el polinomio entre el monomio: . La respuesta correcta es 5st22s2t + 1.

 

 

 

Sumario

 

Al realizar sumas, restas, multiplicaciones , y divisiones de polinomios con más de una variable se siguen los mismos pasos que al operar polinomios de una variable. Las cosas importantes en las que hay que poner atención son que debes combinar sólo términos semejantes, aplicar correctamente las reglas de los exponentes, las operaciones con enteros, y el orden de las operaciones.