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Algebra · real student question

Completa el cuadrado de 3x² − 4x + 2 y halla luego sus ceros.

Question

Escribe

3x2−4x+23x^{2}-4x+2

en forma de cuadrado completado, indica su mínimo y halla sus ceros.

Step-by-step solution

  1. Comprueba si existe factorización real antes de ponerte a trabajar. Con a=3a=3, b=−4b=-4, c=2c=2:

    Δ=(−4)2−4(3)(2)=16−24=−8\Delta=(-4)^{2}-4(3)(2)=16-24=-8

    Como Δ<0\Delta<0, la cuadrática no tiene raíces reales, así que no se puede factorizar en factores lineales reales. Completar el cuadrado es la alternativa productiva: entrega el vértice y las raíces complejas de una sola vez.

  2. Extrae el coeficiente principal como factor solo de los términos en xx. Dejar la constante 22 fuera mantiene las fracciones más pequeñas:

    3x2−4x+2=3(x2−43x)+23x^{2}-4x+2=3\left(x^{2}-\tfrac43x\right)+2

    Fíjate en −4/3-4/3, no −4-4: dividir el coeficiente central entre a=3a=3 es donde suelen colarse los deslices de signo y de fracción.

  3. Completa el cuadrado dentro del paréntesis. La mitad de −43-\tfrac43 es −23-\tfrac23, y (−23)2=49\left(-\tfrac23\right)^{2}=\tfrac49:

    x2−43x=(x−23)2−49x^{2}-\tfrac43x=\left(x-\tfrac23\right)^{2}-\tfrac49

    Al sustituir de vuelta y distribuir el 33 —recordando que multiplica también al término de corrección—:

    3(x−23)2−3⋅49+2=3(x−23)2−43+2=3(x−23)2+233\left(x-\tfrac23\right)^{2}-3\cdot\tfrac49+2=3\left(x-\tfrac23\right)^{2}-\tfrac43+2=3\left(x-\tfrac23\right)^{2}+\tfrac23

  4. Lee el vértice y el mínimo. Como 3(x−23)2≥03\left(x-\tfrac23\right)^{2}\ge0 con igualdad solo en x=23x=\tfrac23, el valor mínimo es 23\tfrac23 y se alcanza en x=23x=\tfrac23. La identidad se confirmó en 100100 puntos racionales exactos ✓, y el mínimo es estrictamente positivo, coherente con Δ<0\Delta<0.

  5. Halla los ceros en los números complejos. Del cuadrado completado, 3(x−23)2=−233\left(x-\tfrac23\right)^{2}=-\tfrac23, así que (x−23)2=−29\left(x-\tfrac23\right)^{2}=-\tfrac29 y

    x=23±i23=2±i23x=\frac{2}{3}\pm\frac{i\sqrt{2}}{3}=\frac{2\pm i\sqrt{2}}{3}

    La fórmula general coincide: x=4±−86=4±2i26=2±i23x=\frac{4\pm\sqrt{-8}}{6}=\frac{4\pm2i\sqrt{2}}{6}=\frac{2\pm i\sqrt{2}}{3}. Sustituir cualquiera de las dos raíces deja un residuo por debajo de 10−1210^{-12} ✓.

Answer

3x2−4x+2=3(x−23)2+23,x=2±i233x^{2}-4x+2=3\left(x-\tfrac23\right)^{2}+\tfrac23,\quad x=\frac{2\pm i\sqrt{2}}{3}

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