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Álgebra 1 Bachillerato: Ruffini, fracciones algebraicas y 100 ejercicios resueltos
Álgebra 1 Bachillerato: cuaderno de 100 ejercicios resueltos y graduados
Este cuaderno está pensado para practicar el bloque de Álgebra de 1.º de Bachillerato con una secuencia clara. Cada solución identifica la estructura, desarrolla el procedimiento y cierra con el resultado y sus comprobaciones.
Reúne práctica graduada de productos notables, factorización, división de polinomios, Ruffini, teoremas, fracciones algebraicas, binomio de Newton, ecuaciones e inecuaciones. La explicación monográfica de polinomios y Ruffini permanece en el recurso específico de polinomios, productos notables y factorización.
Criterio de resolución: identificar la estructura, escribir cada transformación y comprobar el resultado antes de pasar al ejercicio siguiente.
Autor: José María, Marlu Educativa · Revisión académica y editorial: 13 de agosto de 2026.
Qué trabaja este cuaderno y cuál es su frontera
Este cuaderno tiene una función concreta: practicar y conectar las herramientas algebraicas de 1.º de Bachillerato. Cuando un contenido necesita aprenderse desde cero, conviene acudir a su monográfico. Aquí no se desarrollan sistemas de ecuaciones, ecuaciones exponenciales o logarítmicas, matrices, determinantes, geometría analítica ni el estudio de funciones.
Aquí sí
Práctica progresiva de polinomios, productos notables, Ruffini, teoremas, fracciones algebraicas, binomio de Newton, ecuaciones e inecuaciones, más seis retos para traducir contextos reales al lenguaje algebraico.
Aquí no
Desarrollo monográfico de polinomios; sistemas de ecuaciones; ecuaciones exponenciales y logarítmicas; matrices y determinantes; geometría analítica; o estudio completo de funciones. Cada bloque conserva su recurso propio.
Objetivo
Ganar seguridad operativa y reducir errores de signo, cancelaciones incorrectas o restricciones olvidadas.
Mapa rápido del bloque
Antes de operar es necesario reconocer la estructura. Esta tabla resume las decisiones principales del bloque de Álgebra de 1.º de Bachillerato.
| Si ves | Piensa | Cuidado con |
|---|---|---|
| \((a+b)^2\), \((a-b)^2\), \(a^2-b^2\) | Producto notable | No olvidar el doble producto |
| Polinomio de grado 3 o 4 | Raíces enteras y Ruffini | Probar divisores del término independiente |
| Fracción con polinomios | Factorizar antes de cancelar | No cancelar sumandos |
| Varios denominadores | Denominador común | Conservar restricciones originales |
| \((a+b)^n\) | Binomio de Newton | Signos y coeficientes binomiales |
| Inecuación con factores | Tabla de signos | Distinguir ceros y valores prohibidos |
Diagnóstico rápido por bloques
Empieza por el tramo que más te cueste. No hace falta repetir las cien actividades si el fallo está concentrado en un bloque.
| Ejercicios | Qué revisas | Señal de control |
|---|---|---|
| 1–16 | Productos notables y factorización | Identidades, factor común y signos |
| 17–34 | Polinomios, división y Ruffini | Coeficientes ordenados y comprobación de la división |
| 35–52 | Resto, factor, raíces, m.c.d. y m.c.m. | Relación entre \(P(a)\), raíz y factor |
| 53–83 | Fracciones algebraicas | Restricciones, factorización y denominador común |
| 84–89 | Binomio de Newton | Coeficientes, potencias y signos |
| 90–100 | Ecuaciones, inecuaciones y problemas | Dominio, tabla de signos y comprobación |
| Retos y simulacro | Modelización y transferencia | Incógnita, condiciones e interpretación final |
Método de trabajo
El álgebra se estudia mejor por capas. Primero hay que dominar productos notables y factorización. Después Ruffini y raíces. Luego fracciones algebraicas. Finalmente ecuaciones e inecuaciones, donde todo lo anterior se mezcla.
Reconocer la forma. No se empieza igual una diferencia de cuadrados que una fracción algebraica.
Factorizar. Muchas expresiones se simplifican al escribirlas como producto de factores.
Operar con restricciones. Las restricciones del denominador original se conservan después de simplificar.
Revisar. Sustituir un valor, comprobar un resto o verificar un signo permite detectar errores.
Productos notables y factorización
Los productos notables permiten desarrollar y factorizar expresiones de forma sistemática. En 1.º de Bachillerato es necesario reconocer su estructura y aplicar cada identidad con sus signos.
Para factorizar, el orden práctico es este: factor común, identidades notables, trinomios de segundo grado, raíces enteras y Ruffini. Seguir ese orden facilita la elección del procedimiento.
Polinomios, división y Ruffini
Un polinomio no se maneja solo expandiendo. Hay que saber evaluarlo, dividirlo y descomponerlo. La regla de Ruffini es especialmente útil cuando se divide entre \(x-a\), porque permite trabajar con coeficientes y localizar raíces.
Esta igualdad es una de las ideas más importantes del tema. Si al dividir por \(x-a\) el resto es cero, entonces \(x-a\) es factor de \(P(x)\).
Teorema del resto, teorema del factor y raíces
El teorema del resto permite calcular restos sin hacer divisiones largas. El teorema del factor permite decidir si una expresión divide exactamente a un polinomio. En la práctica, ambos se usan juntos para factorizar.
Detalle importante: si \(P(a)=0\), entonces \(a\) es raíz de \(P(x)\) y \(x-a\) es factor. Las tres afirmaciones expresan la misma relación algebraica.
M.c.d. y m.c.m. de polinomios
El m.c.d. y el m.c.m. de polinomios se calculan a partir de sus factorizaciones. Trabajar directamente con los polinomios desarrollados oculta los factores comunes.
| Concepto | Cómo se elige | Ejemplo con factores |
|---|---|---|
| M.c.d. | Comunes con menor exponente | De \((x-1)^2(x+2)\) y \((x-1)(x+2)^3\): \((x-1)(x+2)\) |
| M.c.m. | Todos con mayor exponente | De los mismos: \((x-1)^2(x+2)^3\) |
Fracciones algebraicas
Una fracción algebraica se simplifica mediante factorización, no cancelando letras aisladas. Solo pueden reducirse factores completos que multipliquen a todo el numerador y a todo el denominador.
Control necesario: en \(\dfrac{x+3}{x}\) no se puede cancelar la \(x\). Arriba hay una suma, no un producto común.
Pasos seguros para simplificar
- Factorizar numerador y denominador.
- Anotar las restricciones del denominador original.
- Cancelar solo factores completos.
- Dar el resultado simplificado y conservar las restricciones.
Binomio de Newton
El binomio de Newton permite desarrollar potencias como \((a+b)^5\) sin multiplicar cinco veces. Es un tema corto, pero exige orden con coeficientes y signos.
En una diferencia, por ejemplo \((a-b)^n\), los signos alternan y deben controlarse término a término.
Ecuaciones e inecuaciones algebraicas
Una ecuación pregunta dónde una expresión vale cero. Una inecuación pregunta en qué intervalos es positiva o negativa. Por eso las inecuaciones se resuelven muy bien con tablas de signos.
Pasar todo a un miembro.
Factorizar numerador y denominador.
Colocar ceros y valores prohibidos en la recta real.
Estudiar signos por intervalos y escribir la solución.
Errores frecuentes y control del procedimiento
Cancelar sumandos
Escribir \(\frac{x+2}{x}=2\) es falso. Solo se cancelan factores completos.
Olvidar restricciones
Si el denominador original se anula en \(x=3\), ese valor queda prohibido aunque luego se cancele un factor.
Cambiar mal signos
En una resta de polinomios se cambia el signo de todo el segundo paréntesis.
Usar Ruffini sin comprobar
Ruffini sirve con divisores de la forma \(x-a\). Si el divisor no tiene esa forma, hay que ajustar o hacer división normal.
Confundir raíz y factor
Si \(2\) es raíz, el factor es \(x-2\), no \(x+2\).
Meter soluciones prohibidas
En ecuaciones racionales hay que comprobar que la solución no anula ningún denominador original.
100 ejercicios resueltos de álgebra de 1 Bachillerato
Los ejercicios están ordenados de forma progresiva. Primero aparecen los mecanismos básicos, después los ejercicios de examen y al final los que combinan varias ideas. Se recomienda trabajar por bloques y revisar cada transformación antes de continuar.
Productos notables
Desarrolla \(\left(x + 5\right)^{2}\).
-
Identidad. Se aplica \((a+b)^2=a^2+2ab+b^2\), con \(a=x\) y \(b=5\).
-
Sustitución.
\[x^2+2\cdot x\cdot5+5^2=x^2+10x+25\]
Desarrolla \(\left(2 x - 3\right)^{2}\).
-
Identidad. Se aplica \((a-b)^2=a^2-2ab+b^2\), con \(a=2x\) y \(b=3\).
-
Sustitución y reducción.
\[(2x)^2-2\cdot(2x)\cdot3+3^2=4x^2-12x+9\]
Desarrolla \(\left(3 x - 2 y\right) \left(3 x + 2 y\right)\).
-
Estructura. Los factores tienen los mismos términos y signos opuestos: \((a-b)(a+b)=a^2-b^2\).
-
Sustitución.
\[(3x)^2-(2y)^2=9x^2-4y^2\]
Desarrolla \(\left(x + 4\right)^{3}\).
-
Identidad. Se usa \((a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3\).
-
Sustitución.
\[x^3+3x^2\cdot4+3x\cdot4^2+4^3\] -
Reducción.
\[x^3+12x^2+48x+64\]
Desarrolla \(\left(2 a - b\right)^{3}\).
-
Identidad. Se aplica \((u-v)^3=u^3-3u^2v+3uv^2-v^3\), con \(u=2a\) y \(v=b\).
-
Sustitución.
\[(2a)^3-3(2a)^2b+3(2a)b^2-b^3\] -
Reducción.
\[8a^3-12a^2b+6ab^2-b^3\]
Desarrolla \(\left(x - 2\right) \left(x + 2\right) \left(x + 3\right)\).
-
Primera estructura. Los dos primeros factores forman una suma por diferencia.
\[(x-2)(x+2)=x^2-4\] -
Producto restante. Se distribuye \(x+3\) sobre el binomio obtenido.
\[(x^2-4)(x+3)=x^3+3x^2-4x-12\]
Factorización
Factoriza \(x^{2} + 8 x + 16\).
-
Reconocimiento. \(x^2\) y \(16=4^2\) son cuadrados, y el término central cumple \(8x=2\cdot x\cdot4\).
-
Identidad inversa.
\[x^2+2\cdot x\cdot4+4^2=(x+4)^2\]
Factoriza \(9 x^{2} - 25\).
-
Reconocimiento. La expresión es una diferencia de cuadrados: \(9x^2=(3x)^2\) y \(25=5^2\).
-
Factorización. Se aplica \(a^2-b^2=(a-b)(a+b)\).
\[(3x)^2-5^2=(3x-5)(3x+5)\]
Factoriza \(4 x^{2} - 12 x + 9\).
-
Reconocimiento. \(4x^2=(2x)^2\), \(9=3^2\) y \(-12x=-2\cdot2x\cdot3\).
-
Identidad inversa.
\[(2x)^2-2\cdot(2x)\cdot3+3^2=(2x-3)^2\]
Factoriza \(x^{3} + 6 x^{2} + 12 x + 8\).
-
Reconocimiento. Los coeficientes \(1,6,12,8\) coinciden con el cubo de una suma para \(a=x\) y \(b=2\).
-
Comprobación.
\[x^3+3x^2\cdot2+3x\cdot2^2+2^3=x^3+6x^2+12x+8\]
Factoriza \(x^{3} - 27\).
-
Estructura. \(27=3^3\), por lo que se trata de una diferencia de cubos.
-
Identidad. Se aplica \(a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2)\).
\[x^3-3^3=(x-3)(x^2+3x+9)\]
Factoriza \(2 x^{2} + 7 x + 3\).
-
Búsqueda de factores. Se necesitan dos binomios cuyo producto inicial sea \(2x^2\), cuyo término independiente sea \(3\) y cuyos productos cruzados sumen \(7x\).
-
Comprobación.
\[(2x+1)(x+3)=2x^2+6x+x+3=2x^2+7x+3\]
Factoriza \(6 x^{2} - x - 2\).
-
Descomposición central. Como \(3\cdot(-4)=-12\) y \(3-4=-1\), se separa \(-x\) en \(3x-4x\).
\[6x^2-x-2=6x^2+3x-4x-2\] -
Agrupación.
\[3x(2x+1)-2(2x+1)=(3x-2)(2x+1)\]
Factoriza \(x^{4} - 16\).
-
Primera diferencia de cuadrados.
\[x^4-16=(x^2)^2-4^2=(x^2-4)(x^2+4)\] -
Segunda factorización.
\[x^2-4=(x-2)(x+2)\]
Factoriza \(x^{4} - 5 x^{2} + 4\).
-
Cambio de variable. Al ser bicuadrado, se toma \(y=x^2\).
\[y^2-5y+4=(y-1)(y-4)\] -
Regreso a \(x\).
\[(x^2-1)(x^2-4)=(x-1)(x+1)(x-2)(x+2)\]
Factoriza \(3 x^{3} - 12 x\).
-
Factor común. Ambos términos contienen \(3x\).
\[3x^3-12x=3x(x^2-4)\] -
Diferencia de cuadrados.
\[x^2-4=(x-2)(x+2)\]
Polinomios
Calcula el valor de \(P(2)\) si \(P(x)=3 x^{4} - 2 x^{2} + x - 5\).
-
Sustitución. Se reemplaza cada \(x\) por \(2\), respetando las potencias.
\[P(2)=3\cdot2^4-2\cdot2^2+2-5\] -
Cálculo.
\[3\cdot16-2\cdot4+2-5=48-8+2-5=37\]
Calcula el valor de \(P(-1)\) si \(P(x)=- 2 x^{3} + 4 x^{2} - 7 x + 1\).
-
Sustitución con paréntesis.
\[P(-1)=-2(-1)^3+4(-1)^2-7(-1)+1\] -
Signos y suma.
\[2+4+7+1=14\]
Calcula el valor de \(P(3)\) si \(P(x)=x^{5} - 3 x^{3} + 2 x - 8\).
-
Sustitución.
\[P(3)=3^5-3\cdot3^3+2\cdot3-8\] -
Cálculo.
\[243-81+6-8=160\]
Calcula \((2 x^{3} - 5 x + 1)+(- x^{3} + 4 x^{2} + x - 7)\).
-
Agrupación por grados.
\[(2x^3-x^3)+4x^2+(-5x+x)+(1-7)\] -
Reducción de términos semejantes.
\[x^3+4x^2-4x-6\]
Calcula \((5 x^{4} - 3 x^{2} + x)-(2 x^{4} + x^{3} - 4 x + 6)\).
-
Distribución del signo menos. Cambian todos los signos del segundo polinomio.
\[5x^4-3x^2+x-2x^4-x^3+4x-6\] -
Agrupación por grados.
\[(5x^4-2x^4)-x^3-3x^2+(x+4x)-6\]
Calcula \((x^{2} - 3 x + 2)(2 x - 5)\).
-
Distribución. Cada término del trinomio multiplica al binomio.
\[x^2(2x-5)-3x(2x-5)+2(2x-5)\] -
Desarrollo.
\[2x^3-5x^2-6x^2+15x+4x-10\] -
Reducción.
\[2x^3-11x^2+19x-10\]
Calcula \((x^{3} + x^{2} - 2 x + 1)+(x^{2} - x + 4)\).
-
Alineación por grados.
\[x^3+(x^2+x^2)+(-2x-x)+(1+4)\] -
Reducción de términos semejantes.
\[x^3+2x^2-3x+5\]
División y Ruffini
Ruffini ahorra tiempo, pero no sustituye a la comprensión: el último número siempre es el resto.
Divide \(x^{3} - 2 x^{2} - 5 x + 6\) entre \(x - 3\).
-
Ruffini. Como el divisor es \(x-3\), se utiliza \(a=3\) con los coeficientes \(1,-2,-5,6\).
\[\begin{array}{r|rrrr}3&1&-2&-5&6\\&&3&3&-6\\ \hline&1&1&-2&0\end{array}\] -
Lectura. Los tres primeros valores forman el cociente y el último es el resto.
Comprobación: \(x^3-2x^2-5x+6=(x-3)(x^2+x-2)\).
Divide \(2 x^{4} - x^{3} + 3 x - 1\) entre \(x^{2} + 1\).
-
Ordenación. Se completa el término ausente.
\[2x^4-x^3+0x^2+3x-1\] -
División sucesiva. Los términos del cociente son \(2x^2\), \(-x\) y \(-2\).
\[\begin{aligned}2x^4-x^3+0x^2+3x-1-(2x^4+2x^2)&=-x^3-2x^2+3x-1,\\-x^3-2x^2+3x-1-(-x^3-x)&=-2x^2+4x-1,\\-2x^2+4x-1-(-2x^2-2)&=4x+1.\end{aligned}\] -
Lectura. El último polinomio tiene grado menor que el divisor, por lo que es el resto.
Comprobación: \(2x^4-x^3+3x-1=(x^2+1)(2x^2-x-2)+(4x+1)\).
Divide \(x^{4} - 3 x^{3} + 2 x^{2} + x - 5\) entre \(x - 2\).
-
Ruffini. Para \(x-2\) se toma \(a=2\) y la fila \(1,-3,2,1,-5\).
\[\begin{array}{r|rrrrr}2&1&-3&2&1&-5\\&&2&-2&0&2\\ \hline&1&-1&0&1&-3\end{array}\] -
Lectura. El cero conserva el término \(0x\) del cociente.
Comprobación: \(P(x)=(x-2)(x^3-x^2+1)-3\).
Divide \(3 x^{4} + 2 x^{3} - x + 7\) entre \(x + 1\).
-
Ruffini. \(x+1=x-(-1)\); se usa \(a=-1\) y se escribe un cero en el lugar del término \(x^2\), que no aparece.
\[\begin{array}{r|rrrrr}-1&3&2&0&-1&7\\&&-3&1&-1&2\\ \hline&3&-1&1&-2&9\end{array}\] -
Lectura. Los coeficientes \(3,-1,1,-2\) forman el cociente.
Divide \(x^{5} - 4 x^{3} + x^{2} - 1\) entre \(x^{2} - x + 1\).
-
Primer término. \(x^5/x^2=x^3\). Tras multiplicar y restar queda \(x^4-5x^3+x^2-1\).
-
Siguientes términos. \(x^4/x^2=x^2\) y después \((-4x^3)/x^2=-4x\). La resta deja \(-4x^2+4x-1\).
-
Último término. \((-4x^2)/x^2=-4\); al restar queda \(3\), de grado menor que el divisor.
Comprobación: \(x^5-4x^3+x^2-1=(x^2-x+1)(x^3+x^2-4x-4)+3\).
Aplica Ruffini para dividir \(x^{3} - 6 x^{2} + 11 x - 6\) entre \(x - 1\).
-
Preparación. \(x-1\) determina \(a=1\); los coeficientes son \(1,-6,11,-6\).
-
Ruffini.
\[\begin{array}{r|rrrr}1&1&-6&11&-6\\&&1&-5&6\\ \hline&1&-5&6&0\end{array}\]
Aplica Ruffini para dividir \(x^{4} - 5 x^{2} + 4\) entre \(x - 2\).
-
Preparación. Se escriben los coeficientes de todos los grados: \(1,0,-5,0,4\).
-
Ruffini con \(a=2\).
\[\begin{array}{r|rrrrr}2&1&0&-5&0&4\\&&2&4&-2&-4\\ \hline&1&2&-1&-2&0\end{array}\]
Aplica Ruffini para dividir \(2 x^{3} - 3 x^{2} - 8 x + 12\) entre \(x + 2\).
-
Preparación. Como \(x+2=x-(-2)\), se coloca \(-2\) junto a los coeficientes \(2,-3,-8,12\).
-
Ruffini.
\[\begin{array}{r|rrrr}-2&2&-3&-8&12\\&&-4&14&-12\\ \hline&2&-7&6&0\end{array}\]
El resto nulo confirma que \(x+2\) es factor.
Aplica Ruffini para dividir \(x^{4} + x^{3} - 7 x^{2} - x + 6\) entre \(x + 1\).
-
Preparación. \(x+1\) determina \(a=-1\); la fila completa es \(1,1,-7,-1,6\).
-
Ruffini.
\[\begin{array}{r|rrrrr}-1&1&1&-7&-1&6\\&&-1&0&7&-6\\ \hline&1&0&-7&6&0\end{array}\]
Aplica Ruffini para dividir \(3 x^{3} + 2 x^{2} - 5 x - 6\) entre \(x - 1\).
-
Preparación. Para \(x-1\) se utiliza \(a=1\) con \(3,2,-5,-6\).
-
Ruffini.
\[\begin{array}{r|rrrr}1&3&2&-5&-6\\&&3&5&0\\ \hline&3&5&0&-6\end{array}\]
Aplica Ruffini para dividir \(x^{5} - 2 x^{4} - x + 2\) entre \(x - 2\).
-
Preparación. Se incluyen los términos ausentes: coeficientes \(1,-2,0,0,-1,2\).
-
Ruffini con \(a=2\).
\[\begin{array}{r|rrrrrr}2&1&-2&0&0&-1&2\\&&2&0&0&0&-2\\ \hline&1&0&0&0&-1&0\end{array}\]
Teorema del resto
Calcula el resto de dividir \(P(x)=2 x^{4} - x^{3} + 5 x - 1\) entre \(x-2\).
-
Teorema del resto. Para el divisor \(x-2\), el resto es \(P(2)\).
-
Sustitución.
\[P(2)=2\cdot2^4-2^3+5\cdot2-1=32-8+10-1\]
Calcula el resto de dividir \(P(x)=x^{3} - 4 x^{2} + x + 6\) entre \(x+1\).
-
Teorema del resto. \(x+1=x-(-1)\), por lo que el resto es \(P(-1)\).
-
Sustitución.
\[P(-1)=(-1)^3-4(-1)^2+(-1)+6=-1-4-1+6\]
Calcula el resto de dividir \(P(x)=3 x^{5} - x^{2} + 4\) entre \(x-1\).
-
Teorema del resto. Para \(x-1\), se calcula \(P(1)\).
-
Sustitución.
\[P(1)=3\cdot1^5-1^2+4=3-1+4\]
Calcula el resto de dividir \(P(x)=x^{4} + 2 x^{3} - 7 x + 5\) entre \(x+2\).
-
Teorema del resto. \(x+2=x-(-2)\), así que se evalúa \(P(-2)\).
-
Sustitución.
\[P(-2)=(-2)^4+2(-2)^3-7(-2)+5=16-16+14+5\]
Teorema del factor
Comprueba si \(x+1\) es factor de \(P(x)=x^{3} - 4 x^{2} + x + 6\).
-
Valor asociado. El factor \(x+1\) corresponde a la posible raíz \(x=-1\).
-
Evaluación.
\[P(-1)=(-1)^3-4(-1)^2+(-1)+6=-1-4-1+6=0\]
Comprueba si \(x-3\) es factor de \(P(x)=x^{3} - 6 x^{2} + 11 x - 6\).
-
Valor asociado. El factor \(x-3\) corresponde a \(x=3\).
-
Evaluación.
\[P(3)=3^3-6\cdot3^2+11\cdot3-6=27-54+33-6=0\]
Comprueba si \(x-2\) es factor de \(P(x)=2 x^{3} - 3 x^{2} - 8 x + 12\).
-
Valor asociado. El factor \(x-2\) corresponde a \(x=2\).
-
Evaluación.
\[P(2)=2\cdot2^3-3\cdot2^2-8\cdot2+12=16-12-16+12=0\]
Halla \(k\) para que \(x-2\) sea factor de \(P(x)=x^3+kx^2-5x+2\) y factoriza después el polinomio.
-
Condición del factor. Por el teorema del factor, debe cumplirse \(P(2)=0\).
-
Cálculo del parámetro.
\[P(2)=2^3+k\cdot2^2-5\cdot2+2=8+4k-10+2=4k\] \[4k=0\Rightarrow k=0\] -
División. Con \(k=0\), se divide \(x^3-5x+2\) entre \(x-2\).
\[\begin{array}{r|rrrr}2&1&0&-5&2\\&&2&4&-2\\ \hline&1&2&-1&0\end{array}\] -
Factorización completa. El cociente es \(x^2+2x-1\), cuyas raíces son \(-1\pm\sqrt2\).
Raíces
Factoriza \(x^{3} - 6 x^{2} + 11 x - 6\) y halla sus raíces reales.
-
Primera raíz. Entre los divisores de \(6\), \(x=1\) anula el polinomio.
\[P(1)=1-6+11-6=0\] -
División. Ruffini con \(1\) produce \(x^2-5x+6\).
-
Factorización del cociente.
\[x^2-5x+6=(x-2)(x-3)\]
Factoriza \(x^{3} + x^{2} - 4 x - 4\) y halla sus raíces reales.
-
Agrupación.
\[x^3+x^2-4x-4=x^2(x+1)-4(x+1)\] -
Factor común y diferencia de cuadrados.
\[(x+1)(x^2-4)=(x+1)(x-2)(x+2)\]
Factoriza \(x^{4} - 5 x^{2} + 4\) y halla sus raíces reales.
-
Cambio de variable. Al aparecer solo potencias pares, se toma \(y=x^2\).
\[y^2-5y+4=(y-1)(y-4)=0\] -
Regreso a la variable original.
\[x^2=1\quad\text{o}\quad x^2=4\] -
Raíces. De las dos ecuaciones se obtienen \(x=\pm1\) y \(x=\pm2\).
Factoriza \(2 x^{3} - 3 x^{2} - 8 x + 12\) y halla sus raíces reales.
-
Primera raíz.
\[P(2)=16-12-16+12=0\Rightarrow x-2\text{ es factor}\] -
Ruffini. La división entre \(x-2\) da \(2x^2+x-6\).
-
Factorización del cociente.
\[2x^2+x-6=(2x-3)(x+2)\]
Factoriza \(x^{4} - 2 x^{3} - 7 x^{2} + 8 x + 12\) y halla sus raíces reales.
-
Primera raíz. \(P(2)=0\), de modo que Ruffini produce el cociente \(x^3-7x-6\).
-
Segunda raíz. El cociente se anula en \(x=-1\); una nueva división da \(x^2-x-6\).
-
Factorización final.
\[x^2-x-6=(x-3)(x+2)\]
MCD y MCM
Calcula el m.c.d. y el m.c.m. de \(P(x)=x^{2} - 1\) y \(Q(x)=x^{2} - 2 x + 1\).
-
Factorización.
\[P(x)=(x-1)(x+1),\qquad Q(x)=(x-1)^2\] -
Selección. El m.c.d. conserva el factor común con el menor exponente; el m.c.m. reúne todos con el mayor.
Calcula el m.c.d. y el m.c.m. de \(P(x)=x^{3} - x\) y \(Q(x)=x^{2} - x\).
-
Factorización.
\[P(x)=x(x^2-1)=x(x-1)(x+1),\qquad Q(x)=x(x-1)\] -
Selección de factores. \(x\) y \(x-1\) son comunes; \(x+1\) aparece solo en \(P\).
Calcula el m.c.d. y el m.c.m. de \(P(x)=x^{3} - 3 x^{2} + 2 x\) y \(Q(x)=x^{2} - 4\).
-
Factorización.
\[P(x)=x(x^2-3x+2)=x(x-1)(x-2)\] \[Q(x)=x^2-4=(x-2)(x+2)\] -
Selección. El único factor común es \(x-2\).
Calcula el m.c.d. y el m.c.m. de \(P(x)=x^{4} - 1\) y \(Q(x)=x^{3} - x\).
-
Factorización.
\[P(x)=(x^2-1)(x^2+1)=(x-1)(x+1)(x^2+1)\] \[Q(x)=x(x^2-1)=x(x-1)(x+1)\] -
Selección. Los factores comunes son \((x-1)(x+1)\); para el m.c.m. se añaden \(x\) y \(x^2+1\).
Calcula el m.c.d. y el m.c.m. de \(P(x)=x^{3} - 3 x - 2\) y \(Q(x)=x^{3} - 3 x^{2} + 4\).
-
Factorización de \(P\). \(P(2)=0\) y el cociente es \((x+1)^2\).
\[P(x)=(x-2)(x+1)^2\] -
Factorización de \(Q\). \(Q(2)=0\) y el cociente es \((x-2)(x+1)\).
\[Q(x)=(x-2)^2(x+1)\] -
Selección por exponentes. Para el m.c.d. se toman los menores; para el m.c.m., los mayores.
Fracciones algebraicas
A partir de aquí conviene ir más despacio. En fracciones algebraicas el resultado no vale si se han perdido las restricciones o se han cancelado sumandos.
Simplifica \(\dfrac{x^{2} - 1}{x^{2} + 2 x + 1}\).
-
Restricción inicial. \((x+1)^2\neq0\), por lo que \(x\neq-1\).
-
Factorización y reducción.
\[\frac{(x-1)(x+1)}{(x+1)^2}=\frac{x-1}{x+1}\]
Restricción: \(x\neq-1\).
Simplifica \(\dfrac{x^{2} - 5 x + 6}{x^{2} - 4}\).
-
Restricciones iniciales. \(x^2-4=(x-2)(x+2)\neq0\), así que \(x\neq\pm2\).
-
Factorización y reducción.
\[\frac{(x-2)(x-3)}{(x-2)(x+2)}=\frac{x-3}{x+2}\]
Restricciones: \(x\notin\{-2,2\}\).
Simplifica \(\dfrac{x^{3} - 2 x^{2} - 9 x + 18}{x^{3} - 7 x^{2} + 16 x - 12}\).
-
Restricciones iniciales. El denominador se anula en \(x=2\) y \(x=3\).
-
Numerador.
\[x^3-2x^2-9x+18=(x-2)(x^2-9)=(x-2)(x-3)(x+3)\] -
Denominador y reducción.
\[x^3-7x^2+16x-12=(x-2)^2(x-3)\] \[\frac{(x-2)(x-3)(x+3)}{(x-2)^2(x-3)}=\frac{x+3}{x-2}\]
Restricciones: \(x\notin\{2,3\}\).
Simplifica \(\dfrac{x^{2} - 9}{x^{2} - 6 x + 9}\).
-
Restricción inicial. \((x-3)^2\neq0\), luego \(x\neq3\).
-
Factorización y reducción.
\[\frac{(x-3)(x+3)}{(x-3)^2}=\frac{x+3}{x-3}\]
Restricción: \(x\neq3\).
Simplifica \(\dfrac{2 x^{2} + 7 x + 3}{4 x^{2} - 1}\).
-
Restricciones iniciales. \(4x^2-1=(2x-1)(2x+1)\neq0\), por lo que \(x\neq\pm\frac12\).
-
Factorización y reducción.
\[\frac{(2x+1)(x+3)}{(2x-1)(2x+1)}=\frac{x+3}{2x-1}\]
Restricciones: \(x\notin\left\{-\frac12,\frac12\right\}\).
Simplifica \(\dfrac{x^{3} - x}{x^{2} - 1}\).
-
Restricciones iniciales. \(x^2-1\neq0\), de modo que \(x\neq\pm1\).
-
Factorización y reducción.
\[\frac{x(x^2-1)}{x^2-1}=\frac{x(x-1)(x+1)}{(x-1)(x+1)}=x\]
Restricciones: \(x\notin\{-1,1\}\).
Simplifica \(\dfrac{x^{2} + 3 x + 2}{x^{2} + x - 2}\).
-
Restricciones iniciales. \((x+2)(x-1)\neq0\), así que \(x\neq-2\) y \(x\neq1\).
-
Factorización y reducción.
\[\frac{(x+1)(x+2)}{(x+2)(x-1)}=\frac{x+1}{x-1}\]
Restricciones: \(x\notin\{-2,1\}\).
Simplifica \(\dfrac{x^{3} + 27}{x^{2} - 9}\).
-
Restricciones iniciales. \((x-3)(x+3)\neq0\), por lo que \(x\neq\pm3\).
-
Suma de cubos y diferencia de cuadrados.
\[x^3+27=(x+3)(x^2-3x+9),\qquad x^2-9=(x-3)(x+3)\] -
Reducción.
\[\frac{(x+3)(x^2-3x+9)}{(x-3)(x+3)}=\frac{x^2-3x+9}{x-3}\]
Restricciones: \(x\notin\{-3,3\}\).
Simplifica \(\dfrac{x^{4} - 16}{x^{2} - 4 x + 4}\).
-
Restricción inicial. \((x-2)^2\neq0\), por lo que \(x\neq2\).
-
Factorización.
\[x^4-16=(x^2-4)(x^2+4)=(x-2)(x+2)(x^2+4)\] -
Reducción de un factor \(x-2\).
\[\frac{(x-2)(x+2)(x^2+4)}{(x-2)^2}=\frac{(x+2)(x^2+4)}{x-2}\]
Restricción: \(x\neq2\).
Simplifica \(\dfrac{3 x^{2} - 12}{6 x^{2} + 12 x + 6}\).
-
Restricción inicial. \(6(x+1)^2\neq0\), así que \(x\neq-1\).
-
Factorización.
\[3x^2-12=3(x-2)(x+2),\qquad 6x^2+12x+6=6(x+1)^2\] -
Reducción numérica. Se simplifica \(3/6=1/2\); no hay más factores comunes.
Restricción: \(x\neq-1\).
Resuelve \(\dfrac{2}{x-1}-\dfrac{1}{x+1}=1\). Indica las restricciones y comprueba las soluciones.
-
Restricciones. Los denominadores no pueden anularse, así que \(x\neq1\) y \(x\neq-1\).
-
Denominador común.
\[\frac{2(x+1)-(x-1)}{(x-1)(x+1)}=1\] \[\frac{x+3}{x^2-1}=1\] -
Ecuación resultante. Como \(x\neq\pm1\), se puede multiplicar por \(x^2-1\).
\[x+3=x^2-1\Rightarrow x^2-x-4=0\] \[x=\frac{1\pm\sqrt{17}}{2}\] -
Comprobación. Ninguna de las dos raíces es \(1\) ni \(-1\). Para ambas se cumple \(x^2-1=x+3\), que es la igualdad obtenida al reunir las fracciones.
Restricciones: \(x\notin\{-1,1\}\).
Simplifica \(\dfrac{x^{2} - y^{2}}{x^{2} + x y}\).
-
Restricciones iniciales. \(x(x+y)\neq0\), por lo que \(x\neq0\) y \(x\neq-y\).
-
Factorización.
\[x^2-y^2=(x-y)(x+y),\qquad x^2+xy=x(x+y)\] -
Reducción.
\[\frac{(x-y)(x+y)}{x(x+y)}=\frac{x-y}{x}\]
Restricciones: \(x\neq0\) y \(x\neq-y\).
Operaciones con fracciones
Opera y simplifica \(\frac{2}{x + 1} + \frac{1}{x - 1}\).
-
Denominador común. Con \(x\neq\pm1\), se utiliza \((x+1)(x-1)\).
-
Numerador común.
\[\frac{2(x-1)+(x+1)}{(x+1)(x-1)}=\frac{2x-2+x+1}{(x+1)(x-1)}\] -
Reducción. \(2x-2+x+1=3x-1\).
Restricciones: \(x\notin\{-1,1\}\).
Opera y simplifica \(\frac{3}{x + 2} - \frac{1}{x - 2}\).
-
Denominador común. Con \(x\neq\pm2\), se toma \((x+2)(x-2)\).
-
Numerador común.
\[3(x-2)-(x+2)=3x-6-x-2=2x-8\] -
Factorización del numerador. \(2x-8=2(x-4)\).
Restricciones: \(x\notin\{-2,2\}\).
Opera y simplifica \(\frac{x - 2}{x + 3} + \frac{x + 1}{x - 3}\).
-
Denominador común. Las restricciones son \(x\neq\pm3\) y el denominador es \((x+3)(x-3)\).
-
Desarrollo del numerador.
\[(x-2)(x-3)+(x+1)(x+3)\] \[=x^2-5x+6+x^2+4x+3=2x^2-x+9\]
Restricciones: \(x\notin\{-3,3\}\).
Opera y simplifica \(\frac{2 x}{x^{2} - 1} - \frac{1}{x - 1}\).
-
Denominador común. \(x^2-1=(x-1)(x+1)\), con \(x\neq\pm1\).
-
Numerador común.
\[\frac{2x-(x+1)}{(x-1)(x+1)}=\frac{x-1}{(x-1)(x+1)}\] -
Reducción. Se cancela el factor \(x-1\), manteniendo su restricción original.
Restricciones: \(x\notin\{-1,1\}\).
Opera y simplifica \(\frac{x + 2}{x^{2} - 4} + \frac{3}{x + 2}\).
-
Factorización inicial.
\[\frac{x+2}{x^2-4}=\frac{x+2}{(x-2)(x+2)}=\frac1{x-2}\] -
Denominador común.
\[\frac1{x-2}+\frac3{x+2}=\frac{x+2+3(x-2)}{(x-2)(x+2)}\] -
Reducción del numerador. \(x+2+3x-6=4x-4=4(x-1)\).
Restricciones: \(x\notin\{-2,2\}\).
Opera y simplifica \(\frac{\left(x - 1\right) \left(x^{2} - 1\right)}{\left(x + 1\right) \left(x^{2} - 2 x + 1\right)}\).
-
Restricciones iniciales. El denominador exige \(x\neq-1\) y \(x\neq1\).
-
Factorización completa.
\[x^2-1=(x-1)(x+1),\qquad x^2-2x+1=(x-1)^2\] -
Reducción.
\[\frac{(x-1)^2(x+1)}{(x+1)(x-1)^2}=1\]
Restricciones: \(x\notin\{-1,1\}\).
Opera y simplifica \(\frac{\left(x + 2\right) \left(x^{2} - 4\right)}{\left(x - 2\right) \left(x^{2} + 4 x + 4\right)}\).
-
Restricciones iniciales. El denominador se anula en \(x=2\) y \(x=-2\).
-
Factorización completa.
\[x^2-4=(x-2)(x+2),\qquad x^2+4x+4=(x+2)^2\] -
Reducción.
\[\frac{(x+2)(x-2)(x+2)}{(x-2)(x+2)^2}=1\]
Restricciones: \(x\notin\{-2,2\}\).
Opera y simplifica \(\frac{16}{x^{2} - 4} + \frac{6}{x + 2} - \frac{4}{2 - x}\).
-
Signo del tercer término. Como \(2-x=-(x-2)\), se tiene \(-4/(2-x)=4/(x-2)\).
-
Denominador común.
\[\frac{16+6(x-2)+4(x+2)}{(x-2)(x+2)}\] -
Reducción del numerador.
\[16+6x-12+4x+8=10x+12=2(5x+6)\]
Restricciones: \(x\notin\{-2,2\}\).
Opera y simplifica \(\left(x^{2} - y^{2}\right) \left(\frac{1}{y} + \frac{1}{x}\right)\).
-
Restricciones iniciales. \(x\neq0\) y \(y\neq0\).
-
Factorización y suma interior.
\[x^2-y^2=(x-y)(x+y),\qquad \frac1y+\frac1x=\frac{x+y}{xy}\] -
Producto.
\[(x-y)(x+y)\cdot\frac{x+y}{xy}=\frac{(x-y)(x+y)^2}{xy}\]
Restricciones: \(x\neq0\) y \(y\neq0\).
Opera y simplifica \(\frac{- a + x}{- a^{2} + x^{2}}\).
-
Reescritura. El numerador es \(x-a\) y el denominador es una diferencia de cuadrados.
\[x^2-a^2=(x-a)(x+a)\] -
Reducción.
\[\frac{x-a}{(x-a)(x+a)}=\frac1{x+a}\]
Restricciones: \(x\neq a\) y \(x\neq-a\).
Opera y simplifica \(1 + \frac{1}{1 + \frac{1}{x}}\).
-
Restricciones. La fracción interior exige \(x\neq0\); además, \(1+1/x\neq0\), por lo que \(x\neq-1\).
-
Denominador interior.
\[1+\frac1x=\frac{x+1}{x}\] -
Recíproco y suma final.
\[1+\frac{x}{x+1}=\frac{x+1+x}{x+1}=\frac{2x+1}{x+1}\]
Restricciones: \(x\notin\{-1,0\}\).
Opera y simplifica \(\frac{2 x + 1}{x^{2} - 1} - \frac{3}{x + 1}\).
-
Denominador común. \(x^2-1=(x-1)(x+1)\), con \(x\neq\pm1\).
-
Numerador común.
\[(2x+1)-3(x-1)=2x+1-3x+3=4-x\] -
Forma equivalente. \(4-x=-(x-4)\).
Restricciones: \(x\notin\{-1,1\}\).
Opera y simplifica \(\frac{\left(x + 3\right) \left(x^{2} - 4\right)}{\left(x - 2\right) \left(x^{2} + 3 x\right)}\).
-
Restricciones iniciales. El denominador factorizado es \((x-2)x(x+3)\), luego \(x\notin\{-3,0,2\}\).
-
Factorización.
\[x^2-4=(x-2)(x+2),\qquad x^2+3x=x(x+3)\] -
Reducción.
\[\frac{(x+3)(x-2)(x+2)}{(x-2)x(x+3)}=\frac{x+2}{x}\]
Restricciones: \(x\notin\{-3,0,2\}\).
Opera y simplifica \(\frac{\left(x + 3\right) \left(x^{2} - 4 x + 4\right)}{\left(x - 2\right) \left(x^{2} - 9\right)}\).
-
Restricciones iniciales. El denominador es \((x-2)(x-3)(x+3)\), de modo que \(x\notin\{-3,2,3\}\).
-
Factorización.
\[x^2-4x+4=(x-2)^2,\qquad x^2-9=(x-3)(x+3)\] -
Reducción.
\[\frac{(x+3)(x-2)^2}{(x-2)(x-3)(x+3)}=\frac{x-2}{x-3}\]
Restricciones: \(x\notin\{-3,2,3\}\).
Fracciones compuestas
Simplifica \(\frac{1}{1 + \frac{1}{x}}\).
-
Restricciones. Se exige \(x\neq0\) y \(1+1/x\neq0\), por lo que también \(x\neq-1\).
-
Denominador interior.
\[1+\frac1x=\frac{x+1}{x}\] -
Inversión.
\[\frac1{\frac{x+1}{x}}=\frac{x}{x+1}\]
Restricciones: \(x\notin\{-1,0\}\).
Simplifica \(1 + \frac{1}{\frac{x}{x + 1} + 1}\).
-
Primera restricción. \(x+1\neq0\), luego \(x\neq-1\).
-
Denominador interior.
\[\frac{x}{x+1}+1=\frac{2x+1}{x+1}\] -
Segunda restricción y reducción. Se exige \(2x+1\neq0\), así que \(x\neq-1/2\).
\[1+\frac{x+1}{2x+1}=\frac{3x+2}{2x+1}\]
Restricciones: \(x\notin\left\{-1,-\frac12\right\}\).
Simplifica \(\frac{1}{\left(x - 1\right) \left(\frac{1}{x + 1} + \frac{1}{x - 1}\right)}\).
-
Suma interior. Con \(x\neq\pm1\), se obtiene:
\[\frac1{x+1}+\frac1{x-1}=\frac{x-1+x+1}{(x+1)(x-1)}=\frac{2x}{x^2-1}\] -
Producto del denominador.
\[(x-1)\frac{2x}{(x-1)(x+1)}=\frac{2x}{x+1}\] -
Inversión. El denominador anterior tampoco puede ser cero; se añade \(x\neq0\).
\[\frac1{\frac{2x}{x+1}}=\frac{x+1}{2x}\]
Restricciones: \(x\notin\{-1,0,1\}\).
Simplifica \(\frac{\frac{x}{x + 2} - 1}{1 + \frac{2}{x + 2}}\).
-
Restricción inicial. \(x\neq-2\).
-
Numerador y denominador.
\[\frac{x}{x+2}-1=-\frac2{x+2},\qquad 1+\frac2{x+2}=\frac{x+4}{x+2}\] -
División. El denominador compuesto exige además \(x\neq-4\).
\[\frac{-2}{x+2}\div\frac{x+4}{x+2}=-\frac2{x+4}\]
Restricciones: \(x\notin\{-4,-2\}\).
Simplifica \(\frac{1 + \frac{1}{x}}{1 - \frac{1}{x}}\).
-
Restricción inicial. \(x\neq0\).
-
Reducción de las fracciones internas.
\[1+\frac1x=\frac{x+1}{x},\qquad 1-\frac1x=\frac{x-1}{x}\] -
División. El denominador exige también \(x\neq1\).
\[\frac{x+1}{x}\div\frac{x-1}{x}=\frac{x+1}{x-1}\]
Restricciones: \(x\notin\{0,1\}\).
Binomio de Newton
Desarrolla con el binomio de Newton \(\left(x + 2\right)^{4}\).
-
Coeficientes. Para potencia \(4\), la fila binomial es \(1,4,6,4,1\).
-
Sustitución ordenada.
\[x^4+4x^3\cdot2+6x^2\cdot2^2+4x\cdot2^3+2^4\] -
Cálculo de coeficientes.
\[x^4+8x^3+24x^2+32x+16\]
Desarrolla con el binomio de Newton \(\left(x - 3\right)^{5}\).
-
Coeficientes. Para potencia \(5\), se usa \(1,5,10,10,5,1\).
-
Sustitución con \(-3\).
\[x^5+5x^4(-3)+10x^3(-3)^2+10x^2(-3)^3+5x(-3)^4+(-3)^5\] -
Reducción.
\[x^5-15x^4+90x^3-270x^2+405x-243\]
Desarrolla con el binomio de Newton \(\left(2 x + 1\right)^{4}\).
-
Coeficientes. La fila de grado \(4\) es \(1,4,6,4,1\).
-
Sustitución.
\[(2x)^4+4(2x)^3+6(2x)^2+4(2x)+1\] -
Reducción.
\[16x^4+32x^3+24x^2+8x+1\]
Desarrolla con el binomio de Newton \(\left(a - b\right)^{5}\).
-
Coeficientes. Para grado \(5\): \(1,5,10,10,5,1\).
-
Signos. Al sustituir \(-b\), las potencias impares conservan signo negativo y las pares, positivo.
\[a^5-5a^4b+10a^3b^2-10a^2b^3+5ab^4-b^5\]
Desarrolla con el binomio de Newton \(\left(3 x - 2 y\right)^{3}\).
-
Identidad. Se aplica el cubo de una diferencia con \(u=3x\) y \(v=2y\).
-
Sustitución.
\[(3x)^3-3(3x)^2(2y)+3(3x)(2y)^2-(2y)^3\] -
Reducción.
\[27x^3-54x^2y+36xy^2-8y^3\]
Halla el coeficiente de \(x^4\) en \((2x-3)^7\) sin desarrollar todo el binomio.
-
Término general. Numerando desde \(k=0\), el término general del desarrollo es
\[T_{k+1}=\binom{7}{k}(2x)^{7-k}(-3)^k\] -
Elección del término. La potencia de \(x\) es \(7-k\). Para obtener \(x^4\), debe cumplirse
\[7-k=4\Rightarrow k=3\] -
Cálculo del coeficiente.
\[\binom73 2^4(-3)^3=35\cdot16\cdot(-27)=-15120\]
Ecuaciones
Resuelve \(x^{2} - 5 x + 6=0\).
-
Factorización. Se buscan dos números que multipliquen \(6\) y sumen \(-5\): \(-2\) y \(-3\).
\[x^2-5x+6=(x-2)(x-3)\] -
Producto nulo.
\[x-2=0\quad\text{o}\quad x-3=0\]
Resuelve \(x^{3} - 4 x=0\).
-
Factor común.
\[x^3-4x=x(x^2-4)\] -
Diferencia de cuadrados.
\[x(x^2-4)=x(x-2)(x+2)\] -
Producto nulo. Cada factor se iguala a cero.
Resuelve \(x^{4} - 13 x^{2} + 36=0\).
-
Cambio de variable. Se toma \(y=x^2\).
\[y^2-13y+36=(y-4)(y-9)=0\] -
Valores de \(y\).
\[y=4\quad\text{o}\quad y=9\] -
Regreso a \(x\).
\[x^2=4\Rightarrow x=\pm2,\qquad x^2=9\Rightarrow x=\pm3\]
Resuelve \(\left(x - 5\right) \left(x - 2\right) \left(x + 3\right)=0\).
-
Producto nulo. La expresión ya está factorizada; basta igualar cada factor a cero.
-
Ecuaciones lineales.
\[x-5=0,\qquad x-2=0,\qquad x+3=0\]
Resuelve \(x^{3} - 6 x^{2} + 11 x - 6=0\).
-
Primera raíz. \(P(1)=0\), por lo que \(x-1\) es factor.
-
Ruffini y factorización. El cociente es \(x^2-5x+6\).
\[x^2-5x+6=(x-2)(x-3)\] -
Producto nulo. Se iguala a cero cada factor.
Inecuaciones
En las inecuaciones no basta con resolver una ecuación. Hay que decidir el signo en intervalos.
Resuelve \(x^{2} - 5 x + 6 \leq 0\).
-
Factorización.
\[x^2-5x+6=(x-2)(x-3)\] -
Puntos críticos. Las raíces \(2\) y \(3\) dividen la recta en tres intervalos. El producto es positivo fuera y negativo entre ellas.
-
Extremos. Como la desigualdad incluye la igualdad, se incorporan ambas raíces.
Resuelve \(\frac{x^{2} - 5 x + 6}{x^{2} - 1} \leq 0\).
-
Factorización y dominio.
\[\frac{x^2-5x+6}{x^2-1}=\frac{(x-2)(x-3)}{(x-1)(x+1)},\qquad x\neq\pm1\] -
Puntos críticos. Se ordenan \(-1,1,2,3\). Los signos por intervalos son \(+,-,+,-,+\).
-
Selección. Se toman los intervalos con signo negativo y los ceros del numerador; \(-1\) y \(1\) nunca se incluyen.
Problemas
Un rectángulo tiene un lado \(x+3\) y otro lado \(x-2\). Su área es \(40\). Halla sus dimensiones.
-
Dominio del contexto. Como \(x-2\) es una longitud, se exige \(x>2\).
-
Modelo de área.
\[(x+3)(x-2)=40\Rightarrow x^2+x-46=0\] -
Resolución.
\[x=\frac{-1\pm\sqrt{185}}2\] -
Selección. La raíz negativa no cumple \(x>2\); se conserva \(x=(-1+\sqrt{185})/2\).
Comprobación: el producto exacto de las dos longitudes es \(40\).
El producto de dos números enteros consecutivos es \(72\). Halla los números.
-
Elección de la incógnita. Si el menor es \(x\), el siguiente es \(x+1\).
-
Modelo y factorización.
\[x(x+1)=72\Rightarrow x^2+x-72=0\] \[(x-8)(x+9)=0\] -
Dos posibilidades enteras. \(x=8\) o \(x=-9\).
Comprobación: \(8\cdot9=72\) y \((-9)(-8)=72\).
La expresión \(\dfrac{x+2}{x-1}\) vale \(3\). Halla \(x\) y comprueba la restricción.
-
Restricción. El denominador exige \(x\neq1\).
-
Eliminación del denominador.
\[\frac{x+2}{x-1}=3\Rightarrow x+2=3(x-1)\] -
Resolución.
\[x+2=3x-3\Rightarrow 5=2x\Rightarrow x=\frac52\]
Comprobación: \(5/2\neq1\) y \(\frac{5/2+2}{5/2-1}=3\).
La suma de un número y su inverso es \(\dfrac{5}{2}\). Halla el número.
-
Restricción. Al aparecer \(1/x\), se exige \(x\neq0\).
-
Eliminación de denominadores. Se multiplica toda la ecuación por \(2x\).
\[x+\frac1x=\frac52\Rightarrow 2x^2+2=5x\] -
Factorización.
\[2x^2-5x+2=0\Rightarrow(2x-1)(x-2)=0\]
Ambos valores cumplen la restricción y verifican la suma \(5/2\).
6 retos resueltos de modelización algebraica
Estos retos complementan los 100 ejercicios anteriores. Aquí no basta con reconocer una técnica: hay que elegir la incógnita, traducir el contexto, fijar el dominio, resolver y comprobar si la respuesta tiene sentido.
Qué se entrena aquí: ecuaciones polinómicas, ecuaciones racionales e inecuaciones aplicadas. Los sistemas y las ecuaciones exponenciales o logarítmicas mantienen sus recorridos específicos para no mezclar objetivos.
Una parcela rectangular tiene \(34\,\mathrm{m}\) de perímetro y \(60\,\mathrm{m^2}\) de superficie. Halla sus dimensiones sin plantear un sistema de dos incógnitas.
Si un lado mide \(x\), el otro mide \(17-x\), porque la suma de los dos lados distintos es \(17\). Usamos ahora el área.
\[x(17-x)=60\Rightarrow x^2-17x+60=0\] \[(x-5)(x-12)=0\Rightarrow x=5\quad\text{o}\quad x=12\]Comprobación: \(2(5+12)=34\,\mathrm{m}\) y \(5\cdot12=60\,\mathrm{m^2}\).
Un vehículo recorre \(120\,\mathrm{km}\) y regresa por la misma ruta a una velocidad \(20\,\mathrm{km/h}\) mayor. El tiempo total es \(5\,\mathrm{h}\). Calcula las dos velocidades.
Sea \(v>0\) la velocidad de ida. Como tiempo = distancia / velocidad, la ecuación es racional.
\[\frac{120}{v}+\frac{120}{v+20}=5\] \[120(v+20)+120v=5v(v+20)\] \[v^2-28v-480=0\] \[(v-40)(v+12)=0\]Comprobación: \(120/40+120/60=3+2=5\,\mathrm{h}\).
Un embalaje ortoédrico tiene aristas \(x\), \(x+2\) y \(x+4\) centímetros. Su volumen es \(105\,\mathrm{cm^3}\). Halla sus dimensiones.
Las longitudes obligan a \(x>0\). Igualamos el producto de las tres aristas al volumen y factorizamos el polinomio resultante.
\[x(x+2)(x+4)=105\] \[x^3+6x^2+8x-105=(x-3)(x^2+9x+35)=0\]El factor cuadrático tiene discriminante \(-59\), por lo que no aporta raíces reales. La única solución válida es \(x=3\).
Comprobación: \(3\cdot5\cdot7=105\,\mathrm{cm^3}\).
El precio inicial de un taller es \(25\,\text{€}\) y se esperan 20 inscripciones. Por cada euro de descuento se estiman cuatro inscripciones más. ¿Qué descuentos permiten obtener al menos \(800\,\text{€}\) de ingresos?
Si el descuento es \(x\), con \(0\leq x\leq25\), el precio es \(25-x\) y el número previsto de inscripciones es \(20+4x\).
\[I(x)=(25-x)(20+4x)=-4x^2+80x+500\] \[I(x)\geq800\Rightarrow x^2-20x+75\leq0\] \[(x-5)(x-15)\leq0\]Al reunir términos y dividir entre \(-4\), el sentido de la desigualdad se invierte. La tabla de signos deja el intervalo comprendido entre las dos raíces.
En los extremos se obtienen exactamente \(800\,\text{€}\).
La altura de una pelota viene dada por \(h(t)=-5t^2+30t+35\), con \(t\) en segundos y \(h\) en metros. ¿Durante qué intervalo está a \(60\,\mathrm{m}\) o más?
Traducimos «a 60 metros o más» mediante \(h(t)\geq60\).
\[-5t^2+30t+35\geq60\] \[t^2-6t+5\leq0\Rightarrow (t-1)(t-5)\leq0\]Al pasar 60 al primer miembro y dividir entre \(-5\), se invierte el sentido de la desigualdad. El producto es no positivo entre sus raíces.
Comprobación: \(h(1)=h(5)=60\,\mathrm{m}\) y \(h(3)=80\,\mathrm{m}\).
Un autobús cuesta \(360\,\text{€}\) y cada alumno paga además una entrada de \(12\,\text{€}\). Si hay como máximo 30 plazas, ¿cuántos alumnos deben participar para que el coste por persona no supere \(30\,\text{€}\)?
Para \(x\) alumnos, con \(x\in\mathbb{N}\) y \(1\leq x\leq30\), el coste individual es \(C(x)=360/x+12\).
\[\frac{360}{x}+12\leq30\] \[360+12x\leq30x\Rightarrow x\geq20\]Con 20 alumnos el coste es \(30\,\text{€}\); con 19 sería aproximadamente \(30{,}95\,\text{€}\).
Simulacro final tipo examen
Este simulacro permite comprobar el dominio del bloque. Se realiza sin consultar las soluciones y se revisa después paso a paso.
Parte A
Factoriza \(x^4-10x^2+9\), \(2x^3-3x^2-8x+12\) y \(x^3+x^2-4x-4\).
Parte B
Simplifica \(\dfrac{x^3-2x^2-9x+18}{x^3-7x^2+16x-12}\) y \(1+\dfrac{1}{1+\frac{1}{x}}\).
Parte C
Resuelve \(\dfrac{x^2-5x+6}{x^2-1}\leq0\).
Parte D
Desarrolla \((2x-3)^5\) usando el binomio de Newton.
Criterio de revisión: los errores de factorización deben corregirse antes de continuar con fracciones algebraicas. Si el desarrollo previo es correcto y la inecuación no, hay que revisar la tabla de signos y la inclusión de los extremos.
Resultados para comprobar
Parte A
\[ x^4-10x^2+9=(x-3)(x-1)(x+1)(x+3) \] \[ 2x^3-3x^2-8x+12=(2x-3)(x-2)(x+2) \] \[ x^3+x^2-4x-4=(x+1)(x-2)(x+2) \]Parte B
\[ \frac{x^3-2x^2-9x+18}{x^3-7x^2+16x-12}=\frac{x+3}{x-2}, \qquad x\notin\{2,3\} \] \[ 1+\frac{1}{1+\frac1x}=\frac{2x+1}{x+1}, \qquad x\notin\{-1,0\} \]Parte C
\[ x\in(-1,1)\cup[2,3] \]Parte D
\[ (2x-3)^5=32x^5-240x^4+720x^3-1080x^2+810x-243 \]Recursos relacionados para continuar con Matemáticas I
Una ruta breve y ordenada. Primero se refuerza el monográfico que sirve de base a este cuaderno y después se avanza hacia los bloques que usan directamente estas herramientas.
Seguimiento y práctica guiada
El progreso depende de comprender cada transformación, practicarla y comprobarla. Para un seguimiento individual del proceso puede consultarse la prematrícula de Marlu Educativa.
Autor
Recurso elaborado por José María, Marlu Educativa. Estructura, secuenciación, desarrollo algebraico y comprobaciones revisados para 1.º de Bachillerato.
Revisión académica y editorial completa: 13 de agosto de 2026.
Preguntas frecuentes
¿Qué se trabaja en este cuaderno de álgebra de 1.º de Bachillerato?
Este cuaderno trabaja productos notables, polinomios, factorización, Ruffini, teoremas del resto y del factor, fracciones algebraicas, binomio de Newton, ecuaciones, inecuaciones y modelización. Otros contenidos de Matemáticas I conservan sus recursos específicos.
¿Por qué son tan importantes las fracciones algebraicas?
Porque aparecen después en funciones racionales, límites, derivadas, problemas y simplificaciones. Si se cancelan mal factores o se olvidan restricciones, el error se arrastra.
¿Cuándo se puede usar Ruffini?
Se usa directamente cuando el divisor es de la forma \(x-a\). Si el divisor no tiene esa forma, hay que transformar o hacer división de polinomios.
¿Cómo se estudian las inecuaciones racionales?
Se factoriza, se colocan ceros y valores prohibidos en una recta real, se estudian signos por intervalos y se elige la parte que cumple la desigualdad.