Factorización de expresiones cuadráticas
La factorización es el proceso por el medio del cual podemos encontrar los factores. Para las ecuaciones cuadráticas (un polinomio de grado dos: $ ax^2 + bx + c $) tiene el siguiente aspecto:
$$ ax^2 + bx + c = (ex + f) (gx + h) $$
Los números f y h se denominan factores polinómicos.
Versión simple (a = 1)
Para $ax^2 + bx + c$ donde a = 1 (p. ej. $x^2 + 7x + 6$) tenemos que encontrar 2 números (factores polinómicos f, h) que sean factores de c y que si los sumamos, nos darán b.
En $x^2 + 7x + 6 $, c es 6. El número 6 tiene los siguientes factores: 2 × 3; 6 × 1. Solo la suma de los factores 6 y 1 es igual a b (7). Entonces nuestra f y h son 6 y 1.
$$ x^2 + 7x + 6 = (x + 6) (x + 1) $$
Vamos a probarlo:
$$ (x + 6) (x + 1) =$$
$$= x^2 + x + 6x + 6 =$$
$$= x^2 + 7x + 6 $$
La situación es diferente con algunos de los términos siendo negativos:
$$ x^2−6x + 8 $$
8 es positivo, así que los factores siempre serán ambos positivos (+) o negativos (−): 2 × 4; (−2) × (−4); 1 × 8; (−1) × (−8)
Si el coeficiente medio es negativo (−6) tenemos que usar factores negativos. (−6) = (−2) + (− 4). Entonces nuestras f y h son: −2 y −4:
$$ x^2−6x + 8 =$$
$$= (x − 2) (x − 4) $$
Vamos a probarlo:
$$ (x − 2) (x − 4) =$$
$$= x^2−4x − 2x + 8 = $$
$$=x^2−6x + 8 $$
Versión difícil (a ≠ 1)
Para $ax^2 + bx + c $ donde a ≠ 1 (por ejemplo, $2x^2 + 13x + 6 $) tenemos que encontrar 2 números que sean factores de a×c y sumarlos para que nos de b.
$$ 2x^2 + 13x + 6 $$
$$ a × c = 2 × 6 = 12 $$
Vamos a encontrar los factores de 12: 2 × 6; 3 × 4; 12 × 1
Luego, tenemos que encontrar el par de factores que se suman a
b (13), es solo el último: b = 13 = 12 + 1.
Ahora, dividimos el término medio agrupando (a veces tenemos que hacer dos intentos para encontrar cuál de los dos términos medios debe ir primero):
$$ 2x^2 + 12x + x + 6 =$$
$$= 2x (x + 6) + (x + 6) = $$
$$ = (x + 6) (2x + 1) $$
Vamos a probarlo:
$$ (x + 6) (2x + 1) =$$
$$= 2x^2 + x + 12x + 6 $$
Otro ejemplo con términos negativos:
$$ 3x^2 + 10x − 8 $$
$$ a × c = 3 × (−8) = (−24) $$
Encontramos los factores de (−24): (−24) × 1; (−1) × 24; (−3) × 8; 8 × (−3); 12 × (−2); ...
Tenemos el par que suma b (10): 10 = 12 + (−2)
Dividimos el término medio:
$$ 3x^2 + 10x − 8 = $$
$$=3x^2 + 12x − 2x − 8 = $$
$$ = 3x (x + 4) −2 (x + 4) =$$
$$= (3x − 2) (x + 4) $$
Vamos a probarlo:
$$ (3x − 2)(x + 4) = $$
$$=3x^2 + 12x − 2x − 8 = $$
$$ = 3x^2 + 10x − 8 $$