Cubo de un Binomio
🎯 ¿Qué vas a aprender?
- A entender el significado de elevar un binomio a la potencia 3.
- La regla de los "triples productos" para el cubo de una suma.
- El patrón de signos alternados para el cubo de una resta.
- A aplicar la fórmula paso a paso sin perderse en los cálculos.
🧊 El Cubo de una Suma
Cuando multiplicamos (a+b) por sí mismo tres veces, obtenemos una expresión de cuatro términos. El patrón es muy ordenado: el exponente de la primera letra va bajando (3,2,1,0) mientras que el de la segunda letra va subiendo.
Ejemplo: Paso a paso con números
Calcula: (x+2)3
Razonamiento:
- Cubo del primero: x3.
- Triple del primero al cuadrado por el segundo: 3⋅(x2)⋅(2)=6x2.
- Triple del primero por el segundo al cuadrado: 3⋅(x)⋅(22)=3⋅x⋅4=12x.
- Cubo del segundo: 23=8.
Resultado: x3+6x2+12x+8
La Regla General (Suma)
(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3
📉 El Cubo de una Resta
Para la resta, la fórmula es idéntica en valores, pero los signos se alternan empezando por el primero positivo: (+),(−),(+),(−).
Ejemplo: El caso negativo
Calcula: (m−1)3
Razonamiento:
- Primero al cubo: m3.
- Triple del 1ero cuadrado por el 2do: 3⋅m2⋅1=3m2 (negativo).
- Triple del 1ero por el 2do cuadrado: 3⋅m⋅12=3m (positivo).
- Segundo al cubo: 13=1 (negativo).
Resultado: m3−3m2+3m−1
La Regla General (Resta)
(a−b)3=a3−3a2b+3ab2−b3
⚙️ Ejemplos Resueltos
Ejemplo 1: Con coeficientes mayores
Desarrolla: (2x+3)3
Datos:
- a=2x
- b=3
Razonamiento:
- (2x)3=8x3
- 3⋅(2x)2⋅3=3⋅4x2⋅3=36x2
- 3⋅(2x)⋅32=3⋅2x⋅9=54x
- 33=27
Resultado: 8x3+36x2+54x+27
Ejemplo 2: Variables combinadas
Calcula: (a−2b)3
Datos:
- a=a
- b=2b
Razonamiento:
- a3=a3
- 3⋅a2⋅(2b)=6a2b (negativo)
- 3⋅a⋅(2b)2=3⋅a⋅4b2=12ab2 (positivo)
- (2b)3=8b3 (negativo)
Resultado: a3−6a2b+12ab2−8b3
📝 Ejercicios de Práctica
Ejercicio 1
Resuelve: (x+1)3
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Datos: a=x,b=1.
Razonamiento: x3+3(x2)(1)+3(x)(12)+13.
Resultado: x3+3x2+3x+1
Ejercicio 2
Desarrolla: (a−2)3
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Datos: Cubo de una resta.
Razonamiento: a3−3(a2)(2)+3(a)(22)−23=a3−6a2+12a−8.
Resultado: a3−6a2+12a−8
Ejercicio 3
Calcula: (2y+1)3
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Datos: Primer término con coeficiente 2.
Razonamiento: (2y)3+3(2y)2(1)+3(2y)(12)+13=8y3+12y2+6y+1.
Resultado: 8y3+12y2+6y+1
Ejercicio 4
Resuelve: (x−5)3
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Datos: Los signos se alternan +,−,+,−.
Razonamiento: x3−3(x2)(5)+3(x)(52)−53=x3−15x2+75x−125.
Resultado: x3−15x2+75x−125
Ejercicio 5
Desarrolla: (3x+2)3
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Datos: Coeficiente 3 y número 2.
Razonamiento: (3x)3+3(3x)2(2)+3(3x)(22)+23=27x3+54x2+36x+8.
Resultado: 27x3+54x2+36x+8
Ejercicio 6
Calcula: (4a−1)3
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Datos: a=4a,b=1.
Razonamiento: (4a)3−3(4a)2(1)+3(4a)(12)−13=64a3−48a2+12a−1.
Resultado: 64a3−48a2+12a−1
Ejercicio 7
Resuelve: (x2+2)3
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Datos: El primer término tiene exponente.
Razonamiento: (x2)3+3(x2)2(2)+3(x2)(22)+23=x6+6x4+12x2+8.
Resultado: x6+6x4+12x2+8
Ejercicio 8
Desarrolla: (x+21)3
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Datos: Fracción como segundo término.
Razonamiento: x3+3(x2)(21)+3(x)(41)+81.
Resultado: x3+23x2+43x+81
Ejercicio 9
Simplifica: (x+1)3−x3
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Datos: Desarrollo y resta de términos.
Razonamiento: (x3+3x2+3x+1)−x3=3x2+3x+1.
Resultado: 3x2+3x+1
Ejercicio 10
Calcula el volumen de un cubo de arista (x+3).
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Datos: V=Arista3.
Razonamiento: (x+3)3=x3+3(x2)(3)+3(x)(32)+33=x3+9x2+27x+27.
Resultado: x3+9x2+27x+27
🔑 Resumen
Elevar al cubo requiere orden. Recuerda la secuencia de exponentes del primer término: 3,2,1,0. Si sigues este ritmo, nunca olvidarás un término.