Ejercicios Resueltos de Trinomio al Cuadrado
¡Bienvenidos al gran cierre de la práctica dedicada! Elevar un polinomio de tres términos al cuadrado puede parecer una tarea titánica si se hace multiplicando todos contra todos. Por fortuna, el Trinomio al Cuadrado cuenta con un patrón predictivo impecable: el resultado siempre estará compuesto por la suma de los cuadrados de cada uno de sus tres términos, más los dobles productos de todas sus combinaciones posibles.
Cuadrado de un Trinomio (Trinomio al Cuadrado)
Cuando tenemos tres términos dentro de un paréntesis elevados al cuadrado, la regla establece que debemos elevar cada componente al cuadrado y luego sumarle el doble producto de todas las combinaciones posibles entre ellos.
Ten siempre a la mano la plantilla base. Si aparecen signos negativos internos, la forma más segura de resolver es arrastrar cada término con todo y su signo dentro de la fórmula:
\[ (a + b + c)^2 \]
\[ = a^2 + b^2 + c^2 + 2ab + 2ac + 2bc \]
Bloque de Práctica: 10 Casos de Trinomio al Cuadrado
Ejercicio 1: Introducción con variables limpias y positivas
Desarrolla la siguiente expresión polinómica: \[ (x + y + z)^2 \]
Aplicamos de forma directa la fórmula matemática. Elevamos cada variable al cuadrado de forma independiente y luego escribimos el doble producto de las tres parejas combinadas posibles:
Resultado final: \[ x^2 + y^2 + z^2 + 2xy + 2xz + 2yz \]
Ejercicio 2: Trinomio con un término numérico básico
Expande utilizando el producto notable: \[ (a + b + 3)^2 \]
Sustituimos en la plantilla identificando que el tercer componente es el número \( 3 \):
\[ (a)^2 + (b)^2 + (3)^2 + 2(a)(b) + 2(a)(3) + 2(b)(3) \]
Resolvemos el cuadrado numérico de la constante (\( 3^2 = 9 \)) y simplificamos los productos de los bloques del extremo derecho:
Resultado final: \[ a^2 + b^2 + 9 + 2ab + 6a + 6b \]
Ejercicio 3: Control de un signo menos intermedio
Desarrolla el trinomio protegiendo los signos: \[ (m - n + p)^2 \]
Para no equivocarnos con la ley de signos, introducimos el término \( -n \) con su respectivo signo negativo encerrado en paréntesis dentro de la estructura base:
\[ (m)^2 + (-n)^2 + (p)^2 + 2(m)(-n) + 2(m)(p) + 2(-n)(p) \]
Evaluamos con cuidado analítico: recuerda que todo término negativo elevado al cuadrado se vuelve positivo (\( (-n)^2 = n^2 \)). En las combinaciones, aplicamos la regla multiplicativa común:
Resultado final: \[ m^2 + n^2 + p^2 - 2mn + 2mp - 2np \]
Ejercicio 4: Coeficiente numérico en el primer término
Efectúa la expansión directa de la expresión: \[ (2x + y + z)^2 \]
El primer componente completo es \( 2x \). Al elevarlo al cuadrado, la potencia afecta tanto al número como a la letra (\( (2x)^2 = 4x^2 \)):
\[ (2x)^2 + (y)^2 + (z)^2 + 2(2x)(y) + 2(2x)(z) + 2(y)(z) \]
Multiplicamos los coeficientes numéricos delanteros de los términos cruzados correspondientes:
Resultado final: \[ 4x^2 + y^2 + z^2 + 4xy + 4xz + 2yz \]
Ejercicio 5: Dos términos con signos negativos cruzados
Desarrolla la siguiente expresión: \[ (a - b - 4)^2 \]
Planteamos el desarrollo formal envolviendo cada monomio con su respectivo signo:
\[ (a)^2 + (-b)^2 + (-4)^2 + 2(a)(-b) + 2(a)(-4) + 2(-b)(-4) \]
Resolvemos con atención las potencias y los productos (recuerda que \( \text{menos} \times \text{menos} = \text{más} \) en el último término):
Resultado final: \[ a^2 + b^2 + 16 - 2ab - 8a + 8b \]
Ejercicio 6: Coeficientes en múltiples términos del trinomio
Expande utilizando las reglas de productos notables: \[ (3p + 2q + 5)^2 \]
Escribimos la ecuación estructural protegiendo cada bloque monómico compuesto:
\[ (3p)^2 + (2q)^2 + (5)^2 + 2(3p)(2q) + 2(3p)(5) + 2(2q)(5) \]
Calculamos los cuadrados de las bases y multiplicamos las ternas numéricas en los productos combinados:
Resultado final: \[ 9p^2 + 4q^2 + 25 + 12qp + 30p + 20q \]
Ejercicio 7: Presencia de exponentes cuadráticos internos
Efectúa el desarrollo analítico continuo: \[ (x^2 + y^2 + 1)^2 \]
Al elevar términos que ya tienen exponentes al cuadrado, aplicamos la ley de potencia de potencia multiplicando sus exponentes (\( (x^2)^2 = x^4 \)):
\[ (x^2)^2 + (y^2)^2 + (1)^2 + 2(x^2)(y^2) + 2(x^2)(1) + 2(y^2)(1) \]
Resultado final: \[ x^4 + y^4 + 1 + 2x^2y^2 + 2x^2 + 2y^2 \]
Ejercicio 8: Combinación compleja de exponentes y coeficientes con signo
Desarrolla el binomio al cuadrado extendido: \[ (2b^3 - 3c^2 + 2)^2 \]
Planteamos los términos de la plantilla cuidando el signo menos del bloque intermedio:
\[ (2b^3)^2 + (-3c^2)^2 + (2)^2 + 2(2b^3)(-3c^2) + 2(2b^3)(2) + 2(-3c^2)(2) \]
Calculamos minuciosamente cada uno de los seis bloques resultantes:
Resultado final: \[ 4b^6 + 9c^4 + 4 - 12b^3c^2 + 8b^3 - 12c^2 \]
Ejercicio 9: Desafío con coeficiente fraccionario inicial
Resuelve el trinomio cuadrático con fracciones:
\[ \left( {\Large \tfrac{1}{2}}a + b + 2 \right)^2 \]
Sustituimos con orden. Elevamos la fracción multiplicando sus componentes y resolvemos los productos combinados:
\[ \left({\Large \tfrac{1}{2}}a\right)^2 + (b)^2 + (2)^2 + 2\left({\Large \tfrac{1}{2}}a\right)(b) + 2\left({\Large \tfrac{1}{2}}a\right)(2) + 2(b)(2) \]
Efectuamos las simplificaciones matemáticas donde el entero \( 2 \) multiplica al término un medio (\( 2 \cdot {\Large \frac{1}{2}} = 1 \)):
Resultado final: \[ {\Large \tfrac{1}{4}}a^2 + b^2 + 4 + ab + 2a + 4b \]
Ejercicio 10: Reto máximo con múltiples fracciones cruzadas
Expande por completo el siguiente trinomio al cuadrado compuesto:
\[ \left( {\Large \tfrac{2}{3}}x - {\Large \tfrac{1}{2}}y + {\Large \tfrac{3}{2}} \right)^2 \]
Escribimos el desarrollo formal protegiendo de forma estricta los signos negativos internos:
\[ \left({\Large \tfrac{2}{3}}x\right)^2 + \left(-{\Large \tfrac{1}{2}}y\right)^2 + \left({\Large \tfrac{3}{2}}\right)^2 + 2\left({\Large \tfrac{2}{3}}x\right)\left(-{\Large \tfrac{1}{2}}y\right) + 2\left({\Large \tfrac{2}{3}}x\right)\left({\Large \tfrac{3}{2}}\right) + 2\left(-{\Large \tfrac{1}{2}}y\right)\left({\Large \tfrac{3}{2}}\right) \]
Resolvemos el bloque multiplicando las fracciones de forma lineal numerador con numerador y denominador con denominador:
- Los tres cuadrados puros: \( \left({\Large \frac{2}{3}}x\right)^2 = {\Large \frac{4}{9}}x^2 \), \( \left(-{\Large \frac{1}{2}}y\right)^2 = {\Large \frac{1}{4}}y^2 \) y \( \left({\Large \frac{3}{2}}\right)^2 = {\Large \frac{9}{4}} \)
- Primer doble producto: \( 2 \cdot {\Large \frac{2}{3}}x \cdot (-{\Large \frac{1}{2}}y) = -{\Large \frac{4}{6}}xy \rightarrow -{\Large \frac{2}{3}}xy \)
- Segundo doble producto: \( 2 \cdot {\Large \frac{2}{3}}x \cdot {\Large \frac{3}{2}} = {\Large \frac{12}{6}}x \rightarrow +2x \)
- Tercer doble producto: \( 2 \cdot (-{\Large \frac{1}{2}}y) \cdot {\Large \frac{3}{2}} = -{\Large \frac{6}{4}}y \rightarrow -{\Large \frac{3}{2}}y \)
Resultado final: \[ {\Large \tfrac{4}{9}}x^2 + {\Large \tfrac{1}{4}}y^2 + {\Large \tfrac{9}{4}} - {\Large \tfrac{2}{3}}xy + 2x - {\Large \tfrac{3}{2}}y \]
⚠️ Errores Frecuentes en Trinomio al Cuadrado
- Quedarse solo con los cuadrados: Resolver \( (x + y + 2)^2 \) elevando únicamente cada término por separado para dar \( x^2 + y^2 + 4 \). El desarrollo correcto genera en total 6 términos debido a los dobles productos cruzados de cada combinación.
- Poner todos los dobles productos positivos: Escribir signos de suma en todos los términos cuando en el trinomio original hay elementos negativos. Los dobles productos deben heredar el signo correspondiente al multiplicar los términos individuales.
🚀 Ruta de Aprendizaje Recomendada
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