Lo que vas a aprender
Factorizar es multiplicar al revés. Cuando multiplicas, empiezas con partes y formas una expresión más grande: (x + 2)(x + 3) = x^2 + 5x + 6. Cuando factorizas, empiezas con la expresión grande y buscas las partes que se multiplicaron para formarla.
En esta lección vas a aprender las cuatro herramientas de factorización que el GED® espera que sepas:
- Sacar el máximo común divisor (MCD).
- Factorizar trinomios como x^2 + 7x + 12 y 6x^2 + 7x - 20.
- Reconocer la diferencia de cuadrados, a^2 - b^2.
- Factorizar por agrupación cuando hay cuatro términos.
Por qué importa en el GED®. La factorización aparece de varias formas. Algunas preguntas solo dicen: "¿Qué expresión es equivalente a x^2 - 5x - 14?". Otras la esconden dentro de una tarea más grande: simplificar una fracción que tiene x, resolver una ecuación cuadrática o hallar el lado que falta de un rectángulo cuando conoces su área. Si puedes factorizar rápido y comprobar tu respuesta, muchas preguntas de álgebra se vuelven cortas.
En la vida real. Factorizar es la forma de "deshacer" un área. Si un patio tiene un área de x^2 + 9x + 20 pies cuadrados y un lado mide x + 4 pies, la factorización te dice que el otro lado mide x + 5 pies.
Palabras que debes saber
- Factor (sustantivo) — un número o expresión que se multiplica por otro. En 3 \cdot 5 = 15, tanto 3 como 5 son factores de 15.
- Factorizar (verbo) — volver a escribir una expresión como un producto. Al factorizar 6x + 9 obtienes 3(2x + 3).
- Término — cada parte de una expresión separada por signos + o -. x^2 - 4x + 3 tiene tres términos.
- Coeficiente — el número que está delante de una variable. En -4x, el coeficiente es -4.
- Constante — un término sin variable. En x^2 - 4x + 3, la constante es 3.
- Máximo común divisor (MCD) — el número más grande y la mayor potencia de cada variable que dividen a todos los términos. El MCD de 12x^3 y 18x^2 es 6x^2.
- Binomio — una expresión con dos términos, como x - 7.
- Trinomio — una expresión con tres términos, como x^2 + 8x + 15.
- Coeficiente principal — el coeficiente de la potencia más alta. En 6x^2 - x - 15 es 6.
- Diferencia de cuadrados — un cuadrado perfecto menos otro, como x^2 - 49 o 4x^2 - 9.
- Trinomio cuadrado perfecto — un trinomio que es igual a un binomio al cuadrado, como x^2 + 6x + 9 = (x + 3)^2.
- Factorizar por agrupación — separar cuatro términos en dos pares, factorizar cada par y luego sacar el binomio que comparten.
- Primo (no se puede factorizar) — una expresión que no tiene más factores que 1 y ella misma, como x^2 + 4 usando números enteros.
- Factorizado completamente — ningún factor se puede descomponer más.
Herramienta 1: Saca el máximo común divisor
Siempre busca primero un MCD. Hace que todos los demás pasos sean más fáciles.
Cómo hallar el MCD
- Busca el número más grande que divide a todos los coeficientes.
- Para cada variable que aparece en todos los términos, toma el exponente más pequeño que veas.
- Escribe el MCD fuera de los paréntesis. Adentro, escribe lo que queda después de dividir cada término entre el MCD.
| Expresión | MCD | Factorizada |
|---|---|---|
| 6x + 9 | 3 | 3(2x + 3) |
| 10x^2 - 15x | 5x | 5x(2x - 3) |
| 4x^3 - 8x^2 + 12x | 4x | 4x(x^2 - 2x + 3) |
| 3x^2 + 3x | 3x | 3x(x + 1) |
Mira la última fila. Cuando un término es exactamente el MCD (3x \div 3x), deja un 1, no un cero. Si escribes 3x(x), pierdes un término.
Primer término negativo. Si el primer término es negativo, es común sacar un MCD negativo para que adentro empiece con un término positivo. Todos los signos de adentro cambian:
-2x^2 + 6x = -2x(x - 3)Comprobación: -2x \cdot x = -2x^2 y -2x \cdot (-3) = +6x ✓.
Un binomio puede ser el factor común. En x(x + 2) + 5(x + 2), los dos términos tienen el mismo "bloque" (x + 2). Sácalo como cualquier otro factor:
x(x + 2) + 5(x + 2) = (x + 2)(x + 5)Esta idea es la base de la factorización por agrupación (Herramienta 4).
Comprueba cada factorización multiplicando de nuevo. Aplica la propiedad distributiva con el MCD. Si obtienes la expresión original, está bien.
Herramienta 2: Factoriza trinomios
Caso 1: el coeficiente principal es 1, x^2 + bx + c.
Busca dos números que multiplicados den c y sumados den b. Llámalos m y n. Entonces
x^2 + bx + c = (x + m)(x + n)Ejemplo: x^2 + 7x + 12. Pares que multiplicados dan 12: 1 \cdot 12, 2 \cdot 6, 3 \cdot 4. Solo 3 + 4 = 7. Entonces x^2 + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4).
Deja que los signos te guíen.
| Signo de c | Signo de b | Los dos números son… | Ejemplo |
|---|---|---|---|
| + | + | los dos positivos | x^2 + 8x + 15 = (x + 3)(x + 5) |
| + | - | los dos negativos | x^2 - 8x + 15 = (x - 3)(x - 5) |
| - | + | de signos opuestos; el mayor es positivo | x^2 + 2x - 15 = (x + 5)(x - 3) |
| - | - | de signos opuestos; el mayor es negativo | x^2 - 2x - 15 = (x - 5)(x + 3) |
El modelo de área de abajo muestra por qué funciona. Las cuatro casillas son x^2, 3x, 2x y 6. Las dos casillas del medio suman 5x, y la casilla de la esquina es 2 \cdot 3 = 6.
Caso 2: el coeficiente principal no es 1, ax^2 + bx + c (el "método ac").
- Multiplica a \cdot c.
- Busca dos números que multiplicados den ac y sumados den b.
- Separa el término del medio en esas dos partes.
- Factoriza por agrupación.
Ejemplo: 2x^2 + 7x + 3. Aquí ac = 2 \cdot 3 = 6. Los números 6 y 1 multiplicados dan 6 y sumados dan 7.
2x^2 + 6x + x + 3 = 2x(x + 3) + 1(x + 3) = (2x + 1)(x + 3)Comprobación: (2x + 1)(x + 3) = 2x^2 + 6x + x + 3 = 2x^2 + 7x + 3 ✓.
Atajo para preguntas de opción múltiple. No siempre tienes que factorizar desde cero. Multiplica cada opción de respuesta (FOIL: primeros, externos, internos, últimos) y fíjate cuál coincide. Revisar solo el primer y el último término no es suficiente: para 6x^2 + 7x - 20, las opciones (6x - 4)(x + 5) y (3x - 4)(2x + 5) empiezan con 6x^2 y terminan con -20, pero solo (3x - 4)(2x + 5) tiene el término del medio correcto, +7x. La otra da +26x.
Modelo de área para x^2 + 5x + 6. Las longitudes de los lados del rectángulo grande, x + 2 y x + 3, son los factores.
Herramienta 3: Patrones especiales
Diferencia de cuadrados. Cuando veas un cuadrado perfecto menos otro, usa
a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)- x^2 - 49 = (x - 7)(x + 7)
- 9x^2 - 25 = (3x - 5)(3x + 5), porque 9x^2 = (3x)^2 y 25 = 5^2
- x^2 - \tfrac{1}{4} = (x - \tfrac{1}{2})(x + \tfrac{1}{2})
Cuadrados perfectos que conviene reconocer a simple vista: 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144, y cualquier potencia par como x^2, x^4, x^6.
Una suma de cuadrados no se factoriza. x^2 + 9 es primo con números enteros. (x + 3)^2 = x^2 + 6x + 9, que tiene un término del medio, así que no es igual a x^2 + 9.
Trinomios cuadrados perfectos.
a^2 + 2ab + b^2 = (a + b)^2 \qquad a^2 - 2ab + b^2 = (a - b)^2Prueba: ¿el primer y el último término son cuadrados perfectos, y el término del medio es el doble del producto de sus raíces cuadradas? Para x^2 - 10x + 25: \sqrt{x^2} = x, \sqrt{25} = 5, y 2 \cdot x \cdot 5 = 10x ✓. Entonces x^2 - 10x + 25 = (x - 5)^2.
Herramienta 4: Agrupación y factorización completa
Factorizar por agrupación (cuatro términos).
- Agrupa los dos primeros términos y los dos últimos.
- Saca el MCD de cada grupo.
- Si los dos paréntesis coinciden, saca ese binomio.
Ejemplo: x^3 + 3x^2 + 2x + 6
= x^2(x + 3) + 2(x + 3) = (x + 3)(x^2 + 2)Cuidado con el signo del segundo grupo. En x^3 - 5x^2 - 4x + 20, saca -4 (no +4) del segundo par para que los paréntesis coincidan:
x^2(x - 5) - 4(x - 5) = (x - 5)(x^2 - 4) = (x - 5)(x - 2)(x + 2)Factorizar completamente. Una pregunta del GED® que dice "factoriza completamente" quiere que descompongas cada parte. Usa esta lista en orden:
- Saca el MCD.
- Cuenta los términos. ¿Dos términos? ¿Diferencia de cuadrados? ¿Tres términos? ¿Trinomio? ¿Cuatro términos? ¿Agrupación?
- Mira cada factor nuevo. ¿Se puede factorizar otra vez?
Ejemplo: 2x^2 - 18 = 2(x^2 - 9) = 2(x - 3)(x + 3).
Ejemplo: x^4 - 16 = (x^2 - 4)(x^2 + 4) = (x - 2)(x + 2)(x^2 + 4). El factor x^2 + 4 es una suma de cuadrados, así que se queda igual.
Relación con resolver ecuaciones. Más adelante usarás la factorización para resolver ecuaciones como x^2 - 5x - 14 = 0: factorizas y obtienes (x - 7)(x + 2) = 0; luego cada factor puede ser igual a cero, así que x = 7 o x = -2.
Patrones que debes memorizar (no están en la hoja de fórmulas)
a^2 - b^2 = (a - b)(a + b) a^2 + 2ab + b^2 = (a + b)^2 a^2 - 2ab + b^2 = (a - b)^2 x^2 + bx + c = (x + m)(x + n) \quad \text{donde } m \cdot n = c \text{ y } m + n = b- a y b representan cualquier término (números, variables o ambos), como a = 3x y b = 5.
- m y n son los dos "números mágicos" que multiplicados dan la constante y sumados dan el coeficiente del medio.
Ninguno de estos patrones de factorización está en la hoja de fórmulas del GED®. La hoja da la fórmula cuadrática, pero no las reglas para factorizar. Tienes que memorizarlas. La buena noticia: siempre puedes comprobar una factorización multiplicando de nuevo.
Ejemplo 1 (fácil): Saca el MCD
Factoriza completamente: 12x^3 + 18x^2.
- Números: el número más grande que divide a 12 y 18 es 6.
- Variables: los dos términos tienen x; la potencia más pequeña es x^2.
- MCD = 6x^2.
- Divide cada término: 12x^3 \div 6x^2 = 2x y 18x^2 \div 6x^2 = 3.
Respuesta: 6x^2(2x + 3)
Comprobación: 6x^2 \cdot 2x + 6x^2 \cdot 3 = 12x^3 + 18x^2 ✓
Ejemplo 2: Un trinomio con constante negativa
Factoriza: x^2 - 3x - 28.
- Necesitamos dos números que multiplicados den -28 y sumados den -3.
- El producto es negativo, así que los signos son opuestos. La suma es negativa, así que el número mayor es negativo.
- Prueba pares: -28 \cdot 1 (suma -27), -14 \cdot 2 (suma -12), -7 \cdot 4 (suma -3) ✓.
Respuesta: (x - 7)(x + 4)
Comprobación: x^2 + 4x - 7x - 28 = x^2 - 3x - 28 ✓
Ejemplo 3 (vida real, halla el lado que falta): Un patio
Un patio rectangular tiene un área de x^2 + 9x + 20 pies cuadrados. Su ancho es x + 4 pies. Escribe una expresión para su largo.
- Área = largo × ancho, así que la expresión del área debe tener (x + 4) como uno de sus factores.
- Dos números que multiplicados dan 20 y sumados dan 9: 4 y 5.
- x^2 + 9x + 20 = (x + 4)(x + 5).
- El ancho es x + 4, así que el otro factor es el largo.
Respuesta: el largo es x + 5 pies.
Comprobación: Sea x = 10. Área = 100 + 90 + 20 = 210. Ancho = 14, largo = 15, y 14 \cdot 15 = 210 ✓
Ejemplo 4 (nivel difícil del GED®): El coeficiente principal no es 1
Factoriza: 6x^2 - x - 15.
- a \cdot c = 6 \cdot (-15) = -90.
- Busca dos números que multiplicados den -90 y sumados den -1: -10 y 9 (porque -10 \cdot 9 = -90 y -10 + 9 = -1).
- Separa el término del medio: 6x^2 - 10x + 9x - 15.
- Agrupa: 2x(3x - 5) + 3(3x - 5).
- Saca el binomio común: (3x - 5)(2x + 3).
Respuesta: (2x + 3)(3x - 5)
Comprobación: (2x + 3)(3x - 5) = 6x^2 - 10x + 9x - 15 = 6x^2 - x - 15 ✓
Ejemplo 5 (vida real, nivel difícil del GED®): Las dimensiones de una caja
El volumen de una caja de almacenamiento es x^3 + 2x^2 - 9x - 18 pies cúbicos. Factoriza la expresión completamente para hallar expresiones para las tres dimensiones.
- Hay cuatro términos, así que prueba la agrupación: (x^3 + 2x^2) + (-9x - 18).
- Factoriza cada grupo. Saca -9 del segundo grupo para que los paréntesis coincidan: x^2(x + 2) - 9(x + 2).
- Saca (x + 2): (x + 2)(x^2 - 9).
- x^2 - 9 es una diferencia de cuadrados: (x - 3)(x + 3).
Respuesta: (x + 2)(x - 3)(x + 3), así que las dimensiones son x + 2, x - 3 y x + 3 pies.
Comprobación: Sea x = 5. Original: 125 + 50 - 45 - 18 = 112. Factorizada: 7 \cdot 2 \cdot 8 = 112 ✓
Consejo de calculadora: comprueba, no factorices
La TI-30XS MultiView no puede factorizar por ti, y la mayoría de las preguntas de factorización son más rápidas a mano. Usa la calculadora solo para comprobar una respuesta sustituyendo un número.
- Elige un valor de prueba como x = 5. Evita 0 y 1: pueden hacer que respuestas incorrectas parezcan correctas.
- Evalúa la expresión original. Para 6x^2 - x - 15 con x = 5, escribe
6×5x²−5−15enter→ 130. - Evalúa la opción de respuesta. Para (2x + 3)(3x - 5), escribe
(2×5+3)(3×5−5)enter→ 13 \cdot 10 = 130 ✓. - Para valores de prueba negativos, usa la tecla
(−), no la tecla de resta, y ponlos entre paréntesis antes de elevarlos al cuadrado:((−)2)x²da 4.
Cuándo no usarla: Si los números son pequeños, hacer FOIL mentalmente es más rápido que teclear. Guarda la calculadora para coeficientes complicados.
Errores comunes
- Detenerse antes de sacar el MCD completo. Incorrecto: 10x^2 - 15x = 5(2x^2 - 3x). Adentro todavía hay una x común. Correcto: 5x(2x - 3).
- Fijarse solo en el producto, o solo en la suma. Para x^2 + 8x + 15, el par 2, 6 suma 8 pero multiplicado da 12; el par 1, 15 multiplicado da 15 pero suma 16. Necesitas que se cumplan las dos: 3 y 5.
- Confundir los signos. (x - 3)(x - 5) = x^2 - 8x + 15, no x^2 + 8x + 15. Si el término del medio es positivo y la constante es positiva, los dos signos son +.
- Tratar una diferencia de cuadrados como un cuadrado perfecto. Incorrecto: x^2 - 9 = (x - 3)^2. Correcto: (x - 3)(x + 3). El cuadrado (x - 3)^2 tiene un término del medio -6x.
- Intentar factorizar una suma de cuadrados. Incorrecto: x^2 + 4 = (x + 2)(x + 2). Ese producto es x^2 + 4x + 4. Una suma de cuadrados no se factoriza.
- No factorizar completamente. 3x^4 - 48 = 3(x^2 - 4)(x^2 + 4) no está terminado, porque x^2 - 4 = (x - 2)(x + 2).
Estrategia para el examen GED®
- Multiplica las opciones. En una pregunta de "cuál es equivalente", a menudo lo más rápido es hacer FOIL con cada respuesta y comparar los tres términos.
- Elimina por los signos. Mira el término constante. Si es negativo, los dos factores deben tener signos opuestos, así que cualquier opción con dos signos + o dos signos - queda descartada.
- Sustituye un número. Elige x = 5 (o cualquier valor que no sea 0 ni 1). Evalúa la original y cada opción. Solo la factorización correcta coincide.
- Lee la pregunta dos veces. "Factoriza completamente" significa que cada factor debe estar descompuesto. "¿Cuál es un factor de…?" significa que solo necesitas una parte.
- Preguntas del lado que falta: si te dan el área de un rectángulo y un lado, el otro lado es el otro factor.
- Tiempo: un trinomio básico debería tomarte menos de un minuto. Si te atascas, cambia a sustituir un número.
Compruébalo
Which expression is the complete factorization of 10x^2 - 15x?
Pista
Find the largest number that divides 10 and 15, and the highest power of x that is in both terms.
Solución paso a paso
- Find the greatest common factor of the numbers: 10 = 5 \cdot 2 and 15 = 5 \cdot 3, so the number part is 5.
- Find the shared variable part: the terms have x^2 and x. The smallest power is x.
- GCF = 5x.
- Divide each term by the GCF: 10x^2 \div 5x = 2x and -15x \div 5x = -3.
- Write the factored form: 5x(2x - 3).
Answer: 5x(2x - 3)
Check: 5x \cdot 2x - 5x \cdot 3 = 10x^2 - 15x ✓
Tip: "Complete" factorization means nothing inside the parentheses can be factored out again. If the terms inside still share a number or a variable, keep going.
Explicación
- Encuentra el máximo común divisor de los números: 10 = 5 \cdot 2 y 15 = 5 \cdot 3, así que la parte numérica es 5.
- Encuentra la parte de la variable que comparten: los términos tienen x^2 y x. La potencia menor es x.
- MCD = 5x.
- Divide cada término entre el MCD: 10x^2 \div 5x = 2x y -15x \div 5x = -3.
- Escribe la forma factorizada: 5x(2x - 3).
Respuesta: 5x(2x - 3)
Comprobación: 5x \cdot 2x - 5x \cdot 3 = 10x^2 - 15x ✓
Consejo: Factorización "completa" significa que ya no se puede sacar ningún factor de lo que está dentro de los paréntesis. Si los términos de adentro todavía comparten un número o una variable, sigue factorizando.
Ver en español
Pregunta
¿Qué expresión es la factorización completa de 10x^2 - 15x?
Opciones
Pista
Busca el número más grande que divide a 10 y a 15, y la mayor potencia de x que está en los dos términos.
Compruébalo
Which expression is equivalent to x^2 + 8x + 15?
Pista
Look for two numbers that multiply to the constant term and add to the middle coefficient.
Solución paso a paso
- We need two numbers that multiply to 15 and add to 8.
- List the positive factor pairs of 15: 1 \cdot 15 (sum 16) and 3 \cdot 5 (sum 8) ✓.
- Both numbers are positive because the constant (+15) and the middle term (+8x) are both positive.
- So x^2 + 8x + 15 = (x + 3)(x + 5).
Answer: (x + 3)(x + 5)
Check: (x + 3)(x + 5) = x^2 + 5x + 3x + 15 = x^2 + 8x + 15 ✓
Tip: A pair must pass both tests: the right product and the right sum. Checking only one test is the most common way to pick a wrong answer.
Explicación
- Necesitamos dos números que multiplicados den 15 y sumados den 8.
- Haz una lista de los pares de factores positivos de 15: 1 \cdot 15 (suma 16) y 3 \cdot 5 (suma 8) ✓.
- Los dos números son positivos porque la constante (+15) y el término del medio (+8x) son positivos.
- Así que x^2 + 8x + 15 = (x + 3)(x + 5).
Respuesta: (x + 3)(x + 5)
Comprobación: (x + 3)(x + 5) = x^2 + 5x + 3x + 15 = x^2 + 8x + 15 ✓
Consejo: Un par debe pasar las dos pruebas: el producto correcto y la suma correcta. Revisar solo una prueba es la forma más común de elegir una respuesta incorrecta.
Ver en español
Pregunta
¿Qué expresión es equivalente a x^2 + 8x + 15?
Opciones
Pista
Busca dos números que multiplicados den el término constante y sumados den el coeficiente del medio.
Resumen
- Primero el MCD: el número más grande y la potencia más pequeña de cada variable compartida; comprueba aplicando la propiedad distributiva.
- x^2 + bx + c: busca dos números que multiplicados den c y sumados den b. Usa la tabla de signos.
- ax^2 + bx + c: multiplica a \cdot c, separa el término del medio y luego agrupa.
- Diferencia de cuadrados: a^2 - b^2 = (a - b)(a + b). Una suma de cuadrados no se factoriza.
- Cuatro términos: factoriza por agrupación, con cuidado con el signo del segundo grupo.
- Siempre comprueba multiplicando de nuevo o sustituyendo un número. Estos patrones no están en la hoja de fórmulas.