3 votos

Factorización de $18(ab^2 + bc^2 + ca^2) - 12(a^2b + b^2c + c^2a) - 19abc$

Hoy he resuelto el siguiente problema en mis deberes de matemáticas:

Factorizar $18(ab^2 + bc^2 + ca^2) - 12(a^2b + b^2c + c^2a) - 19abc$ .

Eso es fácil. Lo resolví de la siguiente manera y fue igual a la respuesta de ejemplo del libro:

$\ \ \ \ 18(ab^2 + bc^2 + ca^2) - 12(a^2b + b^2c + c^2a) - 19abc$
$=(-12b+18c)a^2 + (18b^2 - 19bc - 12c^2) + (18bc^2 - 12b^2c)$
$=-6a^2 (2b-3c) + a(2b-3c)(9b+4c) - 6bc(2b-3c)$
$=(2b-3c)(-6a^2 + 9ab + 4ac - 6bc)$
$=(2b-3c)(2a-3b)(2c-3a)$ .

(si hay un error tipográfico, por favor infórmelo)

Aunque el proceso tomó mucho tiempo (altamente la aplicación de uno), y creo que es demasiado manera directa.
La pregunta y la respuesta parecen sencillas, por lo que creo que debe haber una forma más elegante y que tenga menos tiempo de cálculo.

Por lo tanto, quiero preguntar la forma más sencilla de resolver esto.

2voto

Michael Rozenberg Puntos 677

Puedes hacer lo siguiente.

Dejemos que $a=3$ y $b=2$ .

Así, nuestra expresión es igual a $0$ .

Como nuestra expresión es homogénea,

tenemos un factor $2a-3b$ y como es una expresión cíclica, obtenemos $$\sum_{cyc}(18a^2c-12a^2b)-19abc=A(2a-3b)(2b-3c)(2c-3a).$$

Ahora, dejemos que $a=b=c=1$ .

Obtenemos $-1=-A$ , lo que da $A=1$ ¡y hemos terminado!

2voto

lhf Puntos 83572

La expresión es una expresión homogénea.

Podemos deshomogeneizarlo estableciendo $b=1, c=1$ . Obtenemos $ 6 a^2 - 13 a + 6 = (3 a - 2) (2 a - 3)$ .

Rehomogeneizando, esto sugiere que $(3 a - 2b) (2 a - 3c)$ o $(3 a - 2c) (2 a - 3b)$ es un factor.

Al probarlos, vemos que $(3 a - 2c) (2 a - 3b)$ es realmente un factor.

1voto

Brian Deacon Puntos 4185

Para que las variables no se pierdan entre las constantes, recomiendo hacer la sustitución $$b \to d \qquad c \to d \tag{1}$$ Entonces el polinomio se reduce a $$6 a^2 d - 13 a d^2 + 6 d^3 = ( 2 a -3 d )( 3 a - 2 d ) d \tag{2}$$ A partir de aquí, podemos intentar restablecer la simetría del polinomio en las variables. Parece que tomando $d \to b$ en el primer factor, y $d\to c$ en el segundo factor es una suposición bastante buena, especialmente si sacamos un negativo del segundo factor ... $$(2 a - 3 d )( 3 a - 2 d) d \quad\to\quad -(2 a - 3 b)(2 c - 3 a) d \tag{3}$$ Si hay algo de justicia la factorización incluiría $2b-3c$ Este factor es ciertamente plausible, ya que, en virtud de la sustitución $(1)$ , $2b-3c \to 2d - 3 d = -d$ (que incorpora ese molesto negativo). Resulta que la factorización es realmente $$(2a - 3 b)( 2b - 3 c)( 2 c - 3 a) \tag{4}$$ y hemos terminado. $\square$


Por supuesto, aquí hubo algo de suerte. Con $b$ y $c$ enmascarado por $d$ , es podría haber sido que el $3d$ en $(2)$ ampliado como $b+2c$ o $2b+c$ o $4b-c$ o, o, o ... . El $2d$ es igualmente ambiguo, al igual que el término final $d$ término. La simetría nos ayuda a descartar estas opciones: como el último factor de $(2)$ implica sólo $d$ ---es decir, sólo $b$ y/o $c$ --- esperamos que cada uno de los dos primeros factores implique como máximo dos variables, $a$ y $b$ o $c$ .

Dicho esto, incluso las consideraciones de simetría no descartan inmediatamente la conjetura alternativa de $d\to c$ en el primer factor y $d\to b$ en el segundo ... $$(2 a - 3 d )( 3 a - 2 d) d \quad\to\quad -(2 a - 3 c)(2 b - 3 a) d \tag{$ 3^\prime $}$$ En este caso, el factor "justicia" sería $2c - 3 b$ para proporcionar un desenmascaramiento perfectamente plausible de $-d$ . Por lo tanto, podríamos haber estado mirando fácilmente a este candidato: $$(2 a - 3 c)(2 b - 3 a)(2 c - 3 b) \tag{$ 4^\prime $}$$ Este resulta ser erróneo. (El $18$ y $-12$ los coeficientes se adjuntan a los términos erróneos).

Por lo tanto, no basta con hacer una conjetura que satisfaga la simetría. Comprueba siempre tu respuesta.

0voto

Farrukh Ataev Puntos 21

Sin pérdida de generalidad, supongamos que $a, b=ax, c=axy$ . Entonces: $$18(ab^2 + bc^2 + ca^2) - 12(a^2b + b^2c + c^2a) - 19abc=$$ $$18a^3x(x + x^2y^2 + y) - 12a^3x(1 + x^2y + xy^2) - 19a^3x^2y=$$ $$a^3x[18x+18x^2y^2+18y-12-12x^2y-12xy^2-19xy]=$$ $$a^3x[6x(3-2xy)+6y(3-2xy)-(3-2xy)(4+9xy)]=$$ $$a^3x(3-2xy)(6x+6y-4-9xy)=$$ $$a^3x(3-2xy)(2-3y)(3x-2)=$$ $$(3a-2axy)(2ax-3axy)(3ax-2a)=$$ $$(3a-2c)(2b-3c)(3b-2a).$$

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X