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Bachillerato

Racionalización de denominadores

Racionalizar significa buscar otra escritura exacta de una fracción para que su denominador no contenga los radicales que queremos eliminar. La cantidad no cambia: multiplicaremos por una forma de escribir uno y veremos por qué funciona.

1. Multiplicar numerador y denominador por lo mismo conserva la fracción

Si D≠0 y K≠0, N/D=NK/(DK), porque K/K=1.

Racionalizar elige K para que el denominador se convierta en una expresión sin esos radicales.

Una raíz en el denominador puede ser una escritura exacta y válida. Racionalizar puede facilitar una operación o dar la forma solicitada, pero no aproxima el número ni lo hace automáticamente más pequeño. Primero simplificamos lo que ya sea evidente.

Una fracción equivalente empieza multiplicando por uno

Transformar 2/3 con K=5.

  1. Uno

    5/5=1.
  2. Multiplicar

    (2/3)(5/5)=10/15.
  3. Valor

    10/15 sigue siendo 2/3.

Resultado

La misma idea se usará con un radical como K.

Lo comprobamos

Multiplicar solo arriba daría 10/3 y cambiaría el valor.

No hay que racionalizar una raíz que ya es exacta

Calcular 6/(√9+1).

  1. Evaluar

    √9=3.
  2. Denominador

    3+1=4.
  3. Reducir

    6/4=3/2.
Resultado

Simplificar primero ahorra una transformación.

Lo comprobamos

El resultado por el denominador cuatro devuelve seis.

2. Con una sola raíz cuadrada repetimos esa raíz

Para a>0, √a·√a=a.

Por eso multiplicar por √a/√a elimina esa raíz del denominador.

Un coeficiente exterior se conserva: c√a pasa a ca si c≠0.

El radicando de una raíz cuadrada situada en denominador debe ser positivo, no solo no negativo. A veces simplificar radicales antes deja una cuenta más corta.

Conservar el coeficiente exterior

Racionalizar 1/(2√3).

  1. Factor

    Multiplicamos por √3/√3.

  2. Denominador

    2√3·√3=2·3=6.
  3. Resultado

    √3/6.

Resultado

El 2 no se pierde al eliminar la raíz.

Lo comprobamos

(√3/6)(2√3)=1.

Simplificar antes de completar el cuadrado

Racionalizar 3/√12.

  1. Simplificar

    √12=2√3.
  2. Multiplicar

    3√3/(2·3).

  3. Reducir

    √3/2.

Resultado

Los factores 3 se cancelan después de tener un producto completo.

Lo comprobamos

(√3/2)√12=(√3/2)2√3=3.

3. El conjugado cancela los productos cruzados

El conjugado algebraico de A−B es A+B, y el de A+B es A−B.

Al multiplicar: (A−B)(A+B)=A²−B².

Los términos +AB y −AB se cancelan.

El conjugado elimina los dos productos cruzados
(√7−2)(√7+2)Cada fila multiplica cada columna√7+2√7−272√7−2√7−4+2√7 y −2√7 se cancelan.7 − 4 = 3Es una tabla de productos.
Tabla de multiplicación con filas raíz de siete y menos dos, y columnas raíz de siete y más dos. Los cuatro productos son siete, dos raíz de siete, menos dos raíz de siete y menos cuatro. Al sumarlos, los dos términos con raíz se cancelan y queda siete menos cuatro igual a tres. Las celdas representan productos algebraicos, no áreas de longitudes negativas. Este resultado permite multiplicar numerador y denominador por raíz de siete más dos para convertir el denominador raíz de siete menos dos en tres, siempre que el factor añadido sea no nulo.

Si A y B son raíces cuadradas de racionales, sus cuadrados dejan un denominador racional. Se multiplica todo el numerador por el conjugado, conservando paréntesis; no se trata solo de cambiar un signo en la fracción inicial.

Una diferencia que deja un factor simplificable

Racionalizar 3/(√7−2).

  1. Conjugado

    Multiplicamos arriba y abajo por √7+2.

  2. Denominador

    7−4=3; queda 3(√7+2)/3.
  3. Reducir

    √7+2.

Resultado

Se cancela el factor exterior 3.

Lo comprobamos

(√7+2)(√7−2)=3.

Con una suma cambiamos a una diferencia

Racionalizar 4/(√7+√3).

  1. Conjugado

    √7−√3, que no es cero.

  2. Denominador

    7−3=4.
  3. Reducir

    4(√7−√3)/4=√7−√3.
Resultado

El resultado sigue siendo positivo.

Lo comprobamos

Su producto con √7+√3 es cuatro.

4. El factor añadido también puede crear una restricción

Multiplicar por K/K requiere K≠0.

Con variables, el conjugado puede anularse donde la fracción original sí existía. Hay que revisar ese punto antes de anunciar una identidad en todo el dominio.

Multiplicar por K sobre K solo es multiplicar por uno cuando K no vale cero
El conjugado puede anularse1/(√x+2)Dominio original: x≥0Original04Conjugado04(√x−2)/(x−4) falla en 4.La original sí vale 1/4 allí.
Dos rectas del dominio con la misma escala de cuarenta y cinco unidades de dibujo por unidad real. La fracción original uno entre raíz de x más dos está definida para todo x no negativo, incluido cuatro. La forma obtenida con el conjugado, raíz de x menos dos entre x menos cuatro, coincide para x no negativo distinto de cuatro, pero tiene un círculo vacío en cuatro porque se introdujo el factor cero. La original vale un cuarto en ese punto. Para describir toda la función hay que conservar esa evaluación separada, sin convertir el punto original en una exclusión permanente.
En 1/(√x+2), el dominio es x≥0.
El conjugado √x−2 vale cero en x=4.

La forma (√x−2)/(x−4) coincide para x≥0,x≠4; para describir la función original completa conservamos además su valor 1/4 en cuatro.

Una racionalización que falla en un punto permitido

Usar el conjugado de √x+2.

  1. Original en cuatro

    1/(√4+2)=1/4.
  2. Factor añadido

    √4−2=0: no podemos multiplicar por 0/0.
  3. Alcance

    La nueva fracción coincide fuera de cuatro, que se evalúa por separado.

Resultado

No se borra una entrada válida de la función original.

Lo comprobamos

La exclusión nueva pertenece a la fórmula transformada.

Un conjugado que no añade otro cero

Racionalizar 1/(√x−2).

  1. Dominio original

    x≥0 y x≠4.
  2. Conjugado

    √x+2>0 para todo x≥0.
  3. Resultado

    (√x+2)/(x−4), con las mismas restricciones originales.

Resultado

Aquí el factor añadido es siempre no nulo en el dominio.

Lo comprobamos

x=4 ya estaba excluido antes de transformar.

5. Para índices mayores completamos una potencia entera

Con radicandos positivos, en una raíz de índice n buscamos que los exponentes del producto sean múltiplos de n. Por ejemplo, a una potencia m con 0<m<n le faltan n−m para completar n.

Con variables de signo desconocido, una raíz par de aⁿ da |a|, no siempre a. Una raíz impar de aⁿ sí devuelve a. Se mantienen tanto las condiciones de las raíces como los factores no nulos del denominador.

Una raíz cuarta necesita completar cuatro factores

Racionalizar 1/⁴√8.

  1. Potencia

    8=2³; falta un factor 2 para llegar a 2⁴.
  2. Multiplicar

    ⁴√2 arriba y abajo.

  3. Resultado

    ⁴√2/2, porque ⁴√16=2.
Resultado

El índice determina cuántos factores necesitamos.

Lo comprobamos

⁴√2·⁴√8/2=⁴√16/2=1.

El signo de una variable no desaparece con una raíz par

Transformar 1/√(x²), x≠0.

  1. Raíz principal

    √(x²)=|x|.
  2. Racionalizar

    Multiplicar por |x|/|x| da |x|/x².

  3. Control

    Para x=−2, ambas formas valen 1/2, no −1/2.
Resultado

No se reemplaza la raíz por x sin condición de signo.

Lo comprobamos

El denominador original ya excluía x=0.

6. Para raíces cúbicas de binomios hacen falta tres términos

Si hay A−B con raíces cúbicas, usamos A²+AB+B²: el producto es A³−B³. Para A+B usamos A²−AB+B² y obtenemos A³+B³.

En general, Aⁿ−Bⁿ=(A−B)(Aⁿ⁻¹+Aⁿ⁻²B+…+Bⁿ⁻¹).

Los términos intermedios se cancelan al distribuir. No todos los radicales se eliminan con un único binomio conjugado de dos términos.

Una diferencia de raíces cúbicas

Racionalizar 1/(∛3−1).

  1. Bloques

    A=∛3 y B=1.
  2. Factor

    A²+A+1=∛9+∛3+1.
  3. Denominador

    A³−1=3−1=2: resultado (∛9+∛3+1)/2.
Resultado

El factor de tres términos es no nulo.

Lo comprobamos

Multiplicarlo por A−1 da A³−1 exactamente.

Una suma usa el signo intermedio contrario

Racionalizar 1/(∛2+1).

  1. Bloque

    A=∛2.
  2. Factor

    A²−A+1.

  3. Resultado

    (∛4−∛2+1)/3, porque A³+1=3.
Resultado

Cambiar solo el signo del binomio no eliminaría la cúbica.

Lo comprobamos

A²−A+1=(A−1/2)²+3/4>0.

7. Solo cancelamos factores completos y conservamos los huecos originales

Después de racionalizar buscamos factores comunes de productos completos. No se borran términos de una suma por aparecer también en el denominador. Los paréntesis permiten ver qué multiplica a todo el numerador.

Si una simplificación elimina un factor que anulaba el denominador original, la exclusión sigue vigente. Una extensión continua puede tener un valor allí, pero ya sería una función definida también en un punto antes prohibido.

El denominador no divide solo un sumando

Simplificar (2+√3)/2.

  1. Separar

    2/2+√3/2.

  2. Resultado

    1+√3/2.

  3. Evitar error

    No es 1+√3: el segundo sumando también está dividido entre dos.

Resultado

El 2 no era factor de todo el numerador escrito así.

Lo comprobamos

Multiplicar el resultado por dos recupera 2+√3.

La fórmula más corta conserva la exclusión

Simplificar (√x−3)/(x−9).

  1. Dominio

    x≥0 y x≠9.
  2. Factorizar

    x−9=(√x−3)(√x+3).
  3. Cancelar

    1/(√x+3), todavía con x≠9.
Resultado

La original sigue sin valor en nueve.

Lo comprobamos

La fórmula extendida daría 1/6 allí, pero ese punto no se añade al simplificar.

8. Comprobamos por multiplicación exacta y elegimos una forma útil

Multiplicamos el resultado por el denominador original y debemos recuperar el numerador dentro del dominio. Esta verificación exacta es más fuerte que comparar unos decimales.

Si se exige denominador racional, además revisamos esa forma. Puede haber muchas escrituras exactas válidas de la misma cantidad. El objetivo de la transformación guía cuál conviene presentar.

Dos formas exactas del mismo número

Comparar 1/√2 con √2/2.

  1. Transformar

    Multiplicar la primera por √2/√2.

  2. Producto

    Abajo queda dos y arriba √2.

  3. Revisar

    (√2/2)√2=1.
Resultado

La segunda tiene denominador racional y el mismo valor.

Lo comprobamos

Que un decimal esté cerca no sería una demostración por sí solo.

Una cúbica negativa conserva su signo

Racionalizar 1/∛(−2).

  1. Factor

    Multiplicamos por ∛4 arriba y abajo.

  2. Denominador

    ∛(−8)=−2.
  3. Resultado

    −∛4/2.

Resultado

La raíz de índice impar admite el radicando negativo.

Lo comprobamos

(−∛4/2)∛(−2)=−∛(−8)/2=1.

Ahora lo resolvemos de principio a fin.

EJEMPLO RESUELTO 1

Una diferencia

Racionaliza 4/(√5−1).

  1. Conjugado

    Para √5−1 usamos √5+1.

  2. Uno

    Multiplicamos por (√5+1)/(√5+1), factor no nulo.

  3. Numerador

    4(√5+1).

  4. Denominador

    (√5−1)(√5+1)=5−1=4.
  5. Reducir

    √5+1.

  6. Comprobar

    (√5+1)(√5−1)=4, numerador original.
Resultado

√5+1.

Lo comprobamos

(√5+1)(√5−1)=4.

EJEMPLO RESUELTO 2

Raíz cúbica

Racionaliza 1/∛2.

  1. Índice

    En 1/∛2 falta completar un cubo.

  2. Factor

    2·4=8=2³: usamos ∛4.
  3. Uno

    Multiplicamos arriba y abajo por ∛4, que no es cero.

  4. Denominador

    ∛2·∛4=∛8=2.
  5. Resultado

    ∛4/2.

  6. Comprobar

    (∛4/2)∛2=∛8/2=1.
Resultado

∛4/2.

Lo comprobamos

El producto del resultado por ∛2 es ∛8/2=1.

Los símbolos que hemos usado

N/D
Fracción original, con denominador D≠0.
Factor racionalizante
Expresión no nula que elimina el radical al multiplicar el denominador.
Conjugado algebraico
Binomio obtenido cambiando el signo entre dos términos.
A²−B²
Diferencia de cuadrados, producto de A−B y A+B.
ⁿ√a
Raíz de índice n, con las condiciones reales correspondientes.
Dominio original
Conjunto de entradas donde la fracción inicial está definida.

Ahora te toca a ti.

Tienes cinco ejercicios. Inténtalos; las pistas te ayudan si te atascas.

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