Producto de binomios con término común

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¿Qué ocurre cuando multiplicas dos binomios que tienen la misma variable? ¿Cómo se forma un trinomio a partir de ese producto? Estas son preguntas frecuentes en álgebra básica. El producto de binomios con término común es una técnica fundamental para desarrollar expresiones cuadráticas y aparece constantemente en problemas de factorización, geometría y resolución de ecuaciones.

¿Qué es un binomio con término común?

Un binomio con término común es una expresión de la forma (x + a)(x + b), en la que ambos factores comparten una misma variable —en este caso, x— como parte del término principal. La clave está en que los dos binomios tienen un término idéntico en cuanto a la variable, aunque sus constantes pueden ser diferentes.

¿En qué se diferencia de otros productos notables?

A diferencia del cuadrado de un binomio, donde ambos binomios son exactamente iguales (como (x + a)^2), o del producto de la suma por la diferencia (como (x + a)(x - a)), los binomios con término común solo comparten la variable, pero no necesariamente las constantes.

Importancia del tema en álgebra básica

Dominar este producto te permite:

  • Desarrollar y simplificar expresiones cuadráticas.
  • Resolver ecuaciones de segundo grado mediante factorización.
  • Modelar situaciones del mundo real en física, economía y geometría.

Requisitos previos para comprender el tema

  • Binomios: expresiones algebraicas formadas por dos términos (por ejemplo, x + 3).
  • Ley distributiva: propiedad que permite multiplicar cada término de un binomio por cada término del otro.
  • Productos notables básicos: como el cuadrado de una suma o la diferencia de cuadrados.

Definición formal y estructura algebraica

El producto de dos binomios con término común tiene la forma:

    \[ (x + a)(x + b) = x^2 + (a + b)x + ab \]

Este desarrollo incluye tres términos:

  • Término cuadrático: x^2, resultado de multiplicar x \cdot x.
  • Término lineal: (a + b)x, resultado de sumar a \cdot x + b \cdot x.
  • Término constante: ab, producto de las dos constantes.

Justificación paso a paso del desarrollo

Para multiplicar dos binomios como (x + a)(x + b), se usa la propiedad distributiva, también conocida como FOIL:

  1. Primer término: x \cdot x = x^2.
  2. Externo: x \cdot b = bx.
  3. Interno: a \cdot x = ax.
  4. Último: a \cdot b = ab.

Ahora sumamos todos los productos:

    \[ x^2 + bx + ax + ab = x^2 + (a + b)x + ab \]

Interpretación del trinomio resultante

El trinomio final tiene una estructura clara:

  • El término cuadrático (x^2) indica que estamos trabajando con una expresión de segundo grado.
  • El término lineal ((a + b)x) representa la combinación de las constantes con la variable.
  • El término constante (ab) es el producto directo de las dos constantes.

Ejemplos resueltos del producto de binomios con término común

  • (x + 2)(x + 5) = x^2 + 7x + 10
  • (x - 3)(x + 4) = x^2 + x - 12
  • (2x + 1)(2x + 3) = 4x^2 + 8x + 3
  • (x - 7)(x - 2) = x^2 - 9x + 14
  • (3x - 1)(3x + 5) = 9x^2 + 12x - 5
  • (a + 4)(a + 6) = a^2 + 10a + 24

Casos con signos distintos y variables múltiples

  • (2x - 3)(2x + 5) = 4x^2 + 4x - 15
  • (x - 4)(x - 1) = x^2 - 5x + 4
  • (2y + 3z)(2y + 7z) = 4y^2 + 20yz + 21z^2

Factoreo como proceso inverso

El producto de binomios con término común también puede invertirse. Dado un trinomio como x^2 + 5x + 6, se puede factorizar reconociendo dos números que:

  • Sumen 5 (coeficiente de x).
  • Multipliquen para dar 6 (término constante).

En este caso, 2 y 3:

    \[ x^2 + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3) \]

Comparación con otros productos notables

  • Cuadrado de un binomio: (x + a)^2 = x^2 + 2ax + a^2
  • Suma por la diferencia: (x + a)(x - a) = x^2 - a^2
  • Producto con término común: (x + a)(x + b) = x^2 + (a + b)x + ab

Aplicaciones prácticas

  • Problemas de áreas: calcular el área de un rectángulo con lados expresados como binomios.
  • Fórmulas cuadráticas: modelar trayectorias, ingresos, o costos en física y economía.
  • Resolución de ecuaciones cuadráticas: cuando el trinomio se iguala a cero.

Errores comunes

  • Confundir la suma con el producto: escribir x^2 + abx + ab en lugar de x^2 + (a + b)x + ab.
  • Olvidar distribuir correctamente todos los términos.
  • Ignorar los signos al multiplicar.

Ejercicios resueltos paso a paso

Ejercicio 1 (básico):

(x + 1)(x + 2)

    \[ x^2 + 2x + x + 2 = x^2 + 3x + 2 \]

Ejercicio 2:

(x - 1)(x + 3)

    \[ x^2 + 3x - x - 3 = x^2 + 2x - 3 \]

Ejercicio 3:

(2x + 1)(2x + 3)

    \[ 4x^2 + 6x + 2x + 3 = 4x^2 + 8x + 3 \]

Ejercicio 4:

(x - 7)(x - 2)

    \[ x^2 - 2x - 7x + 14 = x^2 - 9x + 14 \]

Ejercicio 5:

(2y + 3z)(2y + 7z)

    \[ 4y^2 + 14yz + 6yz + 21z^2 = 4y^2 + 20yz + 21z^2 \]

Ejercicio 6:

(\frac{1}{2}x + 2)(\frac{1}{2}x + 5)

    \[ \frac{1}{4}x^2 + \frac{5}{2}x + x + 10 = \frac{1}{4}x^2 + \frac{7}{2}x + 10 \]

Ejercicios propuestos

  1. (x + 4)(x + 6)
  2. (3x - 2)(3x + 4)
  3. (2m + 5)(2m + 9)
  4. (y - 8)(y - 3)
  5. (a + 4b)(a + b)
  6. Factoriza: x^2 + 7x + 12
  7. Factoriza: 4x^2 - x - 3

Preguntas frecuentes (FAQs)

¿Cómo sé si los binomios tienen término común?

Observa si ambos tienen la misma variable con el mismo exponente. Por ejemplo, x + a y x + b comparten el término común x.

¿Qué ocurre si los coeficientes del término común son distintos?

El procedimiento sigue siendo válido, pero el término cuadrático cambiará. Por ejemplo, (2x + 1)(2x + 3) tiene término cuadrático 4x^2.

¿Cómo se relaciona este producto con la factorización?

La factorización es el proceso inverso. Dado un trinomio, buscas dos números cuya suma sea el coeficiente de x y cuyo producto sea el término constante.

Glosario de términos usados

  • Binomio: expresión algebraica con dos términos.
  • Término común: la variable compartida entre los binomios.
  • Trinomio: resultado del producto de dos binomios con término común.
  • Coeficiente: número que multiplica a la variable.
  • Propiedad distributiva: ley que permite multiplicar término a término.