🧮 Computational Mathematics

Inicio · Parte 02 — Álgebra y funciones

041 — Expresiones algebraicas y términos

basico clase 1 de 20 4 horas demostración algebraic_terms

Solo se suman términos con la misma parte literal; simplificar reduce operaciones sin cambiar el valor.

Fórmulas

3x²y + 5x²y = 8x²y
términos semejantes ⟺ misma parte literal con los mismos exponentes

Desarrollo

Una expresión algebraica es una receta de cálculo escrita con símbolos. Simplificarla no cambia lo que calcula: cambia cuántas operaciones necesita para calcularlo. Esa es la utilidad concreta de reducir términos semejantes, y es la misma idea que la clase 001 introdujo comparando la suma iterativa con la fórmula cerrada.

Dos términos son semejantes si tienen idéntica parte literal: mismas variables con los mismos exponentes. 3x²y y 5x²y lo son; 3x²y y 3xy² no, aunque usen las mismas letras. La razón es la propiedad distributiva: 3x²y + 5x²y = (3+5)x²y solo porque el factor común existe.

La verificación es inmediata y conviene hacerla siempre: evaluar la expresión original y la simplificada en un punto arbitrario y comprobar que coinciden. Si difieren, la simplificación introdujo un error. Un solo punto no demuestra equivalencia —eso lo recuerda la clase 019— pero detecta la mayoría de los errores de manipulación.

El hábito que instala esta clase es de lectura: antes de operar, identificar qué términos pueden combinarse. En expresiones grandes, agrupar por parte literal antes de sumar reduce errores más que cualquier técnica de cálculo.

Ejemplo trabajado

Reducir una expresión de cuatro términos a dos.

original:     3x²y − 2xy + 5x²y + 7xy
agrupar:      (3x²y + 5x²y) + (−2xy + 7xy)
simplificada: 8x²y + 5xy

Verificación con x = 2, y = 3:
  original:     3·4·3 − 2·2·3 + 5·4·3 + 7·2·3 = 36 − 12 + 60 + 42 = 126
  simplificada: 8·4·3 + 5·2·3 = 96 + 30 = 126     ✓

Operaciones: 4 términos → 2 términos

Qué calcula el laboratorio

Términos semejantes y evaluación de una expresión.

python classes/part-02-algebra-y-funciones/041-expresiones-algebraicas-y-terminos/lab.py
compmath run 041

Salidas del laboratorio (7)

Muestra de la ejecución real

{
  "expresion": "3x²y - 2xy + 5x²y + 7xy",
  "simplificada": "8x²y + 5xy",
  "evaluada_original": 126.0,
  "evaluada_simplificada": 126.0,
  "equivalentes": true,
  "terminos_originales": 4
}

Errores comunes

Dónde se usa

Simplificar una expresión antes de implementarla reduce operaciones y errores de redondeo. Es la versión manual de lo que hace un compilador al optimizar y de lo que hacen los frameworks al fusionar operaciones en un grafo de cómputo.

Idea rectora de la parte

Una ecuación restringe; una función asigna. No son lo mismo.

Error a evitar

Dividir por una expresión que puede anularse y perder soluciones.

Conexión con IA

Una red neuronal es una composición de funciones parametrizadas. La sigmoide, la softmax y la log-verosimilitud son álgebra de exponenciales y logaritmos.

Bibliografía de la clase

Archivos de la clase