Identificación del término general en una expansión binomial
Calcular un término específico del desarrollo de un binomio sin tener que desarrollarlo todo.
Introducción
Es hora de sacar provecho del Binomio de Newton para evitar trabajo excesivo.
Explicación
Definición formal
En el desarrollo $(a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} a^{n-k} b^k$, el sumando indexado por $k$ ocupa la posición $k+1$ del desarrollo y se denota $T_{k+1} = \binom{n}{k} a^{n-k} b^k$. Para hallar el término que ocupa la posición $m$, basta evaluar la fórmula con $k = m - 1$.
Desarrollo didáctico
Cuando desarrollamos un binomio elevado a una potencia alta como $(a+b)^{12}$, muchas veces no nos interesa expandir todo el polinomio (que tendría 13 términos), sino que un problema nos pedirá encontrar un término en específico, como el quinto término.
Para evitar hacer todo el desarrollo, utilizamos la fórmula del Término General, derivada directamente del Binomio de Newton.
Fórmula del Término de posición $(k+1)$:
$$T_{k+1} = \binom{n}{k} a^{n-k} b^k$$
¿Cómo funciona esta fórmula?
1. $n$: Es el exponente global del binomio original.
2. $k$: Cuidado aquí. El valor de $k$ es siempre uno menos que la posición que buscas. Si te piden el 5º término ($T_5$), entonces debes usar $k=4$. Si te piden el término 8, usas $k=7$.
3. El Coeficiente $\binom{n}{k}$: Es una combinatoria.
4. Las potencias: El primer término interno ($a$) queda elevado a la diferencia $(n-k)$, y el segundo término interno ($b$) se eleva directamente a $k$.
Esta fórmula es el equivalente a un francotirador algebraico: apunta y calcula exactamente lo que necesitas sin esfuerzo extra.
Cómo hacerlo paso a paso
- Paso 1: Para buscar el término $m$-ésimo:
- Paso 2: Establece $k = m - 1$.
- Paso 3: Identifica $n, a, b$ del binomio.
- Paso 4: Reemplaza en la fórmula $T_{k+1}$.
- Paso 5: Resuelve el número combinatorio y simplifica las potencias de las bases.
- $k=2$. $\binom{5}{2} = 10$. El término es $10 (x)^{5-2} (2)^2 = 10 x^3 (4) = 40x^3$.
Ejemplos
1 Halla el tercer término del desarrollo de $(2x - y)^4$.
- Tercer término implica $k = 2$. Además $n = 4$, $a = 2x$, $b = -y$.
- $T_{3} = \binom{4}{2} (2x)^{4-2} (-y)^2$.
- $\binom{4}{2} = 6$.
- $T_{3} = 6 (2x)^2 (y^2) = 6(4x^2)(y^2) = 24x^2y^2$.
2 Halla el tercer término del desarrollo de $(x + 2)^5$. Opciones: A) $40x^3$ · B) $10x^3$ · C) $20x^2$ · D) $80x^2$
- $k=2$. $\binom{5}{2} = 10$. El término es $10 (x)^{5-2} (2)^2 = 10 x^3 (4) = 40x^3$.
- Respuesta: $40x^3$
3 Respecto de «Identificación del término general en una expansión binomial»: ¿Es correcta esta caracterización? «El **término general** (el término que ocupa el lugar $k+1$) en el desarrollo de $(a+b)^n$ es: $T_{k+1} = \binom{n}{k} a^{n-k} b^k$»
- La afirmación coincide con la definición formal: El **término general** (el término que ocupa el lugar $k+1$) en el desarrollo de $(a+b)^n$ es: $T_{k+1} = \binom{n}{k} a^{n-k} b^k$
4 Respecto de «Identificación del término general en una expansión binomial»: ¿Es válida esta afirmación? «No aplicar la potencia de $a$ o $b$ al coeficiente numérico interno de la base (ej. decir que $(2x)^2$ es $2x^2$ en lugar de $4x^2$)»
- La afirmación es falsa. El criterio correcto es: El **término general** (el término que ocupa el lugar $k+1$) en el desarrollo de $(a+b)^n$ es: $T_{k+1} = \binom{n}{k} a^{n-k} b^k$
Ejemplos Verdadero/Falso
"No aplicar la potencia de $a$ o $b$ al coeficiente numérico interno de la base (ej. decir que $(2x)^2$ es $2x^2$ en lugar de $4x^2$)."
¿Es correcta esta afirmación?
Esta afirmación describe un error frecuente: es incorrecta.
"Para «Halla el tercer término del desarrollo de $(x + 2)^5$.», la respuesta correcta es $10x^3$."
¿Es correcta esta afirmación?
Esta afirmación describe un error frecuente: es incorrecta.
"Para «Halla el tercer término del desarrollo de $(x + 2)^5$.», la respuesta correcta es $20x^2$."
¿Es correcta esta afirmación?
Esta afirmación describe un error frecuente: es incorrecta.
"Para «Halla el tercer término del desarrollo de $(x + 2)^5$.», la respuesta correcta es $80x^2$."
¿Es correcta esta afirmación?
Esta afirmación describe un error frecuente: es incorrecta.
"La afirmación «$40x^3$» no es válida en este contenido."
¿Es correcta esta afirmación?
Esta afirmación describe un error frecuente: es incorrecta.
El **término general** (el término que ocupa el lugar $k+1$) en el desarrollo de $(a+b)^n$ es: $T_{k+1} = \binom{n}{k} a^{n-k} b^k$
Practica
Ejercicios básicos
Aplicar el procedimiento principal en casos simples.
-
Halla el tercer término del desarrollo de $(x + 2)^5$.
$k=2$. $\binom{5}{2} = 10$. El término es $10 (x)^{5-2} (2)^2 = 10 x^3 (4) = 40x^3$.
Respuesta: A) $40x^3$