18. Trinomio cuadrado perfecto

Un trinomio cuadrado perfecto es el resultado de elevar un binomio al cuadrado. Reconocerlo permite factorizar expresiones de forma rápida y segura.

18.1 Introducción

Un trinomio tiene tres términos. Se llama trinomio cuadrado perfecto cuando puede escribirse como el cuadrado de un binomio.

a² + 2ab + b² = (a + b)²
a² - 2ab + b² = (a - b)²

Este patrón es el proceso inverso al cuadrado de un binomio.

18.2 Recordatorio: cuadrado de un binomio

Cuando desarrollamos un binomio al cuadrado, obtenemos un trinomio.

(x + 3)² = x² + 6x + 9
(x - 3)² = x² - 6x + 9

Por eso, al factorizar, buscamos reconocer si un trinomio proviene de una de estas formas.

18.3 Condiciones para reconocerlo

Un trinomio cuadrado perfecto cumple estas condiciones:

  • El primer término es un cuadrado perfecto.
  • El tercer término es un cuadrado perfecto.
  • El término del medio es el doble producto de las raíces del primero y del tercero.
x² + 10x + 25
raíz de x²: x
raíz de 25: 5
doble producto: 2 · x · 5 = 10x

18.4 Ejemplo básico con suma

Factoricemos:

x² + 10x + 25
= x² + 2 · x · 5 + 5²
= (x + 5)²

El signo del término del medio indica que el binomio tiene suma.

18.5 Verificación en JavaScript

const x = 4;

const original = x ** 2 + 10 * x + 25;
const factorizada = (x + 5) ** 2;

console.log(original);
console.log(factorizada);

Ambas formas producen el mismo resultado.

18.6 Ejemplo básico con resta

Si el término del medio es negativo, el binomio tiene resta.

x² - 12x + 36
= x² - 2 · x · 6 + 6²
= (x - 6)²
const x = 9;

const original = x ** 2 - 12 * x + 36;
const factorizada = (x - 6) ** 2;

console.log(original);
console.log(factorizada);

18.7 Con coeficientes

Cuando el primer término tiene coeficiente, debemos identificar correctamente su raíz.

4x² + 12x + 9
= (2x)² + 2(2x)(3) + 3²
= (2x + 3)²
const x = 5;

const original = 4 * x ** 2 + 12 * x + 9;
const factorizada = (2 * x + 3) ** 2;

console.log(original);
console.log(factorizada);

18.8 Con dos variables

El patrón también puede incluir dos variables.

x² + 2xy + y² = (x + y)²
9a² - 12ab + 4b² = (3a - 2b)²

El criterio sigue siendo el mismo: cuadrados en los extremos y doble producto en el medio.

18.9 Signo del término medio

El primer y el tercer término son positivos porque son cuadrados. El signo del término medio determina si el binomio usa suma o resta.

Trinomio Factorización Signo del binomio
x² + 8x + 16 (x + 4)² Suma
x² - 8x + 16 (x - 4)² Resta

18.10 No todo trinomio es cuadrado perfecto

Debemos verificar el término del medio. No alcanza con que el primer y tercer término sean cuadrados.

x² + 8x + 9

El primer término es y el tercero es 9 = 3², pero el doble producto sería 2 · x · 3 = 6x, no 8x. Por lo tanto, no es trinomio cuadrado perfecto.

18.11 Aplicación en ecuaciones

Factorizar un trinomio cuadrado perfecto puede ayudar a resolver ecuaciones.

x² - 10x + 25 = 0
(x - 5)² = 0
x = 5

Como un cuadrado vale cero solo cuando su base vale cero, la solución es directa.

18.12 Aplicación en programación

En programación, esta forma puede aparecer al calcular distancias, errores cuadráticos o áreas modificadas.

function errorCuadratico(valor, esperado) {
  return (valor - esperado) ** 2;
}

console.log(errorCuadratico(12, 10));
console.log(errorCuadratico(7, 10));

La expresión (valor - esperado)² desarrolla un trinomio cuadrado perfecto si se expande.

18.13 Errores comunes

  • Creer que todo trinomio con primer y tercer término cuadrados es cuadrado perfecto.
  • No comprobar el doble producto del término medio.
  • Elegir mal el signo del binomio.
  • No elevar todo el término con coeficiente, como (2x)² = 4x².
  • Confundir trinomio cuadrado perfecto con trinomio general de segundo grado.
x² + 10x + 25 = (x + 5)²
x² + 8x + 25 no es trinomio cuadrado perfecto

18.14 Qué debes recordar de este tema

  • Un trinomio cuadrado perfecto proviene del cuadrado de un binomio.
  • El primer y el tercer término deben ser cuadrados perfectos.
  • El término del medio debe ser el doble producto de las raíces.
  • Si el término medio es positivo, el binomio tiene suma.
  • Si el término medio es negativo, el binomio tiene resta.
  • La factorización tiene la forma (a + b)² o (a - b)².

18.15 Conclusión

El trinomio cuadrado perfecto es un patrón muy útil para factorizar expresiones de segundo grado. Reconocerlo requiere comprobar los cuadrados de los extremos y el doble producto del término central.

En el próximo tema veremos trinomio de segundo grado, una forma más general que no siempre corresponde a un cuadrado perfecto.