21. Fracciones algebraicas

Una fracción algebraica es una fracción cuyo numerador, denominador o ambos contienen expresiones algebraicas. Su manejo exige simplificar factores y cuidar las divisiones por cero.

21.1 Introducción

Una fracción algebraica combina la idea de fracción con expresiones algebraicas. Por ejemplo:

(x + 3) / (x - 2)

El numerador es x + 3 y el denominador es x - 2. Como hay una división, debemos prestar especial atención a los valores que hacen cero al denominador.

21.2 Numerador y denominador

En toda fracción hay dos partes principales.

Parte Ubicación Ejemplo en (x + 5) / (2x - 1)
Numerador Arriba x + 5
Denominador Abajo 2x - 1

21.3 El denominador no puede ser cero

La regla más importante es que el denominador de una fracción nunca puede valer cero.

(x + 3) / (x - 2)

En esta fracción, x no puede valer 2, porque el denominador sería 2 - 2 = 0.

Restricción: x ≠ 2

21.4 Restricciones en JavaScript

Cuando programamos una fracción algebraica, conviene validar el denominador antes de dividir.

function calcular(x) {
  const denominador = x - 2;

  if (denominador === 0) {
    return "No se puede dividir por cero";
  }

  return (x + 3) / denominador;
}

console.log(calcular(5));
console.log(calcular(2));

21.5 Simplificar fracciones algebraicas

Para simplificar una fracción algebraica, buscamos factores comunes en el numerador y el denominador.

(3x + 6) / 3
= 3(x + 2) / 3
= x + 2

Se cancela el factor común 3.

21.6 Cancelar factores, no términos

Solo se pueden cancelar factores completos. No se deben cancelar términos sueltos dentro de sumas o restas.

Correcto: 3(x + 2) / 3 = x + 2
Incorrecto: (x + 2) / x = 2

En (x + 2) / x, la x no es factor de todo el numerador.

21.7 Simplificar usando factorización

Muchas fracciones se simplifican después de factorizar.

(x² - 9) / (x - 3)
= (x + 3)(x - 3) / (x - 3)
= x + 3, con x ≠ 3

El factor x - 3 se cancela, pero la restricción se conserva.

21.8 Verificación en JavaScript

const x = 6;

const original = (x ** 2 - 9) / (x - 3);
const simplificada = x + 3;

console.log(original);
console.log(simplificada);

Para x = 6, ambas expresiones producen el mismo resultado. Para x = 3, la expresión original no está definida.

21.9 Fracciones algebraicas equivalentes

Dos fracciones algebraicas son equivalentes si producen el mismo valor para todos los valores permitidos.

(2x + 4) / 2 = x + 2

La equivalencia vale porque el numerador puede escribirse como 2(x + 2).

21.10 Dominio de una fracción algebraica

El dominio es el conjunto de valores que puede tomar la variable. En una fracción algebraica, se excluyen los valores que anulan el denominador.

f(x) = 1 / (x + 4)
Restricción: x ≠ -4

Si x = -4, el denominador vale cero.

21.11 Aplicación en programación

Las fracciones algebraicas aparecen cuando calculamos razones, promedios, tasas, proporciones y normalizaciones.

function calcularPromedio(suma, cantidad) {
  if (cantidad === 0) {
    return "No hay datos para calcular el promedio";
  }

  return suma / cantidad;
}

console.log(calcularPromedio(45, 5));
console.log(calcularPromedio(0, 0));

La validación evita una división sin sentido cuando la cantidad es cero.

21.12 Fracciones y precisión numérica

En programación, algunas divisiones producen decimales que se representan de forma aproximada.

console.log(1 / 3);
console.log(10 / 6);

Esto no invalida la fracción algebraica, pero recuerda que las computadoras tienen límites al representar ciertos decimales.

21.13 Errores comunes

  • Olvidar que el denominador no puede ser cero.
  • Cancelar términos en lugar de factores completos.
  • Simplificar una fracción y perder sus restricciones originales.
  • No factorizar antes de intentar simplificar.
  • No validar divisiones en el código.
(x² - 9) / (x - 3) se simplifica como x + 3, pero x = 3 sigue siendo un valor no permitido.

21.14 Qué debes recordar de este tema

  • Una fracción algebraica tiene expresiones algebraicas en el numerador, el denominador o ambos.
  • El denominador nunca puede ser cero.
  • Para simplificar, se cancelan factores comunes, no términos sueltos.
  • La factorización ayuda a encontrar factores comunes.
  • Las restricciones originales se conservan después de simplificar.
  • En programación, siempre conviene validar el divisor antes de dividir.

21.15 Conclusión

Las fracciones algebraicas permiten expresar relaciones entre cantidades variables. Para trabajar con ellas correctamente, debemos simplificar mediante factores y controlar las restricciones del denominador.

En el próximo tema veremos operaciones con fracciones algebraicas: suma, resta, multiplicación y división.