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OPERACIONES con Fraciones Algebraicas

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Academic year: 2020

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(1)

MATEMÁTICAS BÁSICAS

FRACCIONES ALGEBRAICAS

OPERACIONES CON FRACCIONES ALGEBRAICAS

Una expresión algebraica racional es el cociente de dos polinomios:

( )

( )

x

Q

x

P

Las expresiones racionales tienen las mismas propiedades que los números racionales. Como no se puede dividir por cero, las sustituciones de variables que hacen que el denominador sea cero no son aceptables.

Ejemplos.

1) En la expresión racional

x

x

x

5

7

3

2

+

,

x

no puede ser

0

2) En la expresión racional

2

+

x

x

,

x

no puede ser

2

3) En la expresión racional

y

x

4

,

x

no puede ser igual a

y

.

Una expresión racional está en su mínima expresión cuando el numerador y el denominador no tienen factores comunes diferentes de

1

y

1

Ejemplos. 1) La fracción

x

x

5

6

+

es su mínima expresión ya que ni

5

ni

x

son factores de

x

+

6

2) La fracción

(

)

(

2

)

2

7

x

x

x

no es su mínima expresión ya que

x

2

es un factor común del numerador y del

denominador.

SIMPLIFICACIÓN DE FRACCIONES ALGEBRAICAS

Para simplificar expresiones racionales, se procede de forma similar a cuando se simplifican números racionales, es decir, se factoriza el numerador y el denominador. Los factores se simplifican hasta

1

. La

expresión simplificada es igual a la no simplificada excepto para aquellos valores en los que el factor que se cancele sea igual a cero.

Ejemplos.

Simplificar las siguientes expresiones racionales:

(2)

(

)

x

x

x

x

x

x

2

4

2

4

4

8

4

=

=

2)

2

3

1

2 2

+

+

x

x

x

(

)( )

( )(

)

2

1

2

1

1

1

2

3

1

2 2

+

=

+

+

+

=

+

+

x

x

x

x

x

x

x

x

x

3)

15

6

2

5

x

x

(

)

(

(

)

)

3

1

5

2

3

5

2

1

5

2

3

2

5

15

6

2

5

=

=

=

x

x

x

x

x

x

4)

4

8

4

14

12

2

2 2

+

+

x

x

x

x

(

)

(

)

( )(

( )( ) ( )

)

2

1

7

1

1

4

7

1

2

1

2

4

7

6

2

4

8

4

14

12

2

2 2

2 2

+

=

+

+

+

=

+

+

=

+

+

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

5)

(

)(

)

(

x

y

) (

x

y

)

y

xy

x

y

x

12

6

2

12

3

2

2 2

2 2

+

+

(

)(

)

(

) (

)

(

(

) (

)

(

)

)

(

(

)(

)

)

(

6

)

2

3

2

6

2

2

3

2

6

4

3

12

6

2

12

3

2

2 2

2

2

2 2

2 2

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

xy

x

y

x

=

+

+

=

+

=

+

+

2

2

y

x

=

6)

x

x

x

2

2

En esta expresión racional

x

no puede ser

0

, y como es el factor que se cancela entonces se cumple que:

(

2

)

2

2

2

=

=

x

x

x

x

x

x

x

porque

x

0

.

SUMA Y RESTA DE FRACCIONES ALGEBRAICAS

Para sumar algebraicamente fracciones se efectúa el mismo procedimiento que se emplea cuando se suman números racionales. En general:

• Se reducen las fracciones lo más posible.

• Se descomponen los denominadores

• Se halla el mínimo común múltiplo (MCM) de los denominadores, obteniendo así el denominador común.

(3)

Ejemplos.

Efectuar las operaciones algebraicas siguientes:

1)

6

2

3

4

2

+

+

x

x

Solución.

Se obtiene el MCM de los denominadores:

12

:

(

) (

)

12

2

9

12

4

6

6

3

12

2

3

2

2

3

=

+

+

=

+

+

=

x

x

x

x

x

12

2

9

6

2

3

4

2

=

+

+

x

x

x

2)

30

4

15

2

12

x

y

y

x

y

x

+

+

+

Solución.

Se obtiene el MCM de los denominadores:

60

:

(

) (

) (

)

60

4

2

2

4

5

x

y

+

x

+

y

+

y

x

reduciendo:

60

5

60

8

2

4

8

5

5

x

y

x

y

y

x

x

+

y

=

+

+

+

60

5

30

4

15

2

12

y

x

x

y

y

x

y

x

+

+

+

=

+

3)

9

12

3

5

3

2

2

+

+

+

a

a

a

a

a

a

Solución.

Se descompone el tercer denominador en sus factores:

(

3

)(

3

)

12

3

5

3

2

+

+

+

+

=

a

a

a

a

a

a

a

se obtiene el MCM de los denominadores:

(

a

+

3

)(

a

3

)

:

(

)

(

)

(

3

)(

3

)

12

5

3

2

3

+

+

+

+

=

a

a

a

a

a

a

a

eliminando paréntesis:

(

)(

)

(

3

)(

3

)

21

7

3

3

12

15

5

6

2

2 2 2

+

+

=

+

+

+

+

=

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

factorizando:

(

)

(

)(

)

3

7

3

3

3

7

=

+

+

=

a

a

a

a

a

a

3

7

9

12

3

5

3

2

2

=

+

+

+

a

a

a

a

a

a

a

a

4)

9

6

3

9

3

4

2

2 2

2

+

+

+

+

+

+

x

x

x

x

x

x

(4)

Se descomponen los denominadores en sus factores:

(

)(

) (

)(

) (

)

2

3

3

3

3

3

2

2

2

+

+

+

+

+

+

+

=

x

x

x

x

x

x

x

x

reduciendo:

3

1

3

1

2

1

+

+

+

+

=

x

x

x

se obtiene el MCM de los denominadores:

(

x

2

)(

x

+

3

)

:

(

) (

) (

)

(

2

)(

3

)

2

2

3

+

+

+

+

x

x

x

x

x

eliminando paréntesis:

(

2

)(

3

)

1

3

+

x

x

x

(

2

)(

3

)

1

3

9

6

3

9

3

4

2

2 2

2

+

=

+

+

+

+

+

+

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

5)

2

3

1

6

3

10

7

5

2 2

2

+

+

+

+

+

+

+

+

a

a

a

a

a

a

a

a

a

Solución.

Se descomponen los denominadores en sus factores:

(

)(

) (

)(

) (

1

)(

2

)

1

2

3

3

2

5

5

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=

a

a

a

a

a

a

a

a

a

reduciendo:

2

1

2

1

2

1

+

+

+

+

+

=

a

a

a

2

3

+

=

a

2

3

2

3

1

6

3

10

7

5

2 2

2

+

=

+

+

+

+

+

+

+

+

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

6)

1

1

2 2

2

+

x

x

x

x

x

Solución.

Se descomponen los denominadores en sus factores:

( ) ( )( )

1

1

1

1

2

+

+

=

x

x

x

x

x

x

se obtiene el MCM de los denominadores:

x

(

x

+

1

)( )

x

1

:

( )

(

)

(

1

)( )

1

1

1

2

+

=

x

x

x

x

x

x

x

eliminando los paréntesis y ordenando:

( )( )

( )( ) (

1

)( )

1

2

1

1

2

1

1

2 3 3 2

3 2

+

+

=

+

+

=

+

+

=

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

factorizando el numerador y simplificando:

(

)

(

)( )

(

( )( )

)( )

1

2

1

1

1

2

1

1

2

2

+

+

=

+

+

=

+

+

=

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

(5)

1

2

1

1

2 2

2

+

+

=

+

x

x

x

x

x

x

x

7)

y

x

y

x

y

x

y

x

6

6

2

2

2 2

+

+

Solución.

Se descomponen los denominadores en sus factores:

(

) (

x

y

)

y

x

y

x

y

x

+

=

6

2

2 2

se obtiene el MCM de los denominadores:

6

(

x

y

)

:

(

)

(

)

(

x

y

)

y

x

y

x

+

=

6

3

2 2

factorizando el numerador y simplificando:

(

) (

)(

)

(

)

(

(

)(

)

)

6

3

6

3

6

3

x

y

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

=

+

+

+

+

=

+

+

=

6

3

6

6

2

2

2 2

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

+

+

=

+

+

MULTIPLICACIÓN DE FRACCIONES ALGEBRAICAS

Para multiplicar expresiones racionales se procede de forma similar que con los números racionales. Ejemplos.

Multiplicar las siguientes expresiones algebraicas:

1)





+

5

2

4

4

10

3

2 2

x

x

x

x

x

x

Solución.

Se descompone la fracción en sus factores:

(

)(

)

(

)(

)

5

2

2

2

2

5

5

2

4

4

10

3

2 2

+

=





+

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

simplificando:

2

2

+

=

x

x

2

2

5

2

4

4

10

3

2 2

+

=

+

x

x

x

x

x

x

x

x

2)

(

4

4

)

6

12

10

2

2

2 2

+

+

+

y

y

y

y

y

y

Solución.

Se descompone la fracción en sus factores:

(

)

(

)(

5

6

)

(

4

4

)

2

(

(

3

)(

)(

2

)

)

(

4

4

)

2

2 2

2

+

+

+

=

+

+

+

+

(6)

factorizando el trinomio:

(

)(

)

(

)(

) (

2

)(

2

)

2

3

2

3

2

+

+

+

y

y

y

y

y

y

simplificando:

(

2

)(

2

)

2

+

=

y

y

(

4

4

)

2

(

2

)(

2

)

6

12

10

2

2 2 2

+

=

+

+

+

y

y

y

y

y

y

y

y

3)

(

)





+

+

+

+

y

x

y

x

y

x

y

xy

x

2

2

6

12

6

2 2

2 2 2

Solución.

Tomando como factor común al

6

en el numerador de la primera fracción y al

2

en el denominador de la

segunda:

(

)

(

)

(

)





+

+

+

+

=

y

x

y

x

y

x

y

xy

x

2

2

6

2 2

2 2 2 factorizando:

(

)

(

)

(

(

)(

)

)





+

+

+

+

=

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

2

6

2 2 simplificando:

(

x

y

)

=

3

(

)

x

y

(

x

y

)

y

x

y

x

y

xy

x

=





+

+

+

+

3

2

2

6

12

6

2 2

2 2 2

4)





+

+





+

+

+

+

5

14

9

56

22

2

25

10

10

3

8

32

2 2 2 2

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

Solución.

Tomando como factor común al

8

en el numerador de la primera fracción y al

2

en el denominador de

la segunda:

(

)

(

)





+

+





+

+

+

+

=

5

14

9

28

11

2

25

10

10

3

4

8

2 2 2 2

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

factorizando:

(

)

(

)(

)

(

(

)(

)(

)

)

(

)(

)

+





+

+





+

=

5

7

2

4

7

2

5

5

2

5

4

8

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

simplificando:

4

2

8

=

=

4

5

14

9

56

22

2

25

10

10

3

8

32

2 2 2

2



=

(7)

DIVISIÓN DE FRACCIONES ALGEBRAICAS

Para dividir expresiones racionales se procede de la misma forma que se efectúa con los números racionales. Para dividir expresiones racionales, se multiplica la primera expresión por el recíproco del divisor.

Ejemplos.

Dividir las siguientes expresiones algebraicas:

1)

6

5

3

15

2 4

x

x

Solución. Simplificando:

( )

( )

2

2 4

2 4

6

15

90

5

3

6

15

x

x

x

x

x

=

=

2 2

4

6

6

5

3

15

x

x

x

=

2)

1

2

1

1

3

3

2 2

+

+

+

x

x

x

x

x

Solución.

Factorizando las fracciones al máximo:

(

)

(

)( )

( )( )

1

1

1

1

1

1

3

+

+

+

x

x

x

x

x

x

simplificando:

(

)(

)(

)

(

)(

)(

)

(

1

)

1

3

1

1

1

1

1

1

3

+

=

+

+

+

=

x

x

x

x

x

x

x

x

( )

1

1

3

1

2

1

1

3

3

2 2

+

=

+

+

+

x

x

x

x

x

x

x

3)

1

6

4

15

15

30

20

2 3

2

+

+

x

x

x

x

(8)

Factorizando las fracciones al máximo:

(

)

(

)

(

)

1

3

2

2

1

15

3

2

10

2

+

+

=

x

x

x

x

x

x

simplificando:

(

)(

)

(

) (

)

x

x

x

x

x

x

x

x

x

3

1

30

10

3

2

2

1

15

1

3

2

10

2

2

=

=

+

+

=

4)

x

a

a

x

a

a

x

a

a

x

a

a

+

+

+

+

2

2

Solución.

El MCM de

a

+

x

y de

2

a

+

2

x

es:

2

a

+

2

x

, por su parte, el MCM de

a

x

y

a

+

x

es:

(

a

x

)(

a

+

x

)

,

por lo que escribiendo la expresión como el cociente de dos fracciones se tiene:

(

)

(

)

(

a

x

)(

a

x

)

x

a

a

a

x

a

x

a

a

a

+

+

+

+

=

2

2

2

reduciendo:

(

)(

)

(

a

x

)(

a

x

)

a

x

a

a

x

a

x

a

ax

a

ax

a

x

a

a

+

+

=

+

+

+

+

=

2 2 2

2

2

2

2

2

factorizando:

(

)

(

)(

)

(

)(

)

(

)

2

2

2

2

2

2

a

x

a

x

a

x

a

a

x

a

x

a

a

x

a

a

+

+

=

+

+

=

simplificando:

(

)

a

x

a

4

=

a

x

a

x

a

a

x

a

a

x

a

a

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