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CAPÍTULO 5FRACCIONES ALGEBRAICAS
Nicolás de Cusa (1401-1464)
C
ardenal alemán nacido en Cusa y fa-
llecido en Lodi (Italia). Más filósofo que
matemático, a él se debe la crítica a
los conceptos de la noción de infinito: “...para
alcanzar el maximum y el minimum hay que
trascender la serie indefinida de lo grande y
lo pequeño, y entonces se descubre que el
maximum y el minimum coinciden en la idea de infinito...”.
Nicolás de Cusa vio que uno de los puntos débiles del pensamiento escolásti-
co de la época, en lo que se refiere a la ciencia, había sido su incapacidad
para medir, mientras que él pensaba que el conocimiento debería sustentarse
en la medida. Sus teorías filosóficas neoplatónicas sobre la concordancia
de los contrarios, le condujo a pensar que los máximos y los mínimos están
siempre en relación.
Nicolás de Cusa (1401-1464)
Reseña
HISTÓRICA
5 CAPÍTULO
MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS
332
Ejemplos
EJEMPLOS
Máximo común divisor (MCD)
El máximo común divisor de dos o más expresiones algebraicas es el término o polinomio que divide exactamente a
todas y cada una de las expresiones dadas.
Regla para obtener el MCD:
⁄ Se obtiene el máximo común divisor de los coeficientes.
⁄ Se toman los factores (monomio o polinomio) de menor exponente que tengan en común y se multiplican por
el máximo común divisor de los coeficientes.
1 Encuentra el máximo común divisor de: 15x2
y2
z, 24xy2
z, 36y4
z2
.
Solución
Se obtiene el MCD de 15, 24 y 36
15 24 36 3
5 8 12
MCD = 3
Se toman los factores que tengan en común y se escogen los de menor exponente, en este caso: y2
, z
Finalmente, el máximo común divisor: 3y2
z
2 Obtén el MCD de los siguientes polinomios:
4m2
+ 8m − 12, 2m2
− 6m + 4, 6m2
+ 18m − 24;
Solución
Se factorizan los polinomios:
4(m2
+ 2m − 3) = 4(m + 3)(m − 1)
2(m2
− 3m + 2) = 2(m − 2)(m − 1)
6(m2
+ 3m − 4) = 6(m + 4)(m − 1)
Se obtiene el MCD de 4, 2 y 6
4 2 6 2
2 1 3
El MCD de los coeficientes 2, 4 y 6 es 2.
El MCD de los factores es m − 1
Por tanto, el MCD de los polinomios es: 2(m − 1)
Mínimo común múltiplo (mcm)
El mínimo común múltiplo de dos o más expresiones algebraicas es el término algebraico que se divide por todas y
cada una de las expresiones dadas.
Regla para obtener el mínimo común múltiplo:
⁄ Se obtiene el mcm de los coeficientes.
⁄ Se toman los factores que no se repiten y, de los que se repiten, el de mayor exponente, y se multiplican por el
mínimo común múltiplo de los coeficientes.
CAPÍTULO 5
ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas
333
Ejemplos
EJEMPLOS
1 Determina el mcm de las siguientes expresiones 15x2
y2
z; 24xy2
z, 36y4
z2
.
Solución
Se encuentra el mcm de 15, 24, 36
15 24 36 2
15 12 18 2
15 6 9 2
15 3 9 3
5 1 3 3
5 1 1 5
1 1 1
El mcm de los coeficiente 15, 24 y 36 es 360
Se toman todos los factores y se escogen los de mayor exponente en el caso de aquellos que sean comunes y, los
que no, se escriben igual.
x2
y4
z2
Finalmente, el mcm es 360 x2
y4
z2
2 Encuentra el mcm de 4m2
+ 8m − 12; 2m2
− 6m + 4; 6m2
+ 18m − 24.
Solución
Se factorizan los polinomios y se escogen los factores:
4m2
+ 8m − 12 = 4(m2
+ 2m − 3) = 4(m + 3)(m − 1)
2m2
− 6m + 4 = 2(m2
− 3m + 2) = 2(m − 2)(m − 1)
6m2
+ 18m − 24 = 6(m2
+ 3m − 4) = 6(m + 4)(m − 1)
Se obtiene el mcm de los coeficientes de 4, 2 y 6
4 2 6 2
2 1 3 2
1 1 3 3
1 1 1
El mcm de 4, 2 y 6 es 12
El mcm de los factores es: (m + 3)(m − 2)(m + 4)(m − 1)
Por consiguiente, el mcm es: 12(m + 3)(m − 1)(m − 2)(m + 4)
EJERCICIO 52
Determina el máximo común divisor y el mínimo común múltiplo de las siguientes expresiones:
1. 35x2
y3
z4
; 42x2
y4
z4
; 70x2
y5
z2
2. 72m3
y4
; 96m2
y2
; 120m4
y5
3. 4x2
y; 8x3
y2
, 2x2
yz; 10xy3
z2
4. 39a2
bc; 52ab2
c; 78abc2
mcm = 23
× 32
× 5 = 360
mcm = 22
× 3 = 12
5 CAPÍTULO
MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS
334
Ejemplos
EJEMPLOS
5. 60m2
nx
; 75m4
nx + 2
; 105mnx +1
6. 22xa
yb
; 33xa + 2
yb + 1
; 44xa + 1
yb + 2
7. 18a2
(x − 1)3
; 24a4
(x − 1)2
; 30a5
(x − 1)4
8. 27(a − b)(x + y)2
; 45(a − b)2
(x + y)
9. 24(2x + 1)2
(x − 7); 30(x + 8)(x − 7); 36(2x + 1)(x + 8)2
10. 38(a3
+ a3
b); 57a(1 + b)2
; 76a4
(1 + b)3
11. xy + y; x2
+ x
12. m3
− 1; m2
− 1
13. m2
+mn; mn + n2
; m3
+ m2
n
14. x2
− y2
; x2
− 2xy + y2
15. 3x2
− 6x; x3
− 4x; x2
y − 2xy; x2
− x − 2
16. 3a2
− a; 27a3
− 1; 9a2
− 6a + 1
17. m2
− 2m − 8; m2
− m − 12; m3
− 9m2
+ 20m
18. 2a3
− 2a2
; 3a2
− 3a; 4a3
− 4a2
19. 12b2
+ 8b + 1; 2b2
− 5b − 3
20. y3
− 2y2
− 5y + 6; 2y3
− 5y2
− 6y + 9; 2y2
− 5y − 3
⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente
Simplificación de fracciones algebraicas
Una fracción algebraica contiene literales y se simplifica al factorizar al numerador y al denominador y al dividir
aquellos factores que se encuentren en ambas posiciones, como a continuación se ejemplifica.
1 Simplifica la siguiente expresión:
8 12
8
2
2
a ab
a
+
.
Solución
Se factorizan tanto el numerador como el denominador.
8 12
8
2
2
a ab
a
+
=
4 2 3
2 4
a a b
a a
( ) +( )
( )( )
Una vez factorizados los elementos de la fracción, se observa que en ambos se encuentra la expresión (4a) la cual
se procede al simplificar
4 2 3
2 4
a a b
a a
( ) +( )
( )( )
=
2 3
2
a b
a
+
2 Simplifica la siguiente expresión:
3
15 12 2
m
m m−
.
Solución
Se factorizan el numerador y el denominador, simplificando el término que se repite en ambos (3m)
3
15 12 2
m
m m−
=
1 3
3 5 4
m
m m
( )
( ) −( )
=
1
5 4− m
CAPÍTULO 5
ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas
335
3 Simplifica la siguiente expresión:
6 12
4
2 2
2 2
x y xy
x y
−
−
.
Solución
Se factorizan tanto el numerador como el denominador.
6 12
4
2 2
2 2
x y xy
x y
−
−
=
6 2
2 2
xy x y
x y x y
( )−
+( ) −( )
Una vez factorizados los elementos de la fracción, se observa que en ambos se encuentra la expresión (x − 2y) la
cual se procede a simplificar
6 2
2 2
xy x y
x y x y
( )−
+( ) −( )
=
6
2
xy
x y+
4 Simplifica
x x
x ax x a
2
2
6 9
3 3
− +
+ − −
.
Solución
Se factorizan tanto numerador como denominador
x x
x ax x a
2
2
6 9
3 3
− +
+ − −
=
x
x x a x a
−( )
+( )− +( )
3
3
2
=
( )x
x x a
−
−( ) +( )
3
3
2
En esta fracción el elemento que se repite en el numerador y denominador es (x − 3), entonces se realiza la sim-
plificación
( )x
x x a
−
−( ) +( )
3
3
2
=
x
x a
−
+
3
5 Simplifica la siguiente expresión:
9
6
3
4 3 2
x x
x x x
−
− −
.
Solución
Se factorizan tanto numerador como denominador
9
6
3
4 3 2
x x
x x x
−
− −
=
x x
x x x
9
6
2
2 2
−( )
− −( )
=
x x x
x x x
3 3
3 22
+( ) −( )
−( ) +( )
Los factores que se repiten son (x) y (x − 3)
x x x
x x x
3 3
3 22
+( ) −( )
−( ) +( )
=
3 1
2
+( ) −( )
+( )
x
x x
= −
+
+( )
x
x x
3
2
6 Simplifica la siguiente expresión:
12 37 2 3
20 51 26 3
2 3
2 3
+ + −
+ − +
x x x
x x x
.
Solución
Se factorizan tanto numerador como denominador
12 37 2 3
20 51 26 3
2 3
2 3
+ + −
+ − +
x x x
x x x
=
−( ) +( ) +( ) −( )
−( ) +( ) −( )
1 3 1 3 4
5 3 1 4
x x x
x x x
Los factores que se repiten en el numerador y denominador (3x + 1) y (x − 4), se dividen, obteniéndose la simpli-
ficación de la fracción
12 37 2 3
20 51 26 3
2 3
2 3
+ + −
+ − +
x x x
x x x
=
−( ) +( )
−( )
1 3
5
x
x
= −
+
−
x
x
3
5
5 CAPÍTULO
MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS
336
Ejemplos
EJEMPLOS
EJERCICIO 53
Simplifica las siguientes fracciones algebraicas:
1.
2 2
3
2
2
a ab
a b
+
16.
y x
y xy x
3 3
2 2
27
6
−
− −
2.
6
3 6
3 2
2 2
a b
a b ab−
17.
x
x x x
3
3 2
1
2
−
− − −
3.
4 12
8
2
2
a a
a
+
18.
x x y xy y
x xy y
3 2 2 3
3 2 3
3 3
3 2
− + −
− +
4.
6 18 24
15 9
3 2
2
m m m
m m
− −
−
19.
3 3
3 32 2 2 2
ax bx ay by
by bx ay ax
− − +
− − +
5.
m n m n
n m
3 2 2
2 2
−
−
20.
a ab ad bd
a b ab
2
2 2
2 2
+ − −
+
6.
4 12
2 2 12
2
3 2
x x
x x x
−
− −
21.
y y y
ay ay y y
3 2
2 2
6
3 9 2 6
+ −
+ + +
7.
x xy y
y xy x
2 2
2 2
3 10
5 4
− −
+ −
22.
3 32
x xy
yz xz yw xw
−
− − +
8.
x x
x
2
2
7 78
36
+ −
−
23.
w w
x wx y wy
2
2+ −
− − +
9.
n n
n n
2
2
5 6
2 3
− +
− −
24.
p p p
p p p
+ − −
− − +
1
2 2
3 2
3 2
10.
2 6
3 5 2
2 2
2 2
x xy y
x xy y
− −
− −
25.
2 2
2 2
3 2 2 2
2 2 3 2
a ab a b
ab b a a
− + −
+ − −
11.
− + −
− −
x x y x y
x x y xy
4 3 2 2
3 2 2
3 2
5 4
26.
x x x
x x x
3 2
3 2
2 2
4 6
+ − −
+ + −
12.
3 10 8
6
2 2
2 2
x xy y
x xy y
+ +
− −
27.
x x x
x x x
3 2
3 2
4 6
14 24
+ + −
+ − −
13.
ab m ab mn ab n
abm abn
2 2 2 2 2
2 2
2− +
−
28.
y y y
y y y
3 2
3 2
9 26 24
5 2 24
− + −
− − +
14.
8
2 8
3
2
−
+ −
x
x x
29.
y y y
y y y
−( ) − +( )
−( ) −( )
1 8 16
4 1
2
2 2
15.
x y
x y
3 3
2 2
+
−
30.
a a a
a a
−( ) + −( )
− −( )
2 12
2 3
2 2
2
( )
⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente
Suma y resta de fracciones con denominador común
1 Determina el resultado de
2 3 42
2
2
2
a a b
a b
a a b
a b
−
+
+
.
Solución
Se simplifica cada fracción, si es posible.
2 2 22
2 2
a a b
a b
a ab
a b
ab
ab
−
=
−( )
=
−
;
3 4 3 4 3 42
2 2
a a b
a b
a ab
a b
ab
ab
+
=
+( )
=
+
CAPÍTULO 5
ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas
337
Ejemplos
EJEMPLOS
Se suman las nuevas expresiones.
2 3 4−
+
+ab
ab
ab
ab
Como los denominadores son comunes, en la fracción resultante sólo se reducen los numeradores y el denominador
permanece igual.
2 3 4−
+
+ab
ab
ab
ab
=
2 3 4− + +ab ab
ab
=
5 3+ ab
ab
2 Encuentra el resultado de
2
2
5 5
2 2
m n
m n
m n
m n
n m
m n
+
−
+
−
−
+
−
−
.
Solución
En este caso ningún sumando se puede simplificar, entonces el común denominador es 2m − n, y sólo se reducen los
numeradores.
2
2
5 5
2 2
m n
m n
m n
m n
n m
m n
+
−
+
−
−
+
−
−
=
2 5 5
2
m n m n n m
m n
+ + − + −
−
=
6 3
2
m n
m n
−
−
=
3 2
2
m n
m n
−( )
−
= 3
EJERCICIO 54
Simplifica las siguientes fracciones algebraicas:
1.
2 7
8
6
8
2
2
2
2
x x
x
x x
x
−
+
+
4.
7 6
4
12 3
4
2 2
m m
mn
m m
mn
−
+
−
7.
12 5
22
6
22
2 2
x x
x
x x
x
− +
+
+ −
2.
1 7 22 2
−
−
−a
a
a
a
5.
35 7
5
15 3
52 2
n
n n
n
n n
−
−
−
−
−
8.
13
3 2
5 3
3 2
3 6
3 2
x y
x y
x y
x y
x y
x y
−
−
+
−
−
−
+
−
3.
7 1
10
8 4
10
n
n
n
n
−
+
−
6.
11 14
6
2
6
2
2
2
2
y y
y
y y
y
−
−
+
9.
6 5
8 2
6
8 2
3
8 2
a b
a b
a b
a b
a b
a b
+
−
−
+
−
+
−
−
⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente
Suma y resta de fracciones con denominadores diferentes
1 Efectúa la siguiente operación:
3
2
5
42 2
x
y
y
x
+ .
Solución
Se obtiene el mínimo común múltiplo de los denominadores y se realizan las operaciones correspondientes.
3
2
5
42 2
x
y
y
x
+ =
3 2 5
4
2 2
2 2
x x y y
x y
( )+ ( ) =
6 5
4
3 3
2 2
x y
x y
+
2 Realiza la siguiente operación y simplificar al máximo:
1 1
x h x+
− .
Solución
Se obtiene el común denominador de los denominadores “x + h” y “x”, posteriormente se procede a realizar la dife-
rencia de fracciones
1 1
x h x+
− =
x x h
x x h
− +( )
+( )
=
x x h
x x h
− −
+( )
=
−
+( )
h
x x h
5 CAPÍTULO
MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS
338
3 Efectúa
3
6 9
4
32
x
x x x− +
+
−
.
Solución
Se obtiene el mínimo común múltiplo de los denominadores y se efectúan las operaciones:
3
3
4
32
x
x x−( )
+
−
=
3 1 4 3
3
2
x x
x
( )+ −( )
−( )
=
3 4 12
3
2
x x
x
+ −
−( )
=
7 12
3
2
x
x
−
−( )
4 Realiza la siguiente operación:
1
1
1
12 2
x h x+( ) −
−
−
.
Solución
Se determina el común denominador, éste se divide por cada uno de los denominadores y el resultado se multiplica
por su numerador, los productos se reducen al máximo.
1
1
1
12 2
x h x+( ) −
−
−
=
1
2 1
1
12 2 2
x xh h x+ + −
−
−
=
1 1 1 2 1
2 1 1
2 2 2
2 2 2
x x xh h
x xh h x
−( )− + + −( )
+ + −( ) −( )
=
x x xh h
x xh h x
2 2 2
2 2 2
1 2 1
2 1 1
− − − − +
+ + −( ) −( )
=
− −
+ + −( ) −( )
2
2 1 1
2
2 2 2
xh h
x xh h x
5 Simplifica la siguiente operación:
x
x
x
2
2
1
2
2
1
2
1
1
+( )
+ +( ) .
Solución
A los enteros se les coloca la unidad como denominador:
x
x
x
2
2
1
2
2
1
2
1
1
+( )
+ +( ) =
x
x
x2
2
1
2
2
1
2
1
1
1
+( )
+
+( )
Luego, el común denominador es x2
1
21+( ) , por tanto
x
x
x
2
2
1
2
2
1
2
1
1
+( )
+ +( ) =
x
x
x2
2
1
2
2
1
2
1
1
1
+( )
+
+( ) =
x x x
x
2 2
1
2 2
1
2
2
1
2
1 1 1
1
( )+ +( ) +( )
+( )
se aplica la propiedad am
· an
= am + n
y se simplifica al máximo el numerador, entonces:
x x
x
2 2
1
2
1
2
2
1
2
1 1
1
( )+ +( )
+( )
+
=
x x
x
2 2
2
1
2
1
1
+ +( )
+( )
=
2 1
1
2
2
1
2
x
x
+
+( )
6 Simplifica la siguiente operación:
x
x
x
3
3
2
3
3
1
3
1
1
−( )
− −( ) .
Solución
El común denominador de esta diferencia de fracciones es x3
2
31−( ) , entonces:
x
x
x
3
3
2
3
3
1
3
1
1
−( )
− −( ) =
x x
x
3 3
2
3
1
3
3
2
3
1
1
− −( )
−( )
+
=
x x
x
3 3
3
2
3
1
1
− −( )
−( )
=
x x
x
3 3
3
2
3
1
1
− +
−( )
=
1
13
2
3x −( )
CAPÍTULO 5
ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas
339
Por tanto, la simplificación es:
x
x
x
3
3
2
3
3
1
3
1
1
−( )
− −( ) =
1
13
2
3x −( )
7 Efectúa y simplifica la siguiente expresión:
x x
x
x x
x
2
1
2
2
1
2
2
1
2
2
1
2
1
1
1
1
+( )
−( )
−
−( )
+( )
.
Solución
El común denominador es el producto de los denominadores:
x x2
1
2 2
1
21 1−( ) +( )
Se realiza la operación:
x x
x
x x
x
2
1
2
2
1
2
2
1
2
2
1
2
1
1
1
1
+( )
−( )
−
−( )
+( )
=
x x x x
x x
2
1
2
1
2 2
1
2
1
2
2
1
2 2
1
2
1 1
1 1
+( ) − −( )
−( ) +( )
+ +
=
x x x x
x x
2 2
2
1
2 2
1
2
1 1
1 1
+( )− −( )
−( ) +( )
=
x x x x
x x
3 3
2
1
2 2
1
21 1
+ − +
−( ) +( )
=
2
1 12
1
2 2
1
2
x
x x−( ) +( )
En el denominador los factores están elevados al mismo exponente, se pueden multiplicar las bases, las cuales dan
como resultado una diferencia de cuadrados, por tanto:
x x
x
x x
x
2
1
2
2
1
2
2
1
2
2
1
2
1
1
1
1
+( )
−( )
−
−( )
+( )
=
2
14
1
2
x
x −( )
8 Simplifica la siguiente operación:
x
x
x
x
−( )
+( )
−
+( )
−( )
2
3 1
2 1
3 2
2
3
2
3
1
3
1
3
.
Solución
Se obtiene el común denominador y se procede a realizar la diferencia:
x
x
x
x
−( )
+( )
−
+( )
−( )
2
3 1
2 1
3 2
2
3
2
3
1
3
1
3
=
x x
x x
−( ) − +( )
+( ) −( )
+ +
2 2 1
3 1 2
2
3
1
3
1
3
2
3
2
3
1
3
=
x x
x x
−( )− +( )
+( ) −( )
2 2 1
3 1 2
2
3
1
3
=
x x
x x
− − −
+( ) −( )
2 2 2
3 1 2
2
3
1
3
Por último se simplifica el numerador, entonces:
x
x
x
x
−( )
+( )
−
+( )
−( )
2
3 1
2 1
3 2
2
3
2
3
1
3
1
3
=
− −
+( ) −( )
x
x x
4
3 1 2
2
3
1
3
= −
+
+( ) −( )
x
x x
4
3 1 2
2
3
1
3
5 CAPÍTULO
MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS
340
9 Realiza y simplifica la operación
a b
a ab b
a b
a ab b
a b
a ab b
+
− −
−
+
− −
+
+
+ +2 2 2 2 2 2
20
4
4 5
5
5 4
..
Solución
Se factorizan los denominadores:
a2
− ab − 20b2
= (a − 5b)(a + 4b)
a2
− 4ab − 5b2
= (a − 5b)(a + b)
a2
+ 5ab + 4b2
= (a + 4b)(a + b)
La expresión con los denominadores factorizados es:
a b
a b a b
a b
a b a b
a b
a b a
+
−( ) +( )
−
+
−( ) +( )
+
+
+( )5 4
4
5
5
4 ++( )b
Se obtiene el mínimo común múltiplo de los denominadores: (a − 5b)(a + 4b)(a + b)
Se resuelve la fracción:
=
a b a b a b a b a b a b
a b a
+( ) +( )− +( ) +( )+ −( ) +( )
−( )
4 4 5 5
5 ++( ) +( )4b a b
=
a ab b a ab b a b
a b a b a
2 2 2 2 2 2
2 8 16 25
5 4
+ + − − − + −
−( ) +( ) + bb( )
=
a ab b
a b a b a b
2 2
6 40
5 4
− −
−( ) +( ) +( )
El numerador se factoriza, si es posible, para simplificar al máximo, entonces
=
a b a b
a b a b a b
−( ) +( )
−( ) +( ) +( )
10 4
5 4
=
a b
a b a b
−
−( ) +( )
10
5
EJERCICIO 55
Efectúa y simplifica las siguientes operaciones algebraicas:
1.
x
x
x
x
−
+
+2
4
5
10
7.
2
3
2
32 2
x h x+( ) −
−
−
2.
x
x
x
x
+
+
+1
2
2 3
3
8.
x h
x h
x
x
+( )
+( ) +
−
+
2
2
2
2
1 1
3.
x
x
x
x
−
+
−4
9
3
62
9.
6
9 32
x
x
x
x−
+
+
4.
2 5
6
6
4 2
x
x
x
x
+
−
+
10.
2
1
2
12
x
x
x+
+
+
−
5.
1
2
1
2x h x+ +
−
+
11.
4
4 22
x
x
x
x−
+
+
6.
x h
x h
x
x
+ +
+ −
−
+
−
1
1
1
1
12.
3
2 1
2
12 2
x x x− +
+
−
CAPÍTULO 5
ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas
341
Ejemplos
EJEMPLOS
13.
7
6 9
1
92 2
x
x x x+ +
+
−
20.
2 8
2 2 12
5 6
2 8
2
2
2
2
x
x x
x x
x x
+
+ −
−
− −
+ −
14. 2 2
3 2
1
3
2
2
3
x x
x
x
−( ) −
−( )
21.
4 5
12
9
18 3
2
10 242 2 2
x
x x x x x x
−
+ −
+
− −
+
+ +
15. 12 1
3
1
3 2
1
2
5
2
1
2
x x
x
x
+( ) −
+( )
22.
1
2 11 15
6 7
3 7 6
19
6 11 102 2 2
x x
x
x x x x+ +
+
+
+ −
−
+ −
16.
3 4
3 2
3 2
4
2
1
2
2
1
2
2
1
2
2
1
2
x x
x
x x
x
−( )
+( )
−
+( )
−( )
23.
m n
m mn n m n
m
m n
+
− +
−
+
+
+2 2
2
3 3
1 3
17.
− +( )
−( )
−
−( )
+( )
2 2
3 5
4 5
3 2
2
2
3
2
2
3
2
1
3
2
1
3
x x
x
x x
x
24.
3 2
3 10
5
4 5
4
32 2 2 2 2
x y
x xy y
x y
x xy y
x y
x xy
+
+ −
−
+
+ −
+
−
− + 22 2
y
18.
8 3 4 3
3 4 3
8 3 4 32
1
3
2
2
3
2
1
x x x
x x
x x x−( ) +( )
−( )
−
+( ) −( )33
2
2
33 4 3x x+( )
25.
a b
a b
a b
a b
a ab b
a b
−
+
−
−
−
+
+ −
−3 3
2
6 6
2 6
9 9
2 2
2 2
19.
x
x x x x
+
+ −
−
+ −
1
12
12
5 242 2
26.
r s
s r
s
s r
r
s r
+
+
−
−
+
−
3 3 2
2 2
⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente
Multiplicación de fracciones algebraicas
Regla para multiplicar fracciones:
⁄ Descomponer en factores los elementos de las fracciones que se van a multiplicar.
⁄ Se simplifican aquellos términos que sean comunes en el numerador y denominador de las fracciones que se
van a multiplicar.
⁄ Multiplicar todos los términos restantes.
1 Multiplica
2
3
6
4
5
2
2 2
x
y
y
x
xy
y
⋅ ⋅ .
Solución
Se realiza la multiplicación de fracciones y se simplifica el resultado
2
3
6
4
5
2
60
24
2 2 3 3
2
x
y
y
x
xy
y
x y
xy
⋅ ⋅ = =
5
2
2
x y
2 Simplifica:
m m
m
m
m
2
9 18
5
5 25
5 15
+ +
−
⋅
−
+
.
Solución
Se factoriza cada uno de los elementos
m m
m
m
m
2
9 18
5
5 25
5 15
+ +
−
⋅
−
+
=
m m
m
m
m
+( ) +( )
−
⋅
−( )
+( )
6 3
5
5 5
5 3
(continúa)
5 CAPÍTULO
MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS
342
(continuación)
se procede a realizar la multiplicación y la simplificación
m m
m
m
m
+( ) +( )
−
⋅
−( )
+( )
6 3
5
5 5
5 3
=
5 6 3 5
5 5 3
m m m
m m
+( ) +( ) −( )
−( ) +( )
= m + 6
3 Efectúa y simplifica:
a a
a
a
a a
a
a
2
2
2
5 6
3 15
6
30
25
2 4
− +
−
⋅
− −
⋅
−
−
.
Solución
a a
a
a
a a
a a−( ) −( )
−( )
⋅
⋅
−( ) +( )
⋅
+( ) −( )3 2
3 5
2 3
6 5
5 5
2(( )a
a a a a a
a a a−
=
−( ) −( ) ⋅ +( ) −( )
−( ) −( )2
3 2 2 3 5 5
3 5 6 ++( ) −( )5 2 2a
=
6 3 2 5 5
6 5 6 5 2
a a a a a
a a a a
−( ) −( ) +( ) −( )
−( ) −( ) +( ) −( )
=
a a
a
( )−
−
3
6
Finalmente, el resultado de la multiplicación es
a a
a
( )−
−
3
6
=
a a
a
2
3
6
−
−
EJERCICIO 56
Efectúa la multiplicación de las fracciones algebraicas y simplifica:
1.
4
7
14
5
5
7
2
3 4
2
3
a
x
x
b
b
a
⋅ ⋅ 11.
7 42
3 6
15 30
14 84
2
2 2
x x
x x
x
x x
+
−
⋅
−
+
2.
5 2 3
102
x
x
y
y
⋅ ⋅ 12.
x x
x x
x x
x x
2
2
2
2
6
5 6
2 3
4 5
+ −
− +
⋅
− −
− −
3.
3
10
5
14
7
62
4
2
x
y
y
ab
a
x
⋅ ⋅ 13.
x x
x x
x x
x x
2
2
2
2
10 24
30
2 48
12 32
− +
+ −
⋅
− −
− +
4.
16
5
10
4
2
3
2
2
3
3
2
ab
a x
x
b
a
bx
⋅ ⋅ 14.
8 10 3
4 4 1
6 1
9 9 4
2
2
2
2
x x
x x
x x
x x
+ +
+ +
⋅
+ −
+ −
5.
3
4 2
2
3
2 2
2 3
x
b
b
y
y
x
⋅ ⋅ 15.
x x
x x
x x
x x
2
2
2
2
3 4
7 12
5 6
3 18
− −
− +
⋅
+ +
− −
6.
5 25
14
7 7
10 50
m m
m
+
⋅
+
+
16.
x x
x x
x x
x x
2
2
2
2
9 18
2 9 9
2 7 6
4 9 2
+ +
+ +
⋅
+ +
+ +
7.
b b
b
b
b
b
b b
2 2
2
5 6
3 15
25
2 4
6
30
− +
−
⋅
−
−
⋅
− −
17.
x x x
x x
x x
x x
3 2
2
2
2
2 3
4 8 3
2 3+ −
+ +
⋅
+
−
8.
2 2
2 2 1
3 2
2
3
2 2
m mn
mx mx
x
x
x x
m x n x
+
−
⋅
+
⋅
−
+
18.
x
a
a a
x x
3
3
2
2
27
1
1
3 9
−
−
⋅
+ +
+ +
9.
14 21
24 16
12 8
42 63
2
x x
x
x
x
−
−
⋅
−
−
19.
x x
x x
x
x
x x
x
2
2 2
2
5 6
4 4
8 8
9
5
2
+ +
+
⋅
+
−
⋅
−
+
10.
30 18
6 5
42 35
60 36
3 2
3 2
x x
x x
x
x
−
+
⋅
+
−
20.
2 5 3
2 8
4 4
6 5 1
3 11 42
2
2
2
2
2
n n
n n
n n
n n
n n
n
+ −
− −
⋅
+ +
− +
⋅
+ −
++ +5 6n
⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente
CAPÍTULO 5
ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas
343
Ejemplos
EJEMPLOS
División de fracciones algebraicas
Regla para dividir fracciones:
⁄ Primero se multiplica el numerador de la primera fracción por el denominador de la segunda, de lo que re-
sulta el numerador de la fracción solución; el denominador de la fracción solución se obtiene al multiplicar
el denominador de la primera fracción por el numerador de la segunda. De preferencia los productos se dejan
indicados.
⁄ Se simplifican los términos o factores que sean comunes, en el numerador y denominador, de las fracciones
que se van a multiplicar.
⁄ Se multiplican todos los términos restantes.
1 Realiza la siguiente división:
m
n
m
n
2
2 3
3
2
÷ .
Solución
Se efectúan los productos cruzados y se simplifica la expresión
m
n
m
n
2
2 3
3
2
÷ =
m n
n m
2 3
2
3 2
( )( )
( )
=
m n
mn
2 3
2
6
=
mn
6
2 Simplifica la siguiente división:
3
1
1
2
2 2
2
x
x
x
x
+( )
+( )
.
Solución
Se realiza el producto de medios por medios y extremos por extremos, para después simplificar al máximo.
3
1
1
2
2 2
2
x
x
x
x
+( )
+( )
=
3 1
1
2 2
2 2
x x
x x
+( )
+( )
=
3
12
x
x +
3 Realiza el siguiente cociente y simplifica:
a a
a a
a a
a
3
2
2
2 6
5 5
2 6
−
+
÷
−
+
.
Solución
Se factorizan todos los elementos y se procede a efectuar la simplificación.
a a
a a
a a
a
3
2
2
2 6
5 5
2 6
−
+
÷
−
+
=
a a a
a a
a a
a
( )− +( )
+( )
÷
−( )
+( )
1 1
2 3
5 1
2 3
=
a a a a
a a a a
−( ) +( )( ) +( )
( )( ) −( ) +( )
1 1 2 3
2 5 1 3
=
a
a
+1
5
4 Simplifica la siguiente operación:
1
1
1
2
1
2
2
x
x
+( )
+( )
(continúa)
5 CAPÍTULO
MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS
344
(continuación)
Solución
En este caso se tiene una fracción sobre un entero, al que se le agrega la unidad como denominador, para después
realizar el producto de medios y extremos, entonces:
1
1
1
2
1
2
2
x
x
+( )
+( )
=
1
1
1
1
2
1
2
2
x
x
+( )
+( )
=
1
12
1
2
1
x +( )
+
=
1
12
3
2x +( )
5 Resuelve la siguiente división:
4
2
6 7 2
3 5 2
2 2
2 2
2 2
2 2
x y
x xy y
x xy y
x xy y
−
+ −
÷
+ +
+ +
.
Solución
Se factoriza cada uno de los factores y se procede a realizar la división
4
2
6 7 2
3 5 2
2 2
2 2
2 2
2 2
x y
x xy y
x xy y
x xy y
−
+ −
÷
+ +
+ +
=
2 2
2
3 2 2
3 2
x y x y
x y x y
x y x y
x y
+( ) −( )
−( ) +( )
÷
+( ) +( )
+( )) +( )x y
=
2 2 3 2
2 3 2 2
x y x y x y x y
x y x y x y
+( ) −( ) +( ) +( )
−( ) +( ) +( ) xx y+( )
= 1
6 Efectúa y simplifica la siguiente operación: x
x
x
x
+ +
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷ − −
−
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟4
2
1
1
9
1
.
Solución
Se resuelven las operaciones dentro de los paréntesis:
x
x
x
x
+ +
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷ − −
−
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟4
2
1
1
9
1
=
x x
x
x x
x
2 2
5 4 2
1
2 1 9
1
+ + +
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷
− + −
−
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
=
x x
x
x x
x
2 2
5 6
1
2 8
1
+ +
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷
− −
−
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
Se factorizan los polinomios resultantes y se resuelve la división:
x x
x
x x
x
+( ) +( )
+
÷
−( ) +( )
−
3 2
1
4 2
1
=
x x x
x x x
+( ) +( ) −( )
+( ) −( ) +( )
3 2 1
1 4 2
=
x x
x x
+( ) −( )
+( ) −( )
3 1
1 4
=
x x
x x
2
2
2 3
3 4
+ −
− −
EJERCICIO 57
Realiza las siguientes operaciones y simplifica al máximo:
1.
2 8
3
3
2
5
3
x
y
x
y
÷ 3.
6
2 3
2
2 3
2
3
4
x
x
x
x
+( )
+( )
2.
12
15
4
5
4 5
6 3
2
2 3
a b
x y
a b
x y
÷ 4.
12
2 1
2
2 1
5
3
1
3
2
3
2
3
x
x
x
x
+( )
+( )
CAPÍTULO 5
ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas
345
Ejemplos
EJEMPLOS
5.
4
3 3
3
2
2
2 2
x
x xy
x
x y
−
−
14.
x x
x x
x x
x
3
3
2
121
49
11
7
−
−
−
+
6.
x x
x x
x x
x x
3
2
3 2
2
2 1
+
−
÷
−
− +
15.
x
x
x x x
x x
3
2
3 2
2
125
64
5 25
56
+
−
− +
+ −
7.
x
x x
x x
x x
2
2
2
2
9
2 3
6 27
10 9
−
+ −
÷
+ −
− +
16.
a a
a a
a a
a a
2
3 2
2
2
6
3
3 54
9
−
+
+ −
+
8.
x x
x x
x x
x x
2
2
2
2
7 10
6 5
5 14
8 7
− +
− +
÷
+ −
+ +
17.
15 7 2
25
6 13 6
25 10 1
2
3
2
2
x x
x x
x x
x x
+ −
−
÷
+ +
+ +
9.
x x
x x
x x
x x
2
2
2
2
4 3
6 9
12 32
3 40
− +
− +
÷
+ +
+ −
18. 1 1
2
+
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷ +
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
a
a b
a
b
10.
4 23 6
3 14 8
4 25 6
30
2
2
2
2
x x
x x
x x
x x
− −
− +
÷
+ +
+ −
19. x
x
x
x
+
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷ +
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
3
3
4
11.
6 5 1
12 1
4 8 5
8 6 1
2
2
2
2
x x
x x
x x
x x
− +
− −
÷
− −
+ +
20. n
n
n
n
n
n
−
−
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷ + −
−⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2 1
2
1
1
2
2
12.
x
x x x
x x
x
2
3 2
2
3
16
3 9
12
27
−
− +
÷
− −
+
21. a b
b
a b
b
a b
+ +
−
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷ −
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
1
13.
8 2 3
16 9
4 1
4 3
2
3
2
2
x x
x x
x
x x
− −
−
÷
−
+
22. 1
1
2
1
13
−
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷ +
−
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
x
x
x
⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente
Combinación de operaciones con fracciones
La simplificación de este tipo de operaciones, en las que se combinan operaciones básicas, se basa en la jerarquización
de operaciones de izquierda a derecha, como sigue:
⁄ Divisiones y productos
⁄ Sumas y restas
1 Efectúa y simplifica la siguiente fracción algebraica
x x
x x
x x
x x
x x
x x
2
2
2
2
2
2
2
4 3
2 3
2 1
2 8
2 7 4
+
+ +
⋅
+ −
− −
÷
− −
− −
Solución
Se factoriza cada uno de los polinomios de la expresión
x x
x x
x x
x x
x x
x x
2
2
2
2
2
2
2
4 3
2 3
2 1
2 8
2 7 4
+
+ +
⋅
+ −
− −
÷
− −
− −
=
x x
x x
x x
x x
x+( )
+( ) +( )
⋅
+( ) −( )
+( ) −( )
÷
−(2
3 1
3 1
2 1 1
4)) +( )
+( ) −( )
x
x x
2
2 1 4
(continúa)
5 CAPÍTULO
MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS
346
(continuación)
Se realiza el producto
x x
x x
x x
x x
+( )
+( ) +( )
⋅
+( ) −( )
+( ) −( )
2
3 1
3 1
2 1 1
=
x x x x
x x x x
+( ) +( ) −( )
+( ) +( ) +( ) −( )
2 3 1
3 1 2 1 1
=
x x
x x
+( )
+( ) +( )
2
1 2 1
Por último, se realiza la división y se simplifica al máximo:
x x
x x
x x
x x
+( )
+( ) +( )
÷
−( ) +( )
+( ) −( )
2
1 2 1
4 2
2 1 4
=
x x x x
x x x x
+( ) +( ) −( )
+( ) +( ) −( ) +( )
2 2 1 4
1 2 1 4 2
=
x
x +1
2 Realiza y simplifica la siguiente fracción:
x x
x x
x x
x x
x
x
2
2
2
2
6 5
5 6
3 10
4 5 1
+ +
+ +
⋅
− −
− −
−
+
Solución
Se factorizan las expresiones y se aplica la jerarquía de las operaciones
x x
x x
x x
x x
x+( ) +( )
+( ) +( )
⋅
−( ) +( )
−( ) +( )
−
5 1
3 2
5 2
5 1 xx +1
=
x x x x
x x x x
x
x
+( ) +( ) −( ) +( )
+( ) +( ) −( ) +( )
−
5 1 5 2
3 2 5 1 ++1
=
x
x
x
x
+
+
−
+
5
3 1
=
x x x x
x x
+( ) +( )− +( )
+( ) +( )
5 1 3
3 1
=
x x x x
x x
2 2
6 5 3
3 1
+ + − −
+( ) +( )
=
3 5
3 1
x
x x
+
+( ) +( )
EJERCICIO 58
Efectúa y simplifica las siguientes expresiones:
1.
x x
x
x x
x x
x x
x
2
2
2
2
2
12
49
56
20
5 24
5
− −
−
⋅
− −
+ −
÷
− −
+
2.
a a
a a
a
a
a a
a a
2
2
2
3
2
2
8 7
11 30
36
1
42
4 5
− +
− +
⋅
−
−
÷
− −
− −
3.
6 7 3
1
4 12 9
1
2 3
3 2 1
2
2
2
2
2
2
a a
a
a a
a
a a
a a
− −
−
÷
− +
−
⋅
− −
− −
4.
2 5 2
4 16
2
64
2 9 4
1
2
2 3
3 2
t t
t t
t
t
t t t
t
+ +
− +
÷
+
+
÷
+ +
+
5.
2
3
3 3
2 8
2
12
2
2
x
x
x x
x x
x+
÷
+
− −
÷
+ −
−
6.
3 3
3 8 4
2 8
5 4
2
2 1
2
2
2
2
x x
x x
x x
x x
x
x
+
− +
⋅
+ −
+ +
−
−
7.
6 12
2 3 9
2 5 2
2 5 3
3
1
2
2
2
2
x x
x x
x x
x x x
−
+ −
÷
− +
+ −
−
+
CAPÍTULO 5
ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas
347
Ejemplos
EJEMPLOS
8.
x x
x x
x x
x x x
x
x
4
2
2
3 2
2
27
7 30
20 100
3 9
100−
+ −
⋅
+ +
+ +
÷
−
− 33
9.
8 10 3
6 13 6
4 9
3 2
8 14 3
9
2
2
2
2
2
2
x x
x x
x
x x
x x
x
− −
+ +
⋅
−
+
÷
+ +
++ +12 4x
10.
x x
x x
x x
x x
x x
x x
2
2
2
2
2
2
12
2
6 8
3 10
3 2
2
− −
+ −
÷
− +
− −
÷
− +
− −115
11.
x x
x x
x x
x
x x
x x
2
2
2
2
2
2
2
5 6
3
1
2 4
6
+ −
+ +
⋅
+
−
+
−
+ −
12.
x x
x x
x x
x x
x x
x x
x3 2
3
2
2
2
2
2
5
25
3
5 6
3 4
6 8
−
−
÷
+
+ +
+
+ −
+ +
⋅
−− −
− +
x
x x
6
6 52
⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente
Fracciones complejas
En una fracción compleja el numerador y el denominador se conforman por operaciones algebraicas.
1 Simplifica la expresión m
m
n
n
n
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷ −
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
1
.
Solución
Se realizan las operaciones dentro de los paréntesis,
m
m
n
n
n
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ÷ −
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
1
=
mn m
n
n
n
+
÷
−2
1
se resuelve la división y se simplifica al máximo:
n mn m
n n
+( )
−( )2
1
=
nm n
n n n
+( )
+( ) −( )
1
1 1
=
m
n −1
2 Realiza y simplifica la fracción
y
y
y
y
− −
+
+ −
+
1
5
3
5
35
3
.
Solución
Se resuelve tanto el numerador como el denominador y se factorizan los polinomios resultantes, si es posible
y
y
y
y
− −
+
+ −
+
1
5
3
5
35
3
=
y y
y
y y
y
−( ) +( )−
+
+( ) +( )−
+
1 3 5
3
5 3 35
3
=
y y
y
y y
y
2
2
2 3 5
3
8 15 35
3
+ − −
+
+ + −
+
=
y y
y
y y
y
2
2
2 8
3
8 20
3
+ −
+
+ −
+
=
y y
y
y y
y
+( ) −( )
+
+( ) −( )
+
4 2
3
10 2
3
(continúa)
5 CAPÍTULO
MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS
348
(continuación)
Se dividen las fracciones y se simplifica al máximo
=
y y y
y y y
+( ) +( ) −( )
+( ) +( ) −( )
3 4 2
3 10 2
=
y
y
+
+
4
10
3 Efectúa y simplifica:
b
b
b
b
b
b
−
+ −
+
−
−
+
1
2
2
2
1
2 .
Solución
Se eligen las operaciones secundarias y se reducen hasta simplificar la fracción al máximo:
b
b
b
b
b
b
−
+ −
+
−
−
+
1
2
2
2
1
2
=
b
b
b
b b b
b
−
+ −
+
+( )− −( )
+
1
2
2
1 2
1
2
=
b
b
b
b b b
b
−
+ −
+
+ − +
+
1
2
2
2
1
2
2
=
b
b
b
b
b
−
+ −
+
+
+
1
2
2
2
1
2
2
= b
b
b b
b
−
+ −
+( ) +( )
+
1
2
1 2
2
2
2
=
b
b b
−
+ − +
1
2 1( )
=
b −1
1
= b − 1
4 Simplifica la siguiente expresión:
x
x
x
x
x
−( )
+( )
−
+( )
−( )
−
2
2 2
2
2 2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Solución
Se resuelve la parte superior de la fracción principal
x
x
x
x
−( )
+( )
−
+( )
−( )
2
2 2
2
2 2
1
2
1
2
1
2
1
2
=
x x
x x
−( ) − +( )
+( ) −( )
+ +
2 2
2 2 2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
=
x x
x x
−( )− +( )
+( ) −( )
2 2
2 2 2
1
2
1
2
=
−
+( ) −( )
4
2 2 2
1
2
1
2x x
=
−
+( ) −( )
2
2 2
1
2
1
2x x
Luego, la fracción original se escribe como:
x
x
x
x
x
−( )
+( )
−
+( )
−( )
−
2
2 2
2
2 2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
=
−
+( ) −( )
−
2
2 2
2
1
2
1
2x x
x
=
−
+( ) −( )
−
2
2 2
2
1
1
2
1
2x x
x
Se realiza la división de fracciones y la simplificación es:
−
+( ) −( )
2
2 2
1
2
3
2x x
CAPÍTULO 5
ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas
349
EJERCICIO 59
Simplifica las siguientes fracciones complejas:
1.
1
1
1
+
x
9.
a b
b
a b
a b
b
a b
− −
+
− −
+
3
5
2
4
2
2
2.
1
1
1
1
1
+
−
n
10.
1 1
2
2 2
x y
x
y
y
x
x
y
+ +
−
3. 1
1
2
1
3
1
−
+
−
y
11.
a b
b
a b
a b
b
a b
a
b
− +
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ + −
+
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
+
2
4
3
2
2
1
2 2
4.
m
m
m
m
+ +
− −
4
3
4
5
12. 1
1
1
1
2
3
4
7
4
2 3
2
+
+
+
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
⎞
⎠
⎟
⎟
⎟
− −
+
⎛
⎝
⎜
⎜
⎜
⎞
⎠
b
a b
a b
b
a b
⎟⎟
⎟
⎟
5.
y
y
y
2 1
1
1
−
−
13.
2 3
2 1
1
2 2 3
2 3
1
2
1
2
1
2
1
2
x
x
x
x
x
+( )
+( )
−
+( )
+( )
+
6.
1 1
1 1
a b
a b
+
−
14.
2 5
5
5
2
1
2
3
2
1
2
2
x x
x
x
x
−( ) −
−( )
−
7.
x
y
x y
x y
x y
y
y
x
2 2 2
−
−
+
−
+
15.
3 1
3 1
3 1
3 1
3 1
1
3
2
3
1
3
2
3
2
3
x
x
x
x
x
−( )
+( )
−
+( )
−( )
−( )
8.
1
7 12
16
2
− +
−
n n
n
n
16.
5 1
3
10
3 5 1
5 1
2
1
3
2
3
4
3
2
2
3
2
2
3
x
x
x
x
x
+( ) −
+( )
+( )
⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente

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Fracciones algebraicas simplificadas

  • 1. CAPÍTULO 5FRACCIONES ALGEBRAICAS Nicolás de Cusa (1401-1464) C ardenal alemán nacido en Cusa y fa- llecido en Lodi (Italia). Más filósofo que matemático, a él se debe la crítica a los conceptos de la noción de infinito: “...para alcanzar el maximum y el minimum hay que trascender la serie indefinida de lo grande y lo pequeño, y entonces se descubre que el maximum y el minimum coinciden en la idea de infinito...”. Nicolás de Cusa vio que uno de los puntos débiles del pensamiento escolásti- co de la época, en lo que se refiere a la ciencia, había sido su incapacidad para medir, mientras que él pensaba que el conocimiento debería sustentarse en la medida. Sus teorías filosóficas neoplatónicas sobre la concordancia de los contrarios, le condujo a pensar que los máximos y los mínimos están siempre en relación. Nicolás de Cusa (1401-1464) Reseña HISTÓRICA
  • 2. 5 CAPÍTULO MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS 332 Ejemplos EJEMPLOS Máximo común divisor (MCD) El máximo común divisor de dos o más expresiones algebraicas es el término o polinomio que divide exactamente a todas y cada una de las expresiones dadas. Regla para obtener el MCD: ⁄ Se obtiene el máximo común divisor de los coeficientes. ⁄ Se toman los factores (monomio o polinomio) de menor exponente que tengan en común y se multiplican por el máximo común divisor de los coeficientes. 1 Encuentra el máximo común divisor de: 15x2 y2 z, 24xy2 z, 36y4 z2 . Solución Se obtiene el MCD de 15, 24 y 36 15 24 36 3 5 8 12 MCD = 3 Se toman los factores que tengan en común y se escogen los de menor exponente, en este caso: y2 , z Finalmente, el máximo común divisor: 3y2 z 2 Obtén el MCD de los siguientes polinomios: 4m2 + 8m − 12, 2m2 − 6m + 4, 6m2 + 18m − 24; Solución Se factorizan los polinomios: 4(m2 + 2m − 3) = 4(m + 3)(m − 1) 2(m2 − 3m + 2) = 2(m − 2)(m − 1) 6(m2 + 3m − 4) = 6(m + 4)(m − 1) Se obtiene el MCD de 4, 2 y 6 4 2 6 2 2 1 3 El MCD de los coeficientes 2, 4 y 6 es 2. El MCD de los factores es m − 1 Por tanto, el MCD de los polinomios es: 2(m − 1) Mínimo común múltiplo (mcm) El mínimo común múltiplo de dos o más expresiones algebraicas es el término algebraico que se divide por todas y cada una de las expresiones dadas. Regla para obtener el mínimo común múltiplo: ⁄ Se obtiene el mcm de los coeficientes. ⁄ Se toman los factores que no se repiten y, de los que se repiten, el de mayor exponente, y se multiplican por el mínimo común múltiplo de los coeficientes.
  • 3. CAPÍTULO 5 ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas 333 Ejemplos EJEMPLOS 1 Determina el mcm de las siguientes expresiones 15x2 y2 z; 24xy2 z, 36y4 z2 . Solución Se encuentra el mcm de 15, 24, 36 15 24 36 2 15 12 18 2 15 6 9 2 15 3 9 3 5 1 3 3 5 1 1 5 1 1 1 El mcm de los coeficiente 15, 24 y 36 es 360 Se toman todos los factores y se escogen los de mayor exponente en el caso de aquellos que sean comunes y, los que no, se escriben igual. x2 y4 z2 Finalmente, el mcm es 360 x2 y4 z2 2 Encuentra el mcm de 4m2 + 8m − 12; 2m2 − 6m + 4; 6m2 + 18m − 24. Solución Se factorizan los polinomios y se escogen los factores: 4m2 + 8m − 12 = 4(m2 + 2m − 3) = 4(m + 3)(m − 1) 2m2 − 6m + 4 = 2(m2 − 3m + 2) = 2(m − 2)(m − 1) 6m2 + 18m − 24 = 6(m2 + 3m − 4) = 6(m + 4)(m − 1) Se obtiene el mcm de los coeficientes de 4, 2 y 6 4 2 6 2 2 1 3 2 1 1 3 3 1 1 1 El mcm de 4, 2 y 6 es 12 El mcm de los factores es: (m + 3)(m − 2)(m + 4)(m − 1) Por consiguiente, el mcm es: 12(m + 3)(m − 1)(m − 2)(m + 4) EJERCICIO 52 Determina el máximo común divisor y el mínimo común múltiplo de las siguientes expresiones: 1. 35x2 y3 z4 ; 42x2 y4 z4 ; 70x2 y5 z2 2. 72m3 y4 ; 96m2 y2 ; 120m4 y5 3. 4x2 y; 8x3 y2 , 2x2 yz; 10xy3 z2 4. 39a2 bc; 52ab2 c; 78abc2 mcm = 23 × 32 × 5 = 360 mcm = 22 × 3 = 12
  • 4. 5 CAPÍTULO MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS 334 Ejemplos EJEMPLOS 5. 60m2 nx ; 75m4 nx + 2 ; 105mnx +1 6. 22xa yb ; 33xa + 2 yb + 1 ; 44xa + 1 yb + 2 7. 18a2 (x − 1)3 ; 24a4 (x − 1)2 ; 30a5 (x − 1)4 8. 27(a − b)(x + y)2 ; 45(a − b)2 (x + y) 9. 24(2x + 1)2 (x − 7); 30(x + 8)(x − 7); 36(2x + 1)(x + 8)2 10. 38(a3 + a3 b); 57a(1 + b)2 ; 76a4 (1 + b)3 11. xy + y; x2 + x 12. m3 − 1; m2 − 1 13. m2 +mn; mn + n2 ; m3 + m2 n 14. x2 − y2 ; x2 − 2xy + y2 15. 3x2 − 6x; x3 − 4x; x2 y − 2xy; x2 − x − 2 16. 3a2 − a; 27a3 − 1; 9a2 − 6a + 1 17. m2 − 2m − 8; m2 − m − 12; m3 − 9m2 + 20m 18. 2a3 − 2a2 ; 3a2 − 3a; 4a3 − 4a2 19. 12b2 + 8b + 1; 2b2 − 5b − 3 20. y3 − 2y2 − 5y + 6; 2y3 − 5y2 − 6y + 9; 2y2 − 5y − 3 ⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente Simplificación de fracciones algebraicas Una fracción algebraica contiene literales y se simplifica al factorizar al numerador y al denominador y al dividir aquellos factores que se encuentren en ambas posiciones, como a continuación se ejemplifica. 1 Simplifica la siguiente expresión: 8 12 8 2 2 a ab a + . Solución Se factorizan tanto el numerador como el denominador. 8 12 8 2 2 a ab a + = 4 2 3 2 4 a a b a a ( ) +( ) ( )( ) Una vez factorizados los elementos de la fracción, se observa que en ambos se encuentra la expresión (4a) la cual se procede al simplificar 4 2 3 2 4 a a b a a ( ) +( ) ( )( ) = 2 3 2 a b a + 2 Simplifica la siguiente expresión: 3 15 12 2 m m m− . Solución Se factorizan el numerador y el denominador, simplificando el término que se repite en ambos (3m) 3 15 12 2 m m m− = 1 3 3 5 4 m m m ( ) ( ) −( ) = 1 5 4− m
  • 5. CAPÍTULO 5 ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas 335 3 Simplifica la siguiente expresión: 6 12 4 2 2 2 2 x y xy x y − − . Solución Se factorizan tanto el numerador como el denominador. 6 12 4 2 2 2 2 x y xy x y − − = 6 2 2 2 xy x y x y x y ( )− +( ) −( ) Una vez factorizados los elementos de la fracción, se observa que en ambos se encuentra la expresión (x − 2y) la cual se procede a simplificar 6 2 2 2 xy x y x y x y ( )− +( ) −( ) = 6 2 xy x y+ 4 Simplifica x x x ax x a 2 2 6 9 3 3 − + + − − . Solución Se factorizan tanto numerador como denominador x x x ax x a 2 2 6 9 3 3 − + + − − = x x x a x a −( ) +( )− +( ) 3 3 2 = ( )x x x a − −( ) +( ) 3 3 2 En esta fracción el elemento que se repite en el numerador y denominador es (x − 3), entonces se realiza la sim- plificación ( )x x x a − −( ) +( ) 3 3 2 = x x a − + 3 5 Simplifica la siguiente expresión: 9 6 3 4 3 2 x x x x x − − − . Solución Se factorizan tanto numerador como denominador 9 6 3 4 3 2 x x x x x − − − = x x x x x 9 6 2 2 2 −( ) − −( ) = x x x x x x 3 3 3 22 +( ) −( ) −( ) +( ) Los factores que se repiten son (x) y (x − 3) x x x x x x 3 3 3 22 +( ) −( ) −( ) +( ) = 3 1 2 +( ) −( ) +( ) x x x = − + +( ) x x x 3 2 6 Simplifica la siguiente expresión: 12 37 2 3 20 51 26 3 2 3 2 3 + + − + − + x x x x x x . Solución Se factorizan tanto numerador como denominador 12 37 2 3 20 51 26 3 2 3 2 3 + + − + − + x x x x x x = −( ) +( ) +( ) −( ) −( ) +( ) −( ) 1 3 1 3 4 5 3 1 4 x x x x x x Los factores que se repiten en el numerador y denominador (3x + 1) y (x − 4), se dividen, obteniéndose la simpli- ficación de la fracción 12 37 2 3 20 51 26 3 2 3 2 3 + + − + − + x x x x x x = −( ) +( ) −( ) 1 3 5 x x = − + − x x 3 5
  • 6. 5 CAPÍTULO MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS 336 Ejemplos EJEMPLOS EJERCICIO 53 Simplifica las siguientes fracciones algebraicas: 1. 2 2 3 2 2 a ab a b + 16. y x y xy x 3 3 2 2 27 6 − − − 2. 6 3 6 3 2 2 2 a b a b ab− 17. x x x x 3 3 2 1 2 − − − − 3. 4 12 8 2 2 a a a + 18. x x y xy y x xy y 3 2 2 3 3 2 3 3 3 3 2 − + − − + 4. 6 18 24 15 9 3 2 2 m m m m m − − − 19. 3 3 3 32 2 2 2 ax bx ay by by bx ay ax − − + − − + 5. m n m n n m 3 2 2 2 2 − − 20. a ab ad bd a b ab 2 2 2 2 2 + − − + 6. 4 12 2 2 12 2 3 2 x x x x x − − − 21. y y y ay ay y y 3 2 2 2 6 3 9 2 6 + − + + + 7. x xy y y xy x 2 2 2 2 3 10 5 4 − − + − 22. 3 32 x xy yz xz yw xw − − − + 8. x x x 2 2 7 78 36 + − − 23. w w x wx y wy 2 2+ − − − + 9. n n n n 2 2 5 6 2 3 − + − − 24. p p p p p p + − − − − + 1 2 2 3 2 3 2 10. 2 6 3 5 2 2 2 2 2 x xy y x xy y − − − − 25. 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 3 2 a ab a b ab b a a − + − + − − 11. − + − − − x x y x y x x y xy 4 3 2 2 3 2 2 3 2 5 4 26. x x x x x x 3 2 3 2 2 2 4 6 + − − + + − 12. 3 10 8 6 2 2 2 2 x xy y x xy y + + − − 27. x x x x x x 3 2 3 2 4 6 14 24 + + − + − − 13. ab m ab mn ab n abm abn 2 2 2 2 2 2 2 2− + − 28. y y y y y y 3 2 3 2 9 26 24 5 2 24 − + − − − + 14. 8 2 8 3 2 − + − x x x 29. y y y y y y −( ) − +( ) −( ) −( ) 1 8 16 4 1 2 2 2 15. x y x y 3 3 2 2 + − 30. a a a a a −( ) + −( ) − −( ) 2 12 2 3 2 2 2 ( ) ⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente Suma y resta de fracciones con denominador común 1 Determina el resultado de 2 3 42 2 2 2 a a b a b a a b a b − + + . Solución Se simplifica cada fracción, si es posible. 2 2 22 2 2 a a b a b a ab a b ab ab − = −( ) = − ; 3 4 3 4 3 42 2 2 a a b a b a ab a b ab ab + = +( ) = +
  • 7. CAPÍTULO 5 ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas 337 Ejemplos EJEMPLOS Se suman las nuevas expresiones. 2 3 4− + +ab ab ab ab Como los denominadores son comunes, en la fracción resultante sólo se reducen los numeradores y el denominador permanece igual. 2 3 4− + +ab ab ab ab = 2 3 4− + +ab ab ab = 5 3+ ab ab 2 Encuentra el resultado de 2 2 5 5 2 2 m n m n m n m n n m m n + − + − − + − − . Solución En este caso ningún sumando se puede simplificar, entonces el común denominador es 2m − n, y sólo se reducen los numeradores. 2 2 5 5 2 2 m n m n m n m n n m m n + − + − − + − − = 2 5 5 2 m n m n n m m n + + − + − − = 6 3 2 m n m n − − = 3 2 2 m n m n −( ) − = 3 EJERCICIO 54 Simplifica las siguientes fracciones algebraicas: 1. 2 7 8 6 8 2 2 2 2 x x x x x x − + + 4. 7 6 4 12 3 4 2 2 m m mn m m mn − + − 7. 12 5 22 6 22 2 2 x x x x x x − + + + − 2. 1 7 22 2 − − −a a a a 5. 35 7 5 15 3 52 2 n n n n n n − − − − − 8. 13 3 2 5 3 3 2 3 6 3 2 x y x y x y x y x y x y − − + − − − + − 3. 7 1 10 8 4 10 n n n n − + − 6. 11 14 6 2 6 2 2 2 2 y y y y y y − − + 9. 6 5 8 2 6 8 2 3 8 2 a b a b a b a b a b a b + − − + − + − − ⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente Suma y resta de fracciones con denominadores diferentes 1 Efectúa la siguiente operación: 3 2 5 42 2 x y y x + . Solución Se obtiene el mínimo común múltiplo de los denominadores y se realizan las operaciones correspondientes. 3 2 5 42 2 x y y x + = 3 2 5 4 2 2 2 2 x x y y x y ( )+ ( ) = 6 5 4 3 3 2 2 x y x y + 2 Realiza la siguiente operación y simplificar al máximo: 1 1 x h x+ − . Solución Se obtiene el común denominador de los denominadores “x + h” y “x”, posteriormente se procede a realizar la dife- rencia de fracciones 1 1 x h x+ − = x x h x x h − +( ) +( ) = x x h x x h − − +( ) = − +( ) h x x h
  • 8. 5 CAPÍTULO MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS 338 3 Efectúa 3 6 9 4 32 x x x x− + + − . Solución Se obtiene el mínimo común múltiplo de los denominadores y se efectúan las operaciones: 3 3 4 32 x x x−( ) + − = 3 1 4 3 3 2 x x x ( )+ −( ) −( ) = 3 4 12 3 2 x x x + − −( ) = 7 12 3 2 x x − −( ) 4 Realiza la siguiente operación: 1 1 1 12 2 x h x+( ) − − − . Solución Se determina el común denominador, éste se divide por cada uno de los denominadores y el resultado se multiplica por su numerador, los productos se reducen al máximo. 1 1 1 12 2 x h x+( ) − − − = 1 2 1 1 12 2 2 x xh h x+ + − − − = 1 1 1 2 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2 x x xh h x xh h x −( )− + + −( ) + + −( ) −( ) = x x xh h x xh h x 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 1 − − − − + + + −( ) −( ) = − − + + −( ) −( ) 2 2 1 1 2 2 2 2 xh h x xh h x 5 Simplifica la siguiente operación: x x x 2 2 1 2 2 1 2 1 1 +( ) + +( ) . Solución A los enteros se les coloca la unidad como denominador: x x x 2 2 1 2 2 1 2 1 1 +( ) + +( ) = x x x2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 +( ) + +( ) Luego, el común denominador es x2 1 21+( ) , por tanto x x x 2 2 1 2 2 1 2 1 1 +( ) + +( ) = x x x2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 +( ) + +( ) = x x x x 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 1 ( )+ +( ) +( ) +( ) se aplica la propiedad am · an = am + n y se simplifica al máximo el numerador, entonces: x x x 2 2 1 2 1 2 2 1 2 1 1 1 ( )+ +( ) +( ) + = x x x 2 2 2 1 2 1 1 + +( ) +( ) = 2 1 1 2 2 1 2 x x + +( ) 6 Simplifica la siguiente operación: x x x 3 3 2 3 3 1 3 1 1 −( ) − −( ) . Solución El común denominador de esta diferencia de fracciones es x3 2 31−( ) , entonces: x x x 3 3 2 3 3 1 3 1 1 −( ) − −( ) = x x x 3 3 2 3 1 3 3 2 3 1 1 − −( ) −( ) + = x x x 3 3 3 2 3 1 1 − −( ) −( ) = x x x 3 3 3 2 3 1 1 − + −( ) = 1 13 2 3x −( )
  • 9. CAPÍTULO 5 ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas 339 Por tanto, la simplificación es: x x x 3 3 2 3 3 1 3 1 1 −( ) − −( ) = 1 13 2 3x −( ) 7 Efectúa y simplifica la siguiente expresión: x x x x x x 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 1 +( ) −( ) − −( ) +( ) . Solución El común denominador es el producto de los denominadores: x x2 1 2 2 1 21 1−( ) +( ) Se realiza la operación: x x x x x x 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 1 +( ) −( ) − −( ) +( ) = x x x x x x 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 1 +( ) − −( ) −( ) +( ) + + = x x x x x x 2 2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 1 +( )− −( ) −( ) +( ) = x x x x x x 3 3 2 1 2 2 1 21 1 + − + −( ) +( ) = 2 1 12 1 2 2 1 2 x x x−( ) +( ) En el denominador los factores están elevados al mismo exponente, se pueden multiplicar las bases, las cuales dan como resultado una diferencia de cuadrados, por tanto: x x x x x x 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 1 +( ) −( ) − −( ) +( ) = 2 14 1 2 x x −( ) 8 Simplifica la siguiente operación: x x x x −( ) +( ) − +( ) −( ) 2 3 1 2 1 3 2 2 3 2 3 1 3 1 3 . Solución Se obtiene el común denominador y se procede a realizar la diferencia: x x x x −( ) +( ) − +( ) −( ) 2 3 1 2 1 3 2 2 3 2 3 1 3 1 3 = x x x x −( ) − +( ) +( ) −( ) + + 2 2 1 3 1 2 2 3 1 3 1 3 2 3 2 3 1 3 = x x x x −( )− +( ) +( ) −( ) 2 2 1 3 1 2 2 3 1 3 = x x x x − − − +( ) −( ) 2 2 2 3 1 2 2 3 1 3 Por último se simplifica el numerador, entonces: x x x x −( ) +( ) − +( ) −( ) 2 3 1 2 1 3 2 2 3 2 3 1 3 1 3 = − − +( ) −( ) x x x 4 3 1 2 2 3 1 3 = − + +( ) −( ) x x x 4 3 1 2 2 3 1 3
  • 10. 5 CAPÍTULO MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS 340 9 Realiza y simplifica la operación a b a ab b a b a ab b a b a ab b + − − − + − − + + + +2 2 2 2 2 2 20 4 4 5 5 5 4 .. Solución Se factorizan los denominadores: a2 − ab − 20b2 = (a − 5b)(a + 4b) a2 − 4ab − 5b2 = (a − 5b)(a + b) a2 + 5ab + 4b2 = (a + 4b)(a + b) La expresión con los denominadores factorizados es: a b a b a b a b a b a b a b a b a + −( ) +( ) − + −( ) +( ) + + +( )5 4 4 5 5 4 ++( )b Se obtiene el mínimo común múltiplo de los denominadores: (a − 5b)(a + 4b)(a + b) Se resuelve la fracción: = a b a b a b a b a b a b a b a +( ) +( )− +( ) +( )+ −( ) +( ) −( ) 4 4 5 5 5 ++( ) +( )4b a b = a ab b a ab b a b a b a b a 2 2 2 2 2 2 2 8 16 25 5 4 + + − − − + − −( ) +( ) + bb( ) = a ab b a b a b a b 2 2 6 40 5 4 − − −( ) +( ) +( ) El numerador se factoriza, si es posible, para simplificar al máximo, entonces = a b a b a b a b a b −( ) +( ) −( ) +( ) +( ) 10 4 5 4 = a b a b a b − −( ) +( ) 10 5 EJERCICIO 55 Efectúa y simplifica las siguientes operaciones algebraicas: 1. x x x x − + +2 4 5 10 7. 2 3 2 32 2 x h x+( ) − − − 2. x x x x + + +1 2 2 3 3 8. x h x h x x +( ) +( ) + − + 2 2 2 2 1 1 3. x x x x − + −4 9 3 62 9. 6 9 32 x x x x− + + 4. 2 5 6 6 4 2 x x x x + − + 10. 2 1 2 12 x x x+ + + − 5. 1 2 1 2x h x+ + − + 11. 4 4 22 x x x x− + + 6. x h x h x x + + + − − + − 1 1 1 1 12. 3 2 1 2 12 2 x x x− + + −
  • 11. CAPÍTULO 5 ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas 341 Ejemplos EJEMPLOS 13. 7 6 9 1 92 2 x x x x+ + + − 20. 2 8 2 2 12 5 6 2 8 2 2 2 2 x x x x x x x + + − − − − + − 14. 2 2 3 2 1 3 2 2 3 x x x x −( ) − −( ) 21. 4 5 12 9 18 3 2 10 242 2 2 x x x x x x x − + − + − − + + + 15. 12 1 3 1 3 2 1 2 5 2 1 2 x x x x +( ) − +( ) 22. 1 2 11 15 6 7 3 7 6 19 6 11 102 2 2 x x x x x x x+ + + + + − − + − 16. 3 4 3 2 3 2 4 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 x x x x x x −( ) +( ) − +( ) −( ) 23. m n m mn n m n m m n + − + − + + +2 2 2 3 3 1 3 17. − +( ) −( ) − −( ) +( ) 2 2 3 5 4 5 3 2 2 2 3 2 2 3 2 1 3 2 1 3 x x x x x x 24. 3 2 3 10 5 4 5 4 32 2 2 2 2 x y x xy y x y x xy y x y x xy + + − − + + − + − − + 22 2 y 18. 8 3 4 3 3 4 3 8 3 4 32 1 3 2 2 3 2 1 x x x x x x x x−( ) +( ) −( ) − +( ) −( )33 2 2 33 4 3x x+( ) 25. a b a b a b a b a ab b a b − + − − − + + − −3 3 2 6 6 2 6 9 9 2 2 2 2 19. x x x x x + + − − + − 1 12 12 5 242 2 26. r s s r s s r r s r + + − − + − 3 3 2 2 2 ⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente Multiplicación de fracciones algebraicas Regla para multiplicar fracciones: ⁄ Descomponer en factores los elementos de las fracciones que se van a multiplicar. ⁄ Se simplifican aquellos términos que sean comunes en el numerador y denominador de las fracciones que se van a multiplicar. ⁄ Multiplicar todos los términos restantes. 1 Multiplica 2 3 6 4 5 2 2 2 x y y x xy y ⋅ ⋅ . Solución Se realiza la multiplicación de fracciones y se simplifica el resultado 2 3 6 4 5 2 60 24 2 2 3 3 2 x y y x xy y x y xy ⋅ ⋅ = = 5 2 2 x y 2 Simplifica: m m m m m 2 9 18 5 5 25 5 15 + + − ⋅ − + . Solución Se factoriza cada uno de los elementos m m m m m 2 9 18 5 5 25 5 15 + + − ⋅ − + = m m m m m +( ) +( ) − ⋅ −( ) +( ) 6 3 5 5 5 5 3 (continúa)
  • 12. 5 CAPÍTULO MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS 342 (continuación) se procede a realizar la multiplicación y la simplificación m m m m m +( ) +( ) − ⋅ −( ) +( ) 6 3 5 5 5 5 3 = 5 6 3 5 5 5 3 m m m m m +( ) +( ) −( ) −( ) +( ) = m + 6 3 Efectúa y simplifica: a a a a a a a a 2 2 2 5 6 3 15 6 30 25 2 4 − + − ⋅ − − ⋅ − − . Solución a a a a a a a a−( ) −( ) −( ) ⋅ ⋅ −( ) +( ) ⋅ +( ) −( )3 2 3 5 2 3 6 5 5 5 2(( )a a a a a a a a a− = −( ) −( ) ⋅ +( ) −( ) −( ) −( )2 3 2 2 3 5 5 3 5 6 ++( ) −( )5 2 2a = 6 3 2 5 5 6 5 6 5 2 a a a a a a a a a −( ) −( ) +( ) −( ) −( ) −( ) +( ) −( ) = a a a ( )− − 3 6 Finalmente, el resultado de la multiplicación es a a a ( )− − 3 6 = a a a 2 3 6 − − EJERCICIO 56 Efectúa la multiplicación de las fracciones algebraicas y simplifica: 1. 4 7 14 5 5 7 2 3 4 2 3 a x x b b a ⋅ ⋅ 11. 7 42 3 6 15 30 14 84 2 2 2 x x x x x x x + − ⋅ − + 2. 5 2 3 102 x x y y ⋅ ⋅ 12. x x x x x x x x 2 2 2 2 6 5 6 2 3 4 5 + − − + ⋅ − − − − 3. 3 10 5 14 7 62 4 2 x y y ab a x ⋅ ⋅ 13. x x x x x x x x 2 2 2 2 10 24 30 2 48 12 32 − + + − ⋅ − − − + 4. 16 5 10 4 2 3 2 2 3 3 2 ab a x x b a bx ⋅ ⋅ 14. 8 10 3 4 4 1 6 1 9 9 4 2 2 2 2 x x x x x x x x + + + + ⋅ + − + − 5. 3 4 2 2 3 2 2 2 3 x b b y y x ⋅ ⋅ 15. x x x x x x x x 2 2 2 2 3 4 7 12 5 6 3 18 − − − + ⋅ + + − − 6. 5 25 14 7 7 10 50 m m m + ⋅ + + 16. x x x x x x x x 2 2 2 2 9 18 2 9 9 2 7 6 4 9 2 + + + + ⋅ + + + + 7. b b b b b b b b 2 2 2 5 6 3 15 25 2 4 6 30 − + − ⋅ − − ⋅ − − 17. x x x x x x x x x 3 2 2 2 2 2 3 4 8 3 2 3+ − + + ⋅ + − 8. 2 2 2 2 1 3 2 2 3 2 2 m mn mx mx x x x x m x n x + − ⋅ + ⋅ − + 18. x a a a x x 3 3 2 2 27 1 1 3 9 − − ⋅ + + + + 9. 14 21 24 16 12 8 42 63 2 x x x x x − − ⋅ − − 19. x x x x x x x x x 2 2 2 2 5 6 4 4 8 8 9 5 2 + + + ⋅ + − ⋅ − + 10. 30 18 6 5 42 35 60 36 3 2 3 2 x x x x x x − + ⋅ + − 20. 2 5 3 2 8 4 4 6 5 1 3 11 42 2 2 2 2 2 n n n n n n n n n n n + − − − ⋅ + + − + ⋅ + − ++ +5 6n ⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente
  • 13. CAPÍTULO 5 ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas 343 Ejemplos EJEMPLOS División de fracciones algebraicas Regla para dividir fracciones: ⁄ Primero se multiplica el numerador de la primera fracción por el denominador de la segunda, de lo que re- sulta el numerador de la fracción solución; el denominador de la fracción solución se obtiene al multiplicar el denominador de la primera fracción por el numerador de la segunda. De preferencia los productos se dejan indicados. ⁄ Se simplifican los términos o factores que sean comunes, en el numerador y denominador, de las fracciones que se van a multiplicar. ⁄ Se multiplican todos los términos restantes. 1 Realiza la siguiente división: m n m n 2 2 3 3 2 ÷ . Solución Se efectúan los productos cruzados y se simplifica la expresión m n m n 2 2 3 3 2 ÷ = m n n m 2 3 2 3 2 ( )( ) ( ) = m n mn 2 3 2 6 = mn 6 2 Simplifica la siguiente división: 3 1 1 2 2 2 2 x x x x +( ) +( ) . Solución Se realiza el producto de medios por medios y extremos por extremos, para después simplificar al máximo. 3 1 1 2 2 2 2 x x x x +( ) +( ) = 3 1 1 2 2 2 2 x x x x +( ) +( ) = 3 12 x x + 3 Realiza el siguiente cociente y simplifica: a a a a a a a 3 2 2 2 6 5 5 2 6 − + ÷ − + . Solución Se factorizan todos los elementos y se procede a efectuar la simplificación. a a a a a a a 3 2 2 2 6 5 5 2 6 − + ÷ − + = a a a a a a a a ( )− +( ) +( ) ÷ −( ) +( ) 1 1 2 3 5 1 2 3 = a a a a a a a a −( ) +( )( ) +( ) ( )( ) −( ) +( ) 1 1 2 3 2 5 1 3 = a a +1 5 4 Simplifica la siguiente operación: 1 1 1 2 1 2 2 x x +( ) +( ) (continúa)
  • 14. 5 CAPÍTULO MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS 344 (continuación) Solución En este caso se tiene una fracción sobre un entero, al que se le agrega la unidad como denominador, para después realizar el producto de medios y extremos, entonces: 1 1 1 2 1 2 2 x x +( ) +( ) = 1 1 1 1 2 1 2 2 x x +( ) +( ) = 1 12 1 2 1 x +( ) + = 1 12 3 2x +( ) 5 Resuelve la siguiente división: 4 2 6 7 2 3 5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x y x xy y x xy y x xy y − + − ÷ + + + + . Solución Se factoriza cada uno de los factores y se procede a realizar la división 4 2 6 7 2 3 5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x y x xy y x xy y x xy y − + − ÷ + + + + = 2 2 2 3 2 2 3 2 x y x y x y x y x y x y x y +( ) −( ) −( ) +( ) ÷ +( ) +( ) +( )) +( )x y = 2 2 3 2 2 3 2 2 x y x y x y x y x y x y x y +( ) −( ) +( ) +( ) −( ) +( ) +( ) xx y+( ) = 1 6 Efectúa y simplifica la siguiente operación: x x x x + + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ − − − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟4 2 1 1 9 1 . Solución Se resuelven las operaciones dentro de los paréntesis: x x x x + + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ − − − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟4 2 1 1 9 1 = x x x x x x 2 2 5 4 2 1 2 1 9 1 + + + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ − + − − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = x x x x x x 2 2 5 6 1 2 8 1 + + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ − − − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ Se factorizan los polinomios resultantes y se resuelve la división: x x x x x x +( ) +( ) + ÷ −( ) +( ) − 3 2 1 4 2 1 = x x x x x x +( ) +( ) −( ) +( ) −( ) +( ) 3 2 1 1 4 2 = x x x x +( ) −( ) +( ) −( ) 3 1 1 4 = x x x x 2 2 2 3 3 4 + − − − EJERCICIO 57 Realiza las siguientes operaciones y simplifica al máximo: 1. 2 8 3 3 2 5 3 x y x y ÷ 3. 6 2 3 2 2 3 2 3 4 x x x x +( ) +( ) 2. 12 15 4 5 4 5 6 3 2 2 3 a b x y a b x y ÷ 4. 12 2 1 2 2 1 5 3 1 3 2 3 2 3 x x x x +( ) +( )
  • 15. CAPÍTULO 5 ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas 345 Ejemplos EJEMPLOS 5. 4 3 3 3 2 2 2 2 x x xy x x y − − 14. x x x x x x x 3 3 2 121 49 11 7 − − − + 6. x x x x x x x x 3 2 3 2 2 2 1 + − ÷ − − + 15. x x x x x x x 3 2 3 2 2 125 64 5 25 56 + − − + + − 7. x x x x x x x 2 2 2 2 9 2 3 6 27 10 9 − + − ÷ + − − + 16. a a a a a a a a 2 3 2 2 2 6 3 3 54 9 − + + − + 8. x x x x x x x x 2 2 2 2 7 10 6 5 5 14 8 7 − + − + ÷ + − + + 17. 15 7 2 25 6 13 6 25 10 1 2 3 2 2 x x x x x x x x + − − ÷ + + + + 9. x x x x x x x x 2 2 2 2 4 3 6 9 12 32 3 40 − + − + ÷ + + + − 18. 1 1 2 + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ a a b a b 10. 4 23 6 3 14 8 4 25 6 30 2 2 2 2 x x x x x x x x − − − + ÷ + + + − 19. x x x x + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 2 3 3 4 11. 6 5 1 12 1 4 8 5 8 6 1 2 2 2 2 x x x x x x x x − + − − ÷ − − + + 20. n n n n n n − − + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ + − −⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 2 1 2 1 1 2 2 12. x x x x x x x 2 3 2 2 3 16 3 9 12 27 − − + ÷ − − + 21. a b b a b b a b + + − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ − + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 2 1 13. 8 2 3 16 9 4 1 4 3 2 3 2 2 x x x x x x x − − − ÷ − + 22. 1 1 2 1 13 − + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ + − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ x x x ⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente Combinación de operaciones con fracciones La simplificación de este tipo de operaciones, en las que se combinan operaciones básicas, se basa en la jerarquización de operaciones de izquierda a derecha, como sigue: ⁄ Divisiones y productos ⁄ Sumas y restas 1 Efectúa y simplifica la siguiente fracción algebraica x x x x x x x x x x x x 2 2 2 2 2 2 2 4 3 2 3 2 1 2 8 2 7 4 + + + ⋅ + − − − ÷ − − − − Solución Se factoriza cada uno de los polinomios de la expresión x x x x x x x x x x x x 2 2 2 2 2 2 2 4 3 2 3 2 1 2 8 2 7 4 + + + ⋅ + − − − ÷ − − − − = x x x x x x x x x+( ) +( ) +( ) ⋅ +( ) −( ) +( ) −( ) ÷ −(2 3 1 3 1 2 1 1 4)) +( ) +( ) −( ) x x x 2 2 1 4 (continúa)
  • 16. 5 CAPÍTULO MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS 346 (continuación) Se realiza el producto x x x x x x x x +( ) +( ) +( ) ⋅ +( ) −( ) +( ) −( ) 2 3 1 3 1 2 1 1 = x x x x x x x x +( ) +( ) −( ) +( ) +( ) +( ) −( ) 2 3 1 3 1 2 1 1 = x x x x +( ) +( ) +( ) 2 1 2 1 Por último, se realiza la división y se simplifica al máximo: x x x x x x x x +( ) +( ) +( ) ÷ −( ) +( ) +( ) −( ) 2 1 2 1 4 2 2 1 4 = x x x x x x x x +( ) +( ) −( ) +( ) +( ) −( ) +( ) 2 2 1 4 1 2 1 4 2 = x x +1 2 Realiza y simplifica la siguiente fracción: x x x x x x x x x x 2 2 2 2 6 5 5 6 3 10 4 5 1 + + + + ⋅ − − − − − + Solución Se factorizan las expresiones y se aplica la jerarquía de las operaciones x x x x x x x x x+( ) +( ) +( ) +( ) ⋅ −( ) +( ) −( ) +( ) − 5 1 3 2 5 2 5 1 xx +1 = x x x x x x x x x x +( ) +( ) −( ) +( ) +( ) +( ) −( ) +( ) − 5 1 5 2 3 2 5 1 ++1 = x x x x + + − + 5 3 1 = x x x x x x +( ) +( )− +( ) +( ) +( ) 5 1 3 3 1 = x x x x x x 2 2 6 5 3 3 1 + + − − +( ) +( ) = 3 5 3 1 x x x + +( ) +( ) EJERCICIO 58 Efectúa y simplifica las siguientes expresiones: 1. x x x x x x x x x x 2 2 2 2 2 12 49 56 20 5 24 5 − − − ⋅ − − + − ÷ − − + 2. a a a a a a a a a a 2 2 2 3 2 2 8 7 11 30 36 1 42 4 5 − + − + ⋅ − − ÷ − − − − 3. 6 7 3 1 4 12 9 1 2 3 3 2 1 2 2 2 2 2 2 a a a a a a a a a a − − − ÷ − + − ⋅ − − − − 4. 2 5 2 4 16 2 64 2 9 4 1 2 2 3 3 2 t t t t t t t t t t + + − + ÷ + + ÷ + + + 5. 2 3 3 3 2 8 2 12 2 2 x x x x x x x+ ÷ + − − ÷ + − − 6. 3 3 3 8 4 2 8 5 4 2 2 1 2 2 2 2 x x x x x x x x x x + − + ⋅ + − + + − − 7. 6 12 2 3 9 2 5 2 2 5 3 3 1 2 2 2 2 x x x x x x x x x − + − ÷ − + + − − +
  • 17. CAPÍTULO 5 ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas 347 Ejemplos EJEMPLOS 8. x x x x x x x x x x x 4 2 2 3 2 2 27 7 30 20 100 3 9 100− + − ⋅ + + + + ÷ − − 33 9. 8 10 3 6 13 6 4 9 3 2 8 14 3 9 2 2 2 2 2 2 x x x x x x x x x x − − + + ⋅ − + ÷ + + ++ +12 4x 10. x x x x x x x x x x x x 2 2 2 2 2 2 12 2 6 8 3 10 3 2 2 − − + − ÷ − + − − ÷ − + − −115 11. x x x x x x x x x x x 2 2 2 2 2 2 2 5 6 3 1 2 4 6 + − + + ⋅ + − + − + − 12. x x x x x x x x x x x x x3 2 3 2 2 2 2 2 5 25 3 5 6 3 4 6 8 − − ÷ + + + + + − + + ⋅ −− − − + x x x 6 6 52 ⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente Fracciones complejas En una fracción compleja el numerador y el denominador se conforman por operaciones algebraicas. 1 Simplifica la expresión m m n n n + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 1 . Solución Se realizan las operaciones dentro de los paréntesis, m m n n n + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ÷ − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ 1 = mn m n n n + ÷ −2 1 se resuelve la división y se simplifica al máximo: n mn m n n +( ) −( )2 1 = nm n n n n +( ) +( ) −( ) 1 1 1 = m n −1 2 Realiza y simplifica la fracción y y y y − − + + − + 1 5 3 5 35 3 . Solución Se resuelve tanto el numerador como el denominador y se factorizan los polinomios resultantes, si es posible y y y y − − + + − + 1 5 3 5 35 3 = y y y y y y −( ) +( )− + +( ) +( )− + 1 3 5 3 5 3 35 3 = y y y y y y 2 2 2 3 5 3 8 15 35 3 + − − + + + − + = y y y y y y 2 2 2 8 3 8 20 3 + − + + − + = y y y y y y +( ) −( ) + +( ) −( ) + 4 2 3 10 2 3 (continúa)
  • 18. 5 CAPÍTULO MATEMÁTICAS SIMPLIFICADAS 348 (continuación) Se dividen las fracciones y se simplifica al máximo = y y y y y y +( ) +( ) −( ) +( ) +( ) −( ) 3 4 2 3 10 2 = y y + + 4 10 3 Efectúa y simplifica: b b b b b b − + − + − − + 1 2 2 2 1 2 . Solución Se eligen las operaciones secundarias y se reducen hasta simplificar la fracción al máximo: b b b b b b − + − + − − + 1 2 2 2 1 2 = b b b b b b b − + − + +( )− −( ) + 1 2 2 1 2 1 2 = b b b b b b b − + − + + − + + 1 2 2 2 1 2 2 = b b b b b − + − + + + 1 2 2 2 1 2 2 = b b b b b − + − +( ) +( ) + 1 2 1 2 2 2 2 = b b b − + − + 1 2 1( ) = b −1 1 = b − 1 4 Simplifica la siguiente expresión: x x x x x −( ) +( ) − +( ) −( ) − 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Solución Se resuelve la parte superior de la fracción principal x x x x −( ) +( ) − +( ) −( ) 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 = x x x x −( ) − +( ) +( ) −( ) + + 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 = x x x x −( )− +( ) +( ) −( ) 2 2 2 2 2 1 2 1 2 = − +( ) −( ) 4 2 2 2 1 2 1 2x x = − +( ) −( ) 2 2 2 1 2 1 2x x Luego, la fracción original se escribe como: x x x x x −( ) +( ) − +( ) −( ) − 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 = − +( ) −( ) − 2 2 2 2 1 2 1 2x x x = − +( ) −( ) − 2 2 2 2 1 1 2 1 2x x x Se realiza la división de fracciones y la simplificación es: − +( ) −( ) 2 2 2 1 2 3 2x x
  • 19. CAPÍTULO 5 ÁLGEBRA • Fracciones algebraicas 349 EJERCICIO 59 Simplifica las siguientes fracciones complejas: 1. 1 1 1 + x 9. a b b a b a b b a b − − + − − + 3 5 2 4 2 2 2. 1 1 1 1 1 + − n 10. 1 1 2 2 2 x y x y y x x y + + − 3. 1 1 2 1 3 1 − + − y 11. a b b a b a b b a b a b − + + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ + − + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ + 2 4 3 2 2 1 2 2 4. m m m m + + − − 4 3 4 5 12. 1 1 1 1 2 3 4 7 4 2 3 2 + + + ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎟ ⎟ − − + ⎛ ⎝ ⎜ ⎜ ⎜ ⎞ ⎠ b a b a b b a b ⎟⎟ ⎟ ⎟ 5. y y y 2 1 1 1 − − 13. 2 3 2 1 1 2 2 3 2 3 1 2 1 2 1 2 1 2 x x x x x +( ) +( ) − +( ) +( ) + 6. 1 1 1 1 a b a b + − 14. 2 5 5 5 2 1 2 3 2 1 2 2 x x x x x −( ) − −( ) − 7. x y x y x y x y y y x 2 2 2 − − + − + 15. 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 1 3 2 3 1 3 2 3 2 3 x x x x x −( ) +( ) − +( ) −( ) −( ) 8. 1 7 12 16 2 − + − n n n n 16. 5 1 3 10 3 5 1 5 1 2 1 3 2 3 4 3 2 2 3 2 2 3 x x x x x +( ) − +( ) +( ) ⁄Verifica tus resultados en la sección de soluciones correspondiente