Ii MATU • Algebra

MATU_FACT_081

Solving Problems in Algebra and Trigonometry Litvinenko Mordkovich

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Enunciado

Factorizar la siguiente expresión algebraica:
$$ a^4 - 2a^3b - 8a^2b^2 - 6ab^3 - b^4 $$

Solución Paso a Paso

1. Análisis de la expresión:
Observamos que la expresión es un polinomio de cuarto grado en términos de $a$ y $b$. Para factorizarlo, intentaremos completar cuadrados o agrupar términos de forma conveniente.

2. Reordenamiento y agrupación:
Podemos intentar separar el término central $-8a^2b^2$ para formar trinomios cuadrados perfectos. Probemos con la siguiente descomposición:
$$ a^4 - 2a^3b + a^2b^2 - 9a^2b^2 - 6ab^3 - b^4 $$

Agrupamos los términos:
$$ (a^4 - 2a^3b + a^2b^2) - (9a^2b^2 + 6ab^3 + b^4) $$

3. Reconocimiento de trinomios cuadrados perfectos:

  • El primer grupo es: $(a^2 - ab)^2$

  • El segundo grupo es: $(3ab + b^2)^2$



Sustituyendo estos valores, la expresión queda como una diferencia de cuadrados:
$$ (a^2 - ab)^2 - (3ab + b^2)^2 $$

4. Aplicación de la diferencia de cuadrados:
Utilizamos la propiedad $X^2 - Y^2 = (X - Y)(X + Y)$:
$$ [(a^2 - ab) - (3ab + b^2)] [(a^2 - ab) + (3ab + b^2)] $$

Simplificamos los términos dentro de los corchetes:
$$ (a^2 - ab - 3ab - b^2)(a^2 - ab + 3ab + b^2) $$
$$ (a^2 - 4ab - b^2)(a^2 + 2ab + b^2) $$

5. Factorización final:
El segundo factor es un trinomio cuadrado perfecto: $a^2 + 2ab + b^2 = (a+b)^2$.
Por lo tanto, la factorización completa es:

$$ \boxed{(a^2 - 4ab - b^2)(a + b)^2} $$

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