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Lección

Cubo de un Binomio

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)(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 (3,2,1,03, 2, 1, 0) mientras que el de la segunda letra va subiendo.

Ejemplo: Paso a paso con números

Calcula: (x+2)3(x + 2)^3

Razonamiento:

  1. Cubo del primero: x3x^3.
  2. Triple del primero al cuadrado por el segundo: 3(x2)(2)=6x23 \cdot (x^2) \cdot (2) = 6x^2.
  3. Triple del primero por el segundo al cuadrado: 3(x)(22)=3x4=12x3 \cdot (x) \cdot (2^2) = 3 \cdot x \cdot 4 = 12x.
  4. Cubo del segundo: 23=82^3 = 8.

Resultado: x3+6x2+12x+8\boxed{x^3 + 6x^2 + 12x + 8}

La Regla General (Suma)

(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3\boxed{(a + b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3}

📉 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: (m1)3(m - 1)^3

Razonamiento:

  1. Primero al cubo: m3m^3.
  2. Triple del 1ero cuadrado por el 2do: 3m21=3m23 \cdot m^2 \cdot 1 = 3m^2 (negativo).
  3. Triple del 1ero por el 2do cuadrado: 3m12=3m3 \cdot m \cdot 1^2 = 3m (positivo).
  4. Segundo al cubo: 13=11^3 = 1 (negativo).

Resultado: m33m2+3m1\boxed{m^3 - 3m^2 + 3m - 1}

La Regla General (Resta)

(ab)3=a33a2b+3ab2b3\boxed{(a - b)^3 = a^3 - 3a^2b + 3ab^2 - b^3}

⚙️ Ejemplos Resueltos

Ejemplo 1: Con coeficientes mayores

Desarrolla: (2x+3)3(2x + 3)^3

Datos:

  • a=2xa = 2x
  • b=3b = 3

Razonamiento:

  1. (2x)3=8x3(2x)^3 = 8x^3
  2. 3(2x)23=34x23=36x23 \cdot (2x)^2 \cdot 3 = 3 \cdot 4x^2 \cdot 3 = 36x^2
  3. 3(2x)32=32x9=54x3 \cdot (2x) \cdot 3^2 = 3 \cdot 2x \cdot 9 = 54x
  4. 33=273^3 = 27

Resultado: 8x3+36x2+54x+27\boxed{8x^3 + 36x^2 + 54x + 27}


Ejemplo 2: Variables combinadas

Calcula: (a2b)3(a - 2b)^3

Datos:

  • a=aa = a
  • b=2bb = 2b

Razonamiento:

  1. a3=a3a^3 = a^3
  2. 3a2(2b)=6a2b3 \cdot a^2 \cdot (2b) = 6a^2b (negativo)
  3. 3a(2b)2=3a4b2=12ab23 \cdot a \cdot (2b)^2 = 3 \cdot a \cdot 4b^2 = 12ab^2 (positivo)
  4. (2b)3=8b3(2b)^3 = 8b^3 (negativo)

Resultado: a36a2b+12ab28b3\boxed{a^3 - 6a^2b + 12ab^2 - 8b^3}


📝 Ejercicios de Práctica

Ejercicio 1

Resuelve: (x+1)3(x + 1)^3

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Datos: a=x,b=1a = x, b = 1.
Razonamiento: x3+3(x2)(1)+3(x)(12)+13x^3 + 3(x^2)(1) + 3(x)(1^2) + 1^3.
Resultado: x3+3x2+3x+1\boxed{x^3 + 3x^2 + 3x + 1}

Ejercicio 2

Desarrolla: (a2)3(a - 2)^3

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Datos: Cubo de una resta.
Razonamiento: a33(a2)(2)+3(a)(22)23=a36a2+12a8a^3 - 3(a^2)(2) + 3(a)(2^2) - 2^3 = a^3 - 6a^2 + 12a - 8.
Resultado: a36a2+12a8\boxed{a^3 - 6a^2 + 12a - 8}

Ejercicio 3

Calcula: (2y+1)3(2y + 1)^3

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Datos: Primer término con coeficiente 22.
Razonamiento: (2y)3+3(2y)2(1)+3(2y)(12)+13=8y3+12y2+6y+1(2y)^3 + 3(2y)^2(1) + 3(2y)(1^2) + 1^3 = 8y^3 + 12y^2 + 6y + 1.
Resultado: 8y3+12y2+6y+1\boxed{8y^3 + 12y^2 + 6y + 1}

Ejercicio 4

Resuelve: (x5)3(x - 5)^3

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Datos: Los signos se alternan +,,+,+,-,+,-.
Razonamiento: x33(x2)(5)+3(x)(52)53=x315x2+75x125x^3 - 3(x^2)(5) + 3(x)(5^2) - 5^3 = x^3 - 15x^2 + 75x - 125.
Resultado: x315x2+75x125\boxed{x^3 - 15x^2 + 75x - 125}

Ejercicio 5

Desarrolla: (3x+2)3(3x + 2)^3

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Datos: Coeficiente 33 y número 22.
Razonamiento: (3x)3+3(3x)2(2)+3(3x)(22)+23=27x3+54x2+36x+8(3x)^3 + 3(3x)^2(2) + 3(3x)(2^2) + 2^3 = 27x^3 + 54x^2 + 36x + 8.
Resultado: 27x3+54x2+36x+8\boxed{27x^3 + 54x^2 + 36x + 8}

Ejercicio 6

Calcula: (4a1)3(4a - 1)^3

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Datos: a=4a,b=1a = 4a, b = 1.
Razonamiento: (4a)33(4a)2(1)+3(4a)(12)13=64a348a2+12a1(4a)^3 - 3(4a)^2(1) + 3(4a)(1^2) - 1^3 = 64a^3 - 48a^2 + 12a - 1.
Resultado: 64a348a2+12a1\boxed{64a^3 - 48a^2 + 12a - 1}

Ejercicio 7

Resuelve: (x2+2)3(x^2 + 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(x^2)^3 + 3(x^2)^2(2) + 3(x^2)(2^2) + 2^3 = x^6 + 6x^4 + 12x^2 + 8.
Resultado: x6+6x4+12x2+8\boxed{x^6 + 6x^4 + 12x^2 + 8}

Ejercicio 8

Desarrolla: (x+12)3(x + \frac{1}{2})^3

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Datos: Fracción como segundo término.
Razonamiento: x3+3(x2)(12)+3(x)(14)+18x^3 + 3(x^2)(\frac{1}{2}) + 3(x)(\frac{1}{4}) + \frac{1}{8}.
Resultado: x3+32x2+34x+18\boxed{x^3 + \frac{3}{2}x^2 + \frac{3}{4}x + \frac{1}{8}}

Ejercicio 9

Simplifica: (x+1)3x3(x + 1)^3 - x^3

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Datos: Desarrollo y resta de términos.
Razonamiento: (x3+3x2+3x+1)x3=3x2+3x+1(x^3 + 3x^2 + 3x + 1) - x^3 = 3x^2 + 3x + 1.
Resultado: 3x2+3x+1\boxed{3x^2 + 3x + 1}

Ejercicio 10

Calcula el volumen de un cubo de arista (x+3)(x + 3).

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Datos: V=Arista3V = \text{Arista}^3.
Razonamiento: (x+3)3=x3+3(x2)(3)+3(x)(32)+33=x3+9x2+27x+27(x + 3)^3 = x^3 + 3(x^2)(3) + 3(x)(3^2) + 3^3 = x^3 + 9x^2 + 27x + 27.
Resultado: x3+9x2+27x+27\boxed{x^3 + 9x^2 + 27x + 27}


🔑 Resumen

ConceptoFórmula / Descripción
Cubo de un BinomioExpresión elevada a la potencia 3. Tiene 4 términos.
Cubo Suma(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3(a+b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3
Cubo Resta(ab)3=a33a2b+3ab2b3(a-b)^3 = a^3 - 3a^2b + 3ab^2 - b^3
Los TriplesLos términos centrales siempre llevan el coeficiente 3.

Elevar al cubo requiere orden. Recuerda la secuencia de exponentes del primer término: 3,2,1,03, 2, 1, 0. Si sigues este ritmo, nunca olvidarás un término.