Formas que se repiten: el álgebra detrás del diseño
El cofre

Las marcas de automóviles diseñan cofres de techo para aumentar la capacidad de carga.
Antes de fabricarlos, trabajan con modelos geométricos simplificados, que permiten analizar el espacio que ocupa el cofre y la cantidad de material necesaria.
En una primera fase, el equipo de diseño parte de una forma base y van añadiendo o ajustando capas para mejorar la capacidad, la aerodinámica y la resistencia del cofre.
Para el estudio se utilizan expresiones algebraicas en lugar de medidas fijas.
El área del cofre se puede aproximar por un rectángulo cuyo lado mide \( x±a \) unidades.
Áreas
Los resultados finales del área de los cofres se basan en los siguientes patrones:
Cofre cuadrado aumentando el lado: \( (x+a)^2=x^2+2ax+a^2\)
Cofre cuadrado disminuyendo el lado: \( (x-a)^2=x^2-2ax+a^2\)
Cofre rectangular, un lado aumenta y el otro disminuye: \((x+a)\cdot (x-a)=x^2-a^2\)
¿Los recuerdas? Son las "Identidades o productos notables"
Ej. \((x+a)^2\)
- \((x+1)^2=x^2+2\cdot x\cdot 1+1^2=x^2+2x+1\)
- \((2x+3)^2=(2x)^2+2\cdot 2x\cdot 3+3^2=4x^2+12x+9\)
- \((x^2+5)^2=(x^2)^2+2\cdot x^2\cdot 5+5^2=x^4+10x^2+25\)
Ej. \((x-a)^2\)
- \((x-4)^2=x^2-2\cdot x\cdot 4+4^2=x^2-8x+16\)
- \((3x-1)^2=(3x)^2-2\cdot 3x\cdot 1+1^2=9x^2-6x+1\)
- \((2x^2-1)^2=(2x^2)^2-2\cdot 2x^2\cdot 1+1^2=4x^4-4x^2+1\)
Ej. \((x+a)(x-a)\)
- \((x-2)(x+2)=x^2-2^2=x^2-4\)
- \((4x+3)(4x-3)=(4x)^2-3^2=16x^2-9\)
- \((3x^2-4)(3x^2+4)=(3x^2)^2-4^2=9x^4-16\)