Download matemática y estadística curso de nivelación de matemática
Document related concepts
Transcript
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES DEPARTAMENTO: MATEMÁTICA Y ESTADÍSTICA CURSO DE NIVELACIÓN DE MATEMÁTICA CARRERAS: INFORMÁTICA INGRESANTES 2016 DOCENTE RESPONSABLE: GALINDEZ, MARCELA EQUIPO DOCENTE: BIZZOTTO, ANDRÉS CICLO ACADÉMICO: 2016 1 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ ¡Bienvenido a la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales! Desde nuestro lugar, queremos ayudarte en tu inserción a nuestras aulas. Para ello confeccionamos este documento que pretende brindarte algunos elementos, estrategias y actividades, que puedan orientar tu estudio personal y te sirvan para reflexionar y actuar durante la organización de tus actividades como estudiante UNIVERSITARIO. ¿Qué supone estudiar matemática? En general, los alumnos que ingresan a la Universidad estudian de manera independiente en muy escasos momentos, en general antes de una evaluación. Sus actividades se restringen al trabajo que se realiza en clase produciendo una fuerte dependencia hacia el profesor, no están acostumbrados a utilizar libros de matemática y las carpetas suelen estar llenas de respuestas a ejercicios que ni siquiera están enunciados. Pero, Estudiar, queridos estudiantes, significa mucho más que resolver ejercicios de la carpeta o similares, aunque esta actividad está incluida en el estudio. Estudiar un concepto involucra, entre otras cosas, relacionarlo con otros conceptos, identificar qué tipos de problemas se pueden resolver y cuáles no con esta herramienta, saber cuáles son los errores más comunes que se han cometido en la clase como parte de la producción y por qué. Cada disciplina tiene una especificidad en su quehacer, tiene formas particulares de producir, de comunicar y validar conocimientos, y en matemática esto se hace mucho más evidente. Estas formas específicas que irás conociendo, siempre deben estar incluidas en el momento del estudio; es decir, no puedes estudiar desconociendo, por ejemplo, las maneras de establecer la verdad en matemática. Estas formas específicas de producir conocimiento, de validarlo y de comunicarlo deben estar incluidas en el estudio y ello supone la utilización de estrategias de aprendizaje que te permitan buscar soluciones, no simplemente memorizar procedimientos; explorar patrones, no simplemente memorizar fórmulas; formular conjeturas, no simplemente resolver ejercicios. Recuerda: Estudiar matemática supone, además de resolver ejercicios, resolver problemas, construir estrategias de validación, comunicar y confrontar con otros el trabajo producido y reflexionar sobre el propio aprendizaje. Bienvenidos! 2 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ FUNDAMENTOS: Los alumnos que ingresan a la universidad deberían poseer ciertas competencias, indispensables para asegurar su permanencia en ella y la consecución de sus aprendizajes. Sin embargo los comienzos en la Universidad no son fáciles y los estudiantes necesitan un periodo de adaptación hasta que consiguen integrarse plenamente. Si a esta situación además le añadimos que, en particular, el aprendizaje de la matemática depende, en gran medida, de lo que anteriormente haya aprendido, nos damos cuenta de que es necesario homogeneizar los diferentes conocimientos matemáticos que poseen los alumnos antes de que empiece el curso oficial. En esto consiste la finalidad de este curso de Ingreso de Matemática, puesto que está centrado en aportar a los alumnos ingresantes a primer año de la tecnicatura en Informática algunos complementos en formación matemática, mayor agilidad, destreza y entrenamiento en la resolución de problemas. Se pretende además que los alumnos adquieran un hábito de estudio adecuado a esta disciplina. El enfoque será teórico - práctico, centrado en la resolución de problemas, en la justificación, verificación, generalización y en la participación activa del alumno. OBJETIVOS: Adquirir hábitos de estudio propios del aprendizaje de la Matemática en el nivel universitario. Adquirir agilidad en el manejo de las operaciones básicas y sus propiedades. Traducir problemas básicos a lenguaje algebraico y resolverlos. Utilizar los diferentes registros de representación. METODOLOGÍA: La resolución de problemas es el aspecto central de la propuesta porque es el adecuado para permitir que el alumno desarrolle actividad matemática de variado tipo y por aportar un cambio actitudinal. También se insistirá en la explicación y en la práctica de producir argumentos para validar un enunciado o una respuesta, para lo cual se requerirá la interacción entre pares, las puestas en común y la precisión en el lenguaje, natural y simbólico. CONTENIDOS MÍNIMOS: Operaciones básicas. Propiedades de las operaciones. Expresiones algebráicas. Ecuaciones e inecuaciones. Funciones elementales: Recta, parábola, función módulo. EVALUACIÓN: Se tomara una evaluación de los contenidos propuestos, con el fin de analizar los resultados del curso, y en total de acuerdo con la Resolución prevista para el Ingreso CRONOGRAMA Semana 1: Propiedades de las operaciones básicas. Semana 2: Expresiones algebraicas. Ecuaciones, problemas de aplicación. Semana 3: función lineal, cuadrática, módulo. Semana 4: trigonometría, resolución de triángulos 3 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ CONJUNTOS NUMÉRICOS: PROPIEDADES DELAS OPERACIONES Un poco de historia La noción de número es tan antigua como el hombre mismo. Las tribus más primitivas, tanto en el pasado como en la actualidad, disponen de símbolos para distinguir entre uno, dos, tres,… Es difícil analizar los caminos mentales que el hombre hubo de recorrer hasta llegar a algún sistema de enumeración que le permitiera manejar, con el pensamiento, la pluralidad. De hecho, sólo en unas pocas civilizaciones avanzadas se llegó a la creación de sistemas de numeración verdaderamente manejable y eficiente. Este hallazgo está profundamente unido al progreso matemático y Conjuntos Numéricos. Números Naturales: ℕ = {1, 2, 3, 4, … } Números Enteros: ℤ = {… − 3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4, … } 𝑝 Números Racionales: ℚ = {𝑞 , 𝑝, 𝑞 𝜖 ℤ ⋀ 𝑞 ≠ 0} (es el conjunto de todos los números que se pueden escribir como expresiones decimales finitas o infinitas periódicas). Números Irracionales: I , e, 0,10100100 , 2, (es el conjunto de todos los ϵnúmeros que no se pueden escribir como expresiones decimales infinitas no periódicas). Relación de orden en ℝ: El conjunto de los números reales es un conjunto ordenado, ya que, dados dos números reales distintos siempre se puede establecer cuál es el mayor. A la relación de orden definida en ℝ se la indica con “<” (a < b se lee: “a es menor que b”, o también “b es mayor que a”). En el conjunto de los números reales vale la ley de tricotomia: dados dos números reales a y b vale una y solo una de las siguientes expresiones: a b ó a b ó a b . Los números y la recta numérica 1- a. En la siguiente recta numérica están ubicados los números 0; 1 y a: 0 1 ¿Donde ubicamos los números a 1; a a y a 1? 4 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ b. En la siguiente recta están ubicados los números 0 y a. 0 a ¿Donde se ubica el número –a.? Soluciones: Para encontrar la solución de estos y otros problemas se usan los distintos números: enteros, racionales, irracionales. En el primer problema hay que ubicar los números a 1; a y a 1 en la siguiente recta, conociendo la ubicación de 0,1 y a : 0 1 a Como se conoce el lugar donde está el numero a y del 0 , es posible determinar dónde está el número a , pues la distancia entre 0 y a debe ser la misma que la distancia entre a y 0. -a 0 1 a El número a 1 está ubicado a una unidad hacia la derecha del número a . Medir la distancia de una unidad es medir la distancia que hay entre 0 y 1 ó entre dos números enteros consecutivos cualesquiera. Para ubicar el numero a 1 hay que tomar la medida que hay entre 0 y 1 , y marcar un segmento con esa medida comenzando en a hacia la derecha. De igual forma se puede ubicar el numero a 1 , a una unidad hacia la derecha de a. En el ítem b del primer problema, hay que ubicar en la recta numérica el número a. Analizando la gráfica podemos preguntarnos: -a a -a+1 0 0 1 a a+1 ¿Por qué el número a está ubicado a la izquierda del cero? ¿Por qué no tiene el signo menos? A esto podemos responder diciendo que a es una letra que representa a cualquier número y puede estar ubicado en cualquier lugar. Como a está ubicado a la izquierda del cero es un número negativo. Saber esto hace que no sea necesario ponerle el signo menos adelante. De esta manera, el número a es el opuesto de a y se ubica a la misma distancia del 0 a la que se encuentra a , pero en el sentido contrario. 5 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ -a 0 a O sea, como el número a se encuentra a la izquierda del 0, es negativo, por lo que su opuesto, a , es positivo. Para ver este concepto más claramente analizamos estos ejemplos: Si a 5, a 5; si a 6, a 6 Los números racionales y la recta numérica En la siguiente recta numérica se encuentran representados los números 0, a y b. 0 a ¿Dónde se ubican los números: b a ; 2 ab ; 2 a b? 2 a a es necesario conocer el punto medio entre 0 y a, ya que es 2 2 ab la mitad de a. Para marcar el punto , se puede ubicar primero a b , y luego dividir esa 2 distancia, entre 0 y a b , en 2 partes iguales. También podemos considerar que la expresión ab a representa el promedio entre a y b, o sea el punto medio. La expresión b , está 2 2 a representada por el punto que esta ubicado a la derecha de b, a un a distancia de ; o bien a 2 a la derecha de una distancia de b. 2 Solución: Para ubicar el punto 0 a b A tener en cuenta: Lo números a y –a se denominan inversos aditivos u opuestos y verifican que: a a 0 . Los números naturales, ℕ, sus opuestos y el cero forman el conjunto de los números enteros ℤ 6 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ p , q en la cual p es un número entero que se denomina numerador q es entero distinto de cero que se denomina denominador. Los números racionales pueden representarse como fracciones comunes o como decimal. Los racionales, ℚ, son números x que se pueden expresarse como fracción Fracciones comunes: Propias: son aquellas cuyo denominador es mayor que el numerador. Impropias: son aquellas cuyo denominador es menor que el numerador Números Mixtos: son expresiones que poseen una parte entera y otra fraccionaria. Fracciones equivalentes Dos fracciones son equivalentes si: a c a d bc b d La unión de los racionales (ℚ) y los Irracionales (𝕀) da como resultado el conjunto de los Números Reales ℝ Operaciones Fundamentales en ℝ: El manejo fluido de las operaciones en los distintos conjuntos numéricos y sus propiedades es fundamental para el estudio de prácticamente todas las ramas de la matemática. Es por esto que consideramos conveniente repasar estos conceptos. Para todo número real las cuatro operaciones fundamentales son: Adición o Suma: a b Multiplicación: a.b Sustracción o Resta: a b División: a : b a , con b 0 b 7 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Propiedades a) La suma y el producto cumplen la propiedad conmutativa: ∀𝑎, 𝑏 ϵ ℝ: a+b = b+a ∀𝑎, 𝑏 ϵ ℝ: a.b = b.a b) La suma y el producto cumplen la propiedad asociativas: ∀𝑎, 𝑏 ϵ ℝ: (𝑎 + 𝑏) + 𝑐 = 𝑎 + (𝑏 + 𝑐) ∀𝑎, 𝑏 ϵ ℝ: (𝑎. 𝑏). 𝑐 = 𝑎. (𝑏. 𝑐) c) La multiplicación es distributiva respecto de la suma: ∀𝑎, 𝑏 ϵ ℝ: (𝑎 + 𝑏). 𝑐 = 𝑎. 𝑐 + 𝑏. 𝑐 ∀𝑎, 𝑏 ϵ ℝ: 𝑎. (𝑏 + 𝑐) = 𝑎. 𝑏 + 𝑎. 𝑐 d) Existen elementos llamados neutros para la suma y el producto: ∃ 0 ϵ ℝ / ∀𝑎, 𝑏 ϵ ℝ: a+0 =0+a = a El 0 es el neutro para la suma ∃ 1 ϵ ℝ / ∀𝑎, 𝑏 ϵ ℝ: a .1 =1. a = a El 1 es el neutro para la multiplicación e) Existencia del inverso aditivo (opuesto): ∀ 𝑎 ϵ ℝ, ∃(−𝑎)/ 𝑎 + (−𝑎) = (−𝑎) + 𝑎 = 0 (-a) es el opuesto de a y es único f) Existencia del inverso multiplicativo (recíproco): ∀ 𝑎 ϵ ℝ, ⋀𝑎 ≠ 0, ∃𝑎−1 ϵ ℝ 𝑎. 𝑎−1 = 𝑎−1 . 𝑎 = 1 se llama inverso o reciproco de a g) propiedad uniforme: 𝑠𝑖 𝑎 = 𝑏 ⟹ 𝑎 + 𝑐 = 𝑏 + 𝑐 ∀𝑎, 𝑏, 𝑐 ϵ ℝ { 𝑆𝑖 𝑎 = 𝑏 ⟹ 𝑎 . 𝑐 = 𝑏 . 𝑐 de la segunda se desprende que 8 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ A tener en cuenta La propiedad uniforme es muy importante para la resolución de ecuaciones Por ejemplo: Si 2 x 10 2 x 10 2 2 x5 o bien Si x 4 5 x 4 (4) 5 (4) Si cancelamos utilizando sumas y restas, el resultado es 0, el elemento neutro de la suma: Ejemplo: 2x 3 2x y y 3; 3 y x y 3 2y x 3 Si simplificamos utilizando productos y cocientes, el resultado el 1; el elemento neutro del producto. Por ejemplo: 4. 𝑥 𝑥 x 1 = 4.1 = 4 ( x 2 1) con x≠0 o ( x 2 1) 1 Si aplicamos la propiedad distributiva del producto respecto a la suma a la siguiente expresión: a1 b c a1.b a1.c que es lo mismo que escribir: bc b c . Por a a a lo que vale la propiedad de la división respecto a la suma a derecha. Esta propiedad que acabamos de ver no vale en el siguiente caso: a a a b c b c Es decir, no vale la propiedad distributiva de la división respecto a la suma a izquierda Potenciación de Números Reales Potencia: Se define como potencia enésima de un número a, an , al producto de n factores iguales a a. El número a ϵ ℝ es la base de la potencia, el número n ϵ ℕ es el exponente. a n a a a a... n veces También se define ∀𝑎𝜖ℝ⋀𝑎 ≠ 0: 𝒂𝟎 = 𝟏 ⋀ 𝒂𝟏 = 𝒂 ⋀ 𝟏 𝒂−𝒏 = 𝒂𝒏 Ejemplo: 9 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 1 3 x a a 1 2 x 3 ab2 1 y b y x y 2 b 3 Podemos observar que el signo menos del exponente produce en la expresión un cambio de numerador por denominador, quedando luego del cambio con el exponente positivo. Propiedades de la Potenciación: Sean a y b números reales no nulos; m y n números enteros. 1. Producto y Cociente de Potencias de Igual Base: 2. Potencia de Otra Potencia: 3. Distributiva de la Potencia respecto del Producto y del Cociente: 4. Potencia de exponente fraccionario: 𝑚 𝑎𝑛 = 𝑛 𝑎𝑚 0 5. 𝑎 = 1 A tener en cuenta La potenciación no es distributiva respecto de la suma y de la resta. Observa atentamente: 4 3 2 4 2 32 7 2 16 9 49 25 5 3 3 53 33 23 125 27 8 98 10 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Radicación – Raíz n-ésima: Dado un número n natural y un número a real, se define la raíz n-ésima de a, y se escribe n a , al único número real b, tal que bn a . ∀ 𝑎 𝜖 ℝ, 𝑛 𝜖 ℕ, 𝑛 > 1: 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑛 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑟: 𝑛 𝑎 = 𝑏 ⇔ 𝑏𝑛 = 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑛 𝑝𝑎𝑟: 𝑛 𝑎 = 𝑏 ⇔ 𝑏 𝑛 = 𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑎 ≥ 0 Ejemplos: 3 𝑎) 125 = 5 𝑝𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 53 = 125 5 𝑏) −32 = −2 𝑝𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 (−2)5 = −32 4 𝑐) 81 = 3 𝑝𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 34 = 81 4 𝑑) −16 ∉ ℝ porque no existe ningún número real que elevado a la cuarta potencia de por resultado -16. Esto ocurre con todos los cálculos de raíces de índice par de números negativos, es por eso que estos casos no son considerados en la definición de radicación en ℝ Propiedades de la Radicación: Sean a un número real no nulo; m y n números naturales. 1. Simplificación: Se puede simplificar cuando la base de la potencia es no negativa, por lo tanto: Si 2. Propiedad Distributiva: La radicación es distributiva respecto de la multiplicación y división, siempre que existen las raíces de los factores que intervienen 𝑛 𝑎. 𝑏 = 𝑛 𝑛 𝑛 𝑎. 𝑏 𝑎 𝑏 = 𝑛 𝑎 𝑛 𝑏 con b≠0 La radicación no es distributiva respecto de la adición y sustracción 3. Raíz de otra Raíz A tener en𝑛cuenta 𝑚 𝑛.𝑚 𝑎 = 𝑎 4. Potencia de una Raíz 𝑛 𝑝 𝑛 𝑝 𝑝 𝑎 = 𝑎𝑛 importantes para la operatoria con raíces: Ahora vamos 𝑎a ver=algunas reglas 11 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Para simplificar exponentes e índices, se debe tener en cuenta que las operaciones estén bien definidas. Por ejemplo: a. 4 3 4 4 , no se puede simplificar, ya que simplificado el resultado que se obtiene es 4 3 3 4 4 4 81 3 , si hubiéramos 3 y sabemos por la definición dada que si el índice de la raíz es par, la raíz es positiva b. 12 3 6 , no se puede simplificar, si lo hacemos quedaría 3 , que no está definida. Se puede simplificar cuando la base de la potencia es no negativa, por lo tanto: Si a 0, entonces n an a TRABAJO PRÁCTICO 1 1) Señala, entre los números siguientes, cuáles son naturales, cuáles enteros, cuáles racionales y cuáles irracionales: 2 1 ; 5; 0, 7; ; 3; 2; 3, 4; ; 3 7 2 3; 2e; 0; 11 12 17 ; ; ; 12 13 12 a) ¿Son mayores o menores que 1? 2) Dados los siguientes números: 29 20 b) Ordénalos de menor a mayor 3) Indica en la recta numérica los opuestos a los números ubicados en ella -b a 0 c a) ¿Es a un número positivo? ¿Por qué? b) ¿Es b un número positivo? ¿Por qué? c) Da un ejemplo numérico de los valores que pueden adoptar a y b d) ¿Dónde ubicarías el número a+1? ¿Qué consideras para ello? 4) Resuelve las siguientes operaciones y justifica escribiendo la/s propiedad/es aplicada/s 12 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 2 a) 3 e) ( 1) i) 5 ll) ¡¡Atención!!: 2 b) 5 30 3 f) 9 1 2 5 j) 9 2 62 2 m) 4 6 o) 5 25 s) 3. 4 25 g) 4 n) d) ( 4 ) 2 2 Para justificar primero expresa, por escrito, con tus palabras la propiedad en R que aplicas, luego hazlo formalmente, utiliza lenguaje algebraico. 3 2 h) ( 3 ) 2 k) 27 53 5 2 3 2 2 9 p) . 11 4 1 c) ( 3.5) 1 3 l) 3 7.3 7 ñ) 7 8 3 2.5 3 Elabora un glosario que te ayude a seguir trabajando. 5 15 q) r) 2.32 8 2 t) 3. 4 32 1 2 (Si es necesario, consulta el enunciado de las propiedades de las operaciones en R) u) v) Responde w) a las siguientes x) y) z) 5) preguntas, justificando las respuestas. a) ¿Es conveniente simplificar el 2 del numerador con el 2 del denominador en el ejercicio ll? Porqué? ¿Y el 7 del numerador con el 7 del denominador en el ejercicio n? b) ¿Es posible distribuir el exponente ½ respecto al producto del ejercicio s?, ¿y el 3? ¿y el exponente – ½ respecto a la suma del ejercicio t?, ¿y el 3?Justifica cada respuesta c) ¿Será posible resolver el ejercicio s de una manera diferente a como la hicieron? d) Observen los resultados desde el ejercicio ll hasta el q ¿Qué pueden concluir acerca de las simplificaciones? e) Observen los resultados desde el ejercicio v hasta el x ¿Qué pueden concluir? 6) Clasifique cada igualdad como verdadera o falsa. Si no es correcta, modifique el miembro derecho para obtener una igualdad verdadera. a) 34 ∙ 32 = 38 b) 104 54 = 24 c) 34 + 34 = 38 d) 1 2−3 e) (22 )3 = 28 2 4 f) (3) = 24 3 g) (𝑎2 𝑏)3 = 𝑎2 𝑏 3 = −23 1 1 h) (2 + 𝜋)−2 = 4 + 𝜋2 13 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ i) 25 ∙ 22 = 47 p) j) (−27)0 = 1 q) (𝑎 + 𝑏) k) (𝑎 + 𝑏)0 = 𝑎 + 1 l) 2−5 23 m) 93 93 = 2−2 =1 n) (20 )3 = 23 o) 𝑎2 + 𝑎2 = 2𝑎2 16 + 25 = 16 + 25 1⁄ 3 r) 3 8∙ 8= =𝑎 6 1⁄ 3 +𝑏 1⁄ 3 64 s) 2 (𝑥 + 1) = 4𝑥 + 4 t) (𝑥 − 1)2 = 𝑥 − 1 u) 𝑥9 = 𝑥3 v) 𝑎− 1⁄ 2 + 𝑏− 1⁄ 2 = 1 𝑎+𝑏 14 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 7) Calcule el valor numérico aplicando propiedades. Verifique con la calculadora: a) −105 j) 2 1 3 b) [(2) ] 0 k) 1 2 c) 2 + 2 + 2 1 4 d) (2) (−2)4 e) (−3)2 (−2)3 f) 32 2 1 h) (−2)5 (−2)3 3 3 i) (− ) 4 −3 m) o) 3 9 ∙ −3 3 −3 −24 22 ∙33 ∙4 4 u) 2 −1 + (3) v) 83 162 9 −1⁄3 27 3 (−125)(−1000) 625 w) [(−7)2 (−3)2 ]−1 x) 144 + 25 y) 144 + 25 210 43 p) 81− 1⁄ 2 q) 64− 2⁄ 3 r) (−125) 4 3 3 t) 23 ∙34 ∙45 l) (3) n) 2 0 s) 2 −2 30 g) (3) + (3) 3−3 z) (− 125 8 1⁄ 3 ) 1 2⁄ 3 8) Resuelve los siguientes problemas a) Tres recipientes contienen agua, el primero 50 62 litros, el segundo litros y el 47 55 33 litros. ¿Qué recipiente tiene menos agua y cuál más? 30 1 b) En el colegio, de los alumnos estudia inglés y un 33% francés. ¿Cuál es la lengua más 3 tercero elegida? c) Una aleación está compuesta por 24/29 de cobre, 4/29 de estaño y 1/29 de zinc. ¿cuántos kilogramos de cada metal habrá en 348 kg de aleación? d) Luís invita a sus amigos una tarta. Pedro come 1/5, Ana 1/6 y Tomás 1/3. Luís come el resto. ¿cuánto come? e) Dado un cordón Juan toma la mitad. De lo que queda Pedro toma la mitad; de lo que queda María toma la mitad; de lo que queda Carmen toma 2/5. Al final quedan 30 cm. ¿cuál era la longitud del cordón? 9) Analice la siguiente demostración y explique cuál fue el error cometido. 4 = 16 = (−4) ∙ (−4) = −4 ∙ −4 = −4 2 1⁄ 3 − (64) = −4 15 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 10) Calcule el perímetros de las siguientes figuras: a) b) 20 cm 5 cm 32 cm 2 5 cm 40 cm c) 10cm d) 7 cm 11) 5 cm Hallar el valor exacto del área de las siguientes figuras. Todas las medidas estan dadas en centímetro. 1+ 27 a) 𝟔 b) 3 c) 3 2 12 2 3 4 22 12) Completar con, o según corresponda: 16 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ N Z Q I R 1 2/3 3 5 -3 8 4,4 3,5 3,89 EXPRESIONES ALGEBRAICAS Se suele pensar que el álgebra comienza cuando se empieza a utilizar letras para representar números, pero, en realidad comienza cuando los matemáticos se interesan por las operaciones que se pueden hacer con cualquier número. Ese cualquier número se representa con una letra y se da, así el paso de la aritmética, que se interesa por los números concretos, al álgebra. Definición: Las expresiones algebraicas son combinaciones de números expresados por letras y cifras, relacionados entre sí por una o más operaciones Si a, b y c son números reales, son expresiones algebraicas algunas de las siguientes: Lenguaje Coloquial El doble de a El triple de la suma de a y c Lenguaje algebraico 2a 3(a+c) El producto de a por el cuadrado de b ab2 El cubo de a, disminuido en 3 a3-3 El cubo de: a disminuido en 3 (a-3)3 17 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Clasificación: Las expresiones algebraicas se clasifican en enteras, racionales e irracionales. Las expresiones algebraicas enteras son aquellas en las cuales las letras y números se relacionan a través de las operaciones de suma, producto y potencia. Por ejemplo: x3 3x 4 . Las expresiones algebraicas racionales son aquellas en las que por lo menos 3 una de las letras figura como divisor de la expresión. Por ejemplo: . 2x 1 Las expresiones algebraicas irracionales son aquellas en la que por lo menos una 1 de las letras se figura como radicando. Por ejemplo: 5 x . 2 Polinomios: Son expresiones algebraicas enteras. Polinomios en una indeterminada, x, es la expresión de la forma 𝑃(𝑥) = 𝑎𝑛 𝑥 𝑛 + 𝑎𝑛−1 𝑥 𝑛−1 + ⋯ + 𝑎2 𝑥 2 + 𝑎1 𝑥 1 + 𝑎0 donde 𝑎𝑛 , 𝑎𝑛−1 , … 𝑎2 , 𝑎1 , 𝑎0 son números reales, llamados coeficientes, x es la indeterminada Los exponentes de x son números enteros no negativos y el grado del polinomio es el mayor exponente de la variable cuyo coeficiente es diferente de cero. n es un número natural que indica el grado de un polinomio (𝑛𝜖ℕ0 𝑞𝑢𝑒 es el conjunto de los números naturales que incluye al cero ó el conjunto de los números enteros no negativos). El grado del polinomio P x , se indica con grP x n . an es el coeficiente principal y 𝑎0 es el término independiente o término de grado 0 En el caso particular de que todos los coeficientes sean ceros, el polinomio se denomina polinomio nulo, se lo indica con y carece de grado. Según la cantidad de términos que tenga el polinomio, se llama: Monomio Binomio Trinomio un solo término dos términos tres términos 18 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ … … Polinomio de grado n. n términos Ejemplos: a)Sea P x 1 1 3 x 2x4 2 Es un trinomio de cuarto grado n 4 , la variable es x, entonces grP(x) = 4. Los coeficientes son: a0 1, a1 a2 0, a3 1 , a4 2 , donde el coeficiente 2 principal es a4 2 Q y 3y 3 3 es un binomio de grado 1 en la variable y, a0 , a1 3 2 2 R x 5 Monomio de grado cero, a0 5 S x 5 x T x 1 No es un polinomio pues x esta con exponente 1/ 2 . 2 3 No es un polinomio porque x está en el denominador (es una expresión 2x 1 algebraica racional). A tener en cuenta Los monomios son homogéneos cuando tienen el mismo grado Los monomios son semejantes cuando tienen la misma parte literal El grado de un polinomio con respecto a una de sus indeterminadas está dado por el mayor exponente con que figure esa indeterminada Un polinomio está ordenado según las potencias decrecientes (o crecientes) de una indeterminada cuando el exponente de la misma en cada término es menor o igual (mayor o igual) que en el anterior Operaciones con Expresiones Algebraicas Suma y Diferencia de Polinomios La suma y diferencia de polinomios se trabaja haciendo una simple supresión de paréntesis y agrupando términos semejantes como muestran los siguientes ejemplos: 19 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 1) Sumar los polinomios 𝑃(𝑥) 𝑦 𝑄(𝑥). 𝑃(𝑥) = 2 − 7𝑥 2 − 5𝑥 3 𝑦 𝑄(𝑥) = 4𝑥 2 + 5𝑥 3 − 3𝑥 4 𝑃(𝑥) + 𝑄(𝑥) = (2 − 7𝑥 2 − 5𝑥 3 ) + (4𝑥 2 + 5𝑥 3 − 3𝑥 4 ) = 2 − 7𝑥 2 − 5𝑥 3 + 4𝑥 2 + 5𝑥 3 − 3𝑥 4 = 2 − 3𝑥 2 − 3𝑥 4 2) Restar los polinomios 𝑃(𝑥) 𝑦 𝑄(𝑥). . 𝑃(𝑥) − 𝑄(𝑥) = (2 − 7𝑥 2 − 5𝑥 3 ) − (4𝑥 2 + 5𝑥 3 − 3𝑥 4 ) = 2 − 7𝑥 2 − 5𝑥 3 − 4𝑥 2 − 5𝑥 3 + 3𝑥 4 = 2 − 11𝑥 2 − −10𝑥 3 + 3𝑥 4 En el ejemplo de la resta o diferencia, al hacer la supresión de paréntesis lo que se ha hecho es sumar al polinomio P( x) el opuesto del polinomio Q( x) . Producto de Polinomios Para efectuar los productos de los polinomios debemos tener en cuenta la propiedad distributiva del producto respecto de la suma y las propiedades de la potenciación. Veamos algunos ejemplos para los distintos casos que se nos pueden presentar. 1) Multiplicar 𝑃(𝑥) = 3𝑥 2 𝑦 𝑄(𝑥) = 2𝑥 − 1 (𝑃. 𝑄)(𝑥) = 3𝑥 2 . (2𝑥 − 1) = 3𝑥 2 . 2𝑥 − 3𝑥. 1 (A) = 6𝑥 3 − 3𝑥 Se puede observar que el polinomio obtenido en (A) tiene un factor común 3𝑥 2 en ambos términos. De manera recíproca dado el polinomio: 3𝑥 2 . 2𝑥 − 3𝑥. 1 Se puede obtener el producto: 3𝑥 2 . (2𝑥 − 1) Esto es: 3𝑥 2 . 2𝑥 − 3𝑥. 1 = 3𝑥 2 . (2𝑥 − 1) A este procedimiento se los llama extraer factor común en un polinomio 1 2) Multiplicar 𝑃(𝑥) = 2 𝑥 2 + 3𝑥 𝑦 (𝑃. 𝑄)(𝑥) = 1 (2 𝑥 2 𝑄(𝑥) = 2𝑥 − 1 + 3𝑥) . (2𝑥 − 1) 20 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ = 1 2 𝑥 . 2 = 1 2 𝑥 . 2𝑥 2 (2𝑥 − 1) + 3𝑥. (2𝑥 − 1) 1 − 2 𝑥 2 . 1 + 3𝑥. 2𝑥 − 3𝑥. 1 1 = 𝑥 3 − 2 𝑥 2 + 6𝑥 2 − 3𝑥 3) P x x a y Q x x a P Q x x a x a x x x a a x a a x 2 ax ax a 2 x2 a2 Ejemplo: 𝑃(𝑥) = 2𝑥 2 + 3𝑥 𝑦 𝑄(𝑥) = 2𝑥 2 − 3𝑥 (𝑃. 𝑄)(𝑥) = (2𝑥 2 + 3𝑥). (2𝑥 2 − 3𝑥) = (2𝑥 2 ). (2𝑥 2 ) + (2𝑥 2 ). (−3𝑥) + (2𝑥 2 ). (2𝑥 2 ) + (3𝑥)(−3𝑥) = (2𝑥 2 )2 − (3𝑥)2 = 4𝑥 4 − 9𝑥 2 El producto de la suma de dos números por su diferencia se convierte en la diferencia de los cuadrados de los mismos. 4) P x Q x x a P Q x x a 2 x a x a x x x a a x a a x 2 ax ax a 2 x 2 2ax a 2 Ejemplo: 𝑃(𝑥) = 𝑄(𝑥) = 2𝑥 2 + 3𝑥 (𝑃. 𝑄)(𝑥) = (2𝑥 2 + 3𝑥). (2𝑥 2 + 3𝑥) = (2𝑥 2 + 3𝑥)2 = (2𝑥 2 ). (2𝑥 2 ) + (2𝑥 2 ). (3𝑥) + (2𝑥 2 ). (3𝑥) + (3𝑥)(3𝑥) = (2𝑥 2 )2 + 2. (2𝑥 2 ). (3𝑥) + (3𝑥)2 = 4𝑥 4 + 12𝑥 3 + 9𝑥 2 El desarrollo del cuadrado de un binomio recibe el nombre de trinomio cuadrado perfecto. 21 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 5) P x Q x R x x a P Q R x x a 3 x a x a x a x a x x x a a x a a x a x 2 ax ax a 2 x x 2 x 2ax x a 2 a x 2 a 2ax a a 2 x3 2ax 2 a 2 x ax 2 2a 2 x a 3 x3 3ax 2 3a 2 x a 3 Ejemplo: 𝑃(𝑥) = 𝑄(𝑥) = 𝑅(𝑥) = 2𝑥 − 3 (𝑃. 𝑄. 𝑅)(𝑥) = (2𝑥 − 3)3 = (2𝑥 − 3)(2𝑥 − 3)(2𝑥 − 3) = (2𝑥 − 3). (4𝑥 2 + 2.2𝑥. (−3) + 9) = 2𝑥. (4𝑥 2 − 12𝑥 + 9) − 3. (4𝑥 2 − 12𝑥 + 9) = 8𝑥 3 − 24𝑥 2 + 18𝑥 − 12𝑥 2 + 36𝑥 − 27 = 8𝑥 3 − 36𝑥 2 + 54𝑥 − 27 También: (𝑃. 𝑄. 𝑅)(𝑥) = (2𝑥 − 3)3 = (2𝑥)3 + 3. (2𝑥)2 . (−3) + 3.2𝑥. (−3)2 + (−3)3 = 8𝑥 3 − 36𝑥 2 + 54𝑥 − 27 El desarrollo del cubo de un binomio recibe el nombre de cuatrinomio cubo perfecto. 22 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ IDENTIDADES Y ECUACIONES Igualdades Las igualdades matemáticas son las expresiones caracterizadas por el signo " = ". Las podemos clasificar en Identidades y Ecuaciones. Una Identidad es una igualdad absoluta, o válida sin condicionamientos, para cualquier valor de las indeterminadas. Por ejemplo: Una Ecuación es una igualdad condicionada, es decir que se satisface sólo para determinados valores de las indeterminadas y en algunas ocasiones no tiene solución Por ejemplo: 7 + 𝑥 = 10 𝑠ó𝑙𝑜 𝑠𝑒 𝑠𝑎𝑡𝑖𝑠𝑓𝑎𝑐𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑥 = 3 2𝑥 − 1 = 𝑥 − 2 𝑠ó𝑙𝑜 𝑠𝑒 𝑠𝑎𝑡𝑖𝑠𝑓𝑎𝑐𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑥 = −1 𝑥 2 = 9 𝑠𝑒 𝑠𝑎𝑡𝑖𝑠𝑓𝑎𝑐𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑥 = 3 𝑦 𝑥 = −3 𝑥 + 5 = 𝑥 − 2 𝑛𝑜 𝑒𝑥𝑖𝑠𝑡𝑒 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑒𝑟𝑖𝑓𝑖𝑞𝑢𝑒, 𝑛𝑜 𝑡𝑖𝑒𝑛𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 La condición o condiciones que debe cumplir una ecuación para ser efectivamente una igualdad están representadas por una letra o varias que reciben el nombre de incógnitas de la ecuación. 23 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Clasificación de las Ecuaciones Las ecuaciones algebraicas se clasifican: a) Por su grado; b) Por el número de sus incógnitas. 3x 2 0 2x 5 y 8 es una ecuación de primer grado con una incógnita. es una ecuación de primer grado con dos incógnitas x2 2 x 1 0 es de segundo grado con una incógnita. ¡¡Atención!!Para determinar el valor de la o las incógnitas de una ecuación, la matemática ofrece métodos de resolución para cada clase de ecuación, sin embargo, SIEMPRE se debe tener en cuenta las propiedades de las operaciones Actividad para relacionar contenidos ¿Te animas a elaborar un cuadro que relacione los distintos tipos de ecuaciones de manera análoga a la que elaboramos con la clasificación de expresiones algebraicas? Inténtalo Sigue completando tu glosario Ecuaciones de Primer Grado con una Incógnita Actividad Prioritaria: Antes de comenzar a resolver ecuaciones, analiza los ejemplos dados anteriormente, lo que ya conoces de clasificación de expresiones algebraicas y elabora un concepto de ecuación de primer grado con una incógnita y escríbelo. Luego, compara lo que tú escribiste con la definición formal dada a continuación. Una ecuación de primer grado o lineal con una incógnita es, por lo tanto, de la forma: ……………………………………………………………... Resolución de una ecuación lineal En toda ecuación se distinguen dos miembros en la igualdad 24 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Ejemplo 1: 2 x 7 x 1 12 x 2 primer miembro de la igualdad Segundo miembro de la igualdad En cada uno de los miembros de una ecuación puede o no haber términos semejantes; si los hay, se debe operar con ellos 3𝑥 + 6 = 14 − 𝑥 Los términos en cada uno de los miembros no son semejantes, por lo que no se puede operar entre ellos. Entonces, debemos agrupar términos semejantes en cada uno de los miembros, para ello aplicamos propiedad uniforme: sumamos a ambos miembros x y 6 y obtenemos: Aplicar esta propiedad equivale 3𝑥 + 6 + 𝑥 + (−6) = 14 − 𝑥 + 𝑥 + (−6) decir que pasa sumando al otro miembro y que pasa restando (Pasaje de términos) 3𝑥 + 𝑥 = 14 − 6 4𝑥 = 8 Ahora, para despejar definitivamente x, volvemos a aplicar la misma propiedad y dividimos a ambos miembros por 4. Por último, resolvemos. 4𝑥: 4 = 8: 4 𝑥=2 o bien: 4𝑥 4 8 =4 Equivale a decir que el 4 que está multiplicando pasa al otro miembro dividiendo (Pasaje de factores) 𝑥=2 Verificación: a fin de comprobar la validez de la solución se sustituye x por 2 en la ecuación y se computa el valor de cada miembro. Si los valores así obtenidos son iguales, la solución es correcta. Para el ejemplo anterior la verificación es: Primer miembro: 2 2 7 2 1 12 Segundo miembro: 12 2 2 12 Luego x 2 es la solución de la ecuación dada. 25 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Ejemplo 2: Calcular el o los valores de x en la siguiente ecuación 2 3x 8 4 2 3x 4 8 4 Multiplicamos por 4 ambos miembros de la igualdad. 4 2 3x 32 2 3x 2 32 2 Sumamos -2 a ambos miembros de la igualdad. 3x 30 3x 30 Dividiendo por -3 ambos miembros de la igualdad. 3 3 x 10 Verificación 2 3 10 8 4 32 8 88 4 Por lo tanto x 10 es la solución de la ecuación. Actividad: Resuelve de otra manera aplicando Pasaje de términos y de factores Ejemplo 3: Resuelve el siguiente problema: “El doble de la edad que Guillermo tendrá dentro de 6 años es igual al triple de la edad que tenía hace 5. ¿Qué edad tiene Guillermo actualmente?” Encuentra la solución probando con diferentes edades. ¿Cuánto tiempo demoraste? Este es un ejemplo que cuesta encontrar ese valor, pues no cuentas, de antemano, con algunos valores posibles que puede tomar esta edad. Es este uno de los casos en que el planteo de ecuaciones ayuda a resolverlo. Solución: ¡¡Atención!! 2(𝑒 + 6) = 3(𝑒 − 5) 2𝑒 + 12 = 3𝑒 − 15 Justifica cada paso realizado con el nombre de la propiedad aplicada 2𝑒 + 12 − 12 − 3𝑒 = 3𝑒 − 15 − 12 − 3𝑒 −1𝑒 = −27 𝑒 = 27 Respuesta: La edad de Guillermo es 27 años ¡¡REALIZA LA VERIFICACIÓN!! Respuesta: La edad que actualmente tiene Guillermo es 27 años Actividad de profundización 26 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Si una ecuación de primer grado o lineal con una incógnita es de la forma: ax b 0 , siendo a y b constantes con a 0 . ¿Cómo podrías formalmente expresar la solución de la ecuación de primer grado con una incógnita? …… 𝑥 = ……. Inecuaciones Lineales con una incógnita Una inecuación o desigualdad lineal es lo mismo que una ecuación lineal pero cambiando el signo de igualdad por signo(s) de desigualdad. Los signos de desigualdad son ”mayor que”; “menor que”; “mayor o igual que” y “menor o igual”. Para resolver una desigualdad lineal se utilizan los mismos procedimientos que se usan para resolver una ecuación lineal. Ejemplos: 1) Resolver 3 x 8 . Sumando la misma cantidad a ambos lados: 3 x 8 38 x 88 11 x que es lo mismo que poner x 11 Una regla importante en las desigualdades es que cuando se divide o multiplica por un número negativo, el sentido de desigualdad cambia. 2) Resolver: 5 x 12 8 x 3 5 x 12 8 x 3 5 x 8 x 12 3 3x 15 3 3 x5 La interpretación gráfica de la solución de una inecuación es un intervalo del conjunto de los números reales. Por ejemplo: La solución del primer ejercicio es x 11 , representado por el intervalo ;11 , lo que gráficamente seria: 27 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 0 11 La solución del segundo ejemplo será: 5; 0 5 Ecuaciones con valor absoluto Recuerda que: a. Si x 4 , entonces x 2 . b. Si x 2 4 , entonces x 2 , es decir que x 2 ó x 2 . Veamos los siguientes ejemplos: Resuelve la ecuación: x 2 3 7 6 4 2 x 1 5 2 x 1 25 2 2 2 x 1 25 x 1 5 x 1 5 ó x 1 5 x4 ó x 6 Si realizamos la verificación se podrá observar que los dos valores de x obtenidos satisfacen la ecuación. Inecuaciones con Valor Absoluto Si |𝑥| < 𝑎 ⟹ −𝑎 < 𝑥 < 𝑎 𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑐𝑖𝑟 𝑥 > −𝑎 𝑦 𝑥 < 𝑎 Si |𝑥| > 𝑎 ⟹ 𝑥 < −𝑎 𝑜 𝑥 > 𝑎 Ejemplos 1) |𝑥 + 2| < 5 Solución: 𝑥 + 2 > −5 𝑦 𝑥+2<5 28 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 𝑥 > −5 − 2 𝑦 𝑥 < 5−2 𝑥 > −7 𝑦 𝑥<3 Gráficamente: Los valores de x que satisfacen la inecuación son los que se encuentran en la zona de doble rayado. Entones la solución de la inecuación es ( – 7 , 3 ). El uso de paréntesis indica que los extremos del intervalo no son solución. 2) |2𝑥 − 3| ≥ 9 Solución: 2𝑥 − 3 ≤ −9 𝑦 2𝑥 ≤ −9 + 3 𝑥≤ −6 2 𝑦 𝑦 𝑥 ≤ −3 2𝑥 − 3 ≥ 9 2𝑥 ≥ 9+3 𝑥 ≥ 𝑦 12 2 𝑥≥6 Graficamente: Los valores de x que satisfacen la inecuación son los que se encuentran en la zona rayada. Entonces la solución de la inecuación es (– , – 3 ] U [ 6 , + ). El uso de corchetes indica que los extremos del intervalo son solución. Ecuación cuadrática o de segundo grado Es la ecuación de la forma: ax2 bx c 0 , donde a, b, c son constantes y a 0 . a, b, c son los coeficientes de los términos cuadrático, lineal e independiente respectivamente. La Fórmula de Baskara: permite determinar el valor de las raíces de la ecuación ax2 bx c 0 . 𝑥= −𝑏± 𝑏2 −4𝑎𝑐 2𝑎 29 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Análisis del discriminante: Si b2 4ac 0 , la ecuación tiene dos soluciones reales. x1 b b 2 4ac ; 2a x2 b b 2 4ac 2a Si b2 4ac 0 , la ecuación tiene dos soluciones reales iguales. x1 x2 b 2a Si b2 4ac 0 , la ecuación tiene no tiene soluciones reales. Ejemplo: Encontrar las raíces, si es posible, de la ecuación 4 x2 5x 6 0 . Donde a 4, b 5, c 6 : x1,2 5 52 4 4 6 24 5 25 96 5 11 5 11 x1,2 x1 ; x2 8 8 8 6 16 x1 ; x2 8 8 3 x1 ; x2 2 4 Ecuaciones reducibles a ecuaciones de primero y segundo grado Ecuaciones Racionales Son aquellas en las cuales la variable se encuentra en uno o más denominadores. En estas ecuaciones deberá tenerse en cuenta que las soluciones no anulen los denominadores de las expresiones, para que estén definidas las ecuaciones dadas. Si tenemos la expresión 4x 3 2x 6 , x debe ser diferente de 2 y de 3 para que estén x2 x 3 definidos ambos miembros de la ecuación. Debemos obtener ecuaciones equivalentes a las dadas, que puedan resolverse con las herramientas que disponemos. Por ejemplo una forma de resolver es: 30 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Como se trata de una proporción, el producto de los extremos es igual al producto de los medios, por lo tanto: 4x 3 x 3 2x 6 x 2 donde x 2, x 3 . Al aplicar la propiedad de las proporciones, aplicamos también el procedimiento utilizado al resolver ecuaciones fraccionarias algebraicas, es decir, multiplicar ambos miembros de la igualdad por x 3 x 2 . Como esta expresión contiene a la variable, es posible introducir raíces extrañas, por los que se hace necesario verificar las raíces que se obtengan. Desarrollando los productos expresados en ambos miembros, obtenemos: 4x2 12x 3x 9 2x2 4x 6x 12 , operando nos queda: 1 2x2 5x 3 0 . Las raíces son x1 , x2 3 . 2 Como x debe ser diferente de 3, la única raíz que verifica la ecuación de partida es 1 x1 . 2 Hay que tener en cuenta que toda verificación se debe hacer en la ecuación de partida, para que la misma sea válida. 2) Teniendo la siguiente ecuación x6 1 , la solución buscada debe ser diferente x5 x5 de -5, ya que este número anula los denominadores. Multiplicando ambos miembros por x 5 , queda: x 6 1 x 6 1 x 5 , Como ya dijimos x 5 , entonces -5 no es raíz de la ecuación dada, por lo que decimos que la ecuación no tiene solución. Ecuaciones irracionales Son aquellas en las cuales la incógnita aparece bajo el signo radical. Ejemplo: x 1 7 x 31 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ El término que tiene la raíz debe quedar solo en un miembro, si hubiese dos raíces, es conveniente dejar una en cada miembro de la ecuación. x 1 7 x , se eleva al cuadrado ambos miembros de la ecuación: x 1 2 7 x , desarrollando: x2 2x 1 7 x , sumando x 7 a ambos miembros de la ecuación: x2 x 6 0 , las raíces de la ecuación son x1 3, x2 2 Verificación: Si x 3 , reemplazando en la ecuación de partida vemos que la verifica, por lo tanto 3 es raíz de la ecuación. Si x 2 , reemplazando en la ecuación de partida, vemos que no la verifica 2 1 7 2 2 1 3 2 4 Por lo tanto -2 no es raíz de la ecuación. TRABAJO PRÁCTICO 2 1) Reduce las siguientes expresiones algebraicas. Escribe a continuación el nombre de la/s propiedad/es aplicada/s b) k 3 .k 11 a) m 2 .m 5 2 x 3 3x 3 e) x 5x 2 x 2 i) x3 m) ( y 3 y )3 y p) ( x )2 x ( y 2 )6 f) 6 j) a .a n) q) 4 x6 x3 c) k) 2x x t 3 2 l) t ñ) ( 2 x 2 )3 4 x4 h) x.( x3 2 x ) x 6 .5 x g) r) 0 5s ( s 1) 5 s 1 y2 y9 d) EXPRESIÓN ALGEBRAICA Completa: “Es toda combinación………… ……………………………… ……………………………. ( 2 z )3 z o) s) ( y 2 )2 4 y x0 1 2 32 t) u) v) w) FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 2) Responde a las siguientes preguntas, justificando las respuestas a) ¿Qué valor o valores no puede tomar la x en el ejercicio c? ¿y en ejercicio w? b) ¿Qué valor o valores no puede tomar la x del ejercicio v? c) ¿En qué ecuación x no puede tomar el valor 1? ¿Por qué? 3) Simplifique y exprese cada respuesta solo con exponentes positivos. Indique qué valores puede tomar cada letra. Luego, verifique reemplazando las letras por números: 𝑎)(𝑥 −3 )2 𝑏) h) 𝑥9 𝑥3 3⁄ 4 k) (𝑎−4 𝑏 −8 ) 4 f) g) 8𝑥 −3 𝑦 2 j) 𝑥 −2 + 𝑦 −2 d) (−2𝑎2 𝑏0 )4 e) 2 (𝑎+𝑏)−2 (𝑎+𝑏)−8 i) c) (2𝑎)3 (3𝑎)2 2𝑥 3 𝑦 −2 𝑥2𝑦 (𝑥𝑦)2 l) (𝑥−2𝑦)6 (𝑥−2𝑦)2 1 1 𝑎 2 ∙𝑏− ⁄2 ∙𝑐 ⁄3 1 𝑎 −3 ∙𝑏0 ∙𝑐 − ⁄3 2⁄ 3 64𝑎6 ) 𝑏−9 m) ( 3 𝑥 −2 𝑦 2 (𝑥 3 𝑦 −2 )2 n) 1 (𝑥 2 2 + 4𝑥)− 1⁄ 2 (2𝑥 + 8) 4) Clasifica las siguientes expresiones con Verdadero y Falso y justifica tu respuesta 3 3 a) a a 2 2 c)2 3 4 20 d )2 3 4 14 1 1 f ) b b 3 2 5 5 5 75 7 5 h) 2 2 2 2 2 2 j) 75 7 5 e) a 7 a 5 2 a g )2 3 5 2 3 2 5 i) b) 2 5 b 5 2 5b 53 5 23 2 5) ¿Para qué valores de a son ciertas las siguientes igualdades? a) 5a 5 2a 2 b) 252 5 a2 a2 c) a 2 a d ) a 2 a e) 3 a 3 a f) a a h) a g) 2 a 3 6 4 a2 a2 6) Resolver las siguientes ecuaciones y realiza la verificación en caso que lo creas necesario. 33 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 5 x 2 12 a) k) b) 7 x 9 14 2x 1 6 4 c) d) 3 x f) 5 21 3 5 m) 2 3 11 x n) o) g) 5.(x 2) 9 x .6 18 h) 4x 6 i) j) 3 12 x 1 t) 4 5 9 2x 3 4 2 x r) 6 y y 23 ( 2 x )3 18 x2 s) 27 8 l) x 3 30 x 6 2 12 2 7 x e) 23 x 1 5 13 22 y y2 u) v) (5x 8) ( x 2) ( x 4)(5x 7) 1 p) 18 9 x3 q) 2 2 x 1 1 y 3y 5 4 2 w) x2 6 x2 4 5 2 4 x) x 4 5x 2 4 0 3 x .10 25 7) Expresar mediante inecuaciones e intervalos cada una de las siguientes frases, en los cuales x R: a) b) c) d) Los valores que no superan a 6. Los valores que están entre –5y 9. Un número x que están a la derecha de 0. Un número x que están a la izquierda de 2.. 8) Expresar en lenguaje coloquial cada uno de los intervalos siguientes: ,5 , , , 1 / 2, , 7,0 , 5 / 4,2 9) Encuentren en cada él o los valores de x, que verifican las siguientes expresiones: a) x 3 1 b) 2 x 3 c) 2 x 1 0 d ) x 4 1 10) Señalen en una recta , en cada caso, todos los posibles lugares que podría ocupar el número x sabiendo que verifica la condición: a) x 2 3 c) 3 x 3 b) 2 x 1 d ) x 4 3 34 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 11) Indiquen el grado de cada uno de los polinomios siguientes: 1 5x 2 2x 2 a) P(x)= 3 x + 6x 5 7 x 2 1 b) Q(x) = c),R(x) = 6 x 3 3x 2 8x d) M(z) = z 4 3z 2 8z 3 12) Siendo P(x) = 6 x 3 2 x 4 x , Q(x) = 2x 2 5x 3 2 y R(x) =3 – x Calculen: a) P(-2) b) P(0) c) Q(-1) d) R e) P(x) +Q(x) f) 5R(x) –Q(x) g) P(x) • Q(x) h) Q(x) –P(x) i) P(x) • R(x) j) P(x) : R(x) 2 3 k) Q(x) : R(x) 13) Decida si las siguientes ecuaciones tienen solución real o no. En caso de tener, halle el/los valor/es que satisfacen las ecuaciones: c. Dos números pares a) 𝑥 2 − 8𝑥 + 16 = 0 2 consecutivos b) 4𝑥 + 𝑥 = 3 d. El opuesto de un número c) 2𝑥 2 − 𝑥 + 1 = 0 e. El inverso de un número d) 𝑥 2 + 3𝑥 − 1 = 0 distinto de cero e) −𝑥 2 + 2𝑥 + 15 = 0 f. Todo número mayor que 5 f) 2𝑥 + 3 = −4𝑥 2 g. x está comprendido entre 1 y 2 h. 2 es un número real i. x está comprendido entre 4 y 14) Exprese como productos las 6 o es igual a 4 o es igual a 6 siguientes expresiones 2 j. el cuadrado de un número a) 4𝑥 − 9 disminuido en 2 b) 25𝑥 2 − 144𝑦 2 k. el cuadrado de: un número c) 𝑎2 − 121𝑏 2 dividido 2 l. la mitad del triple de n m. el cubo de: a aumentado en d) 24𝑥 5 + 18𝑥 4 − 30𝑥 2 2 8 e) 4𝑥 − 4𝑥 + 1 9 f) 𝑥 2 + 3𝑥 + 4 15) Representa en símbolos: a. Tres números consecutivos b. Un número impar 35 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 16) El lenguaje algebraico de las ecuaciones se suele complementar de manera muy efectiva con dibujos auxiliares en los que se piensan y se plantean los símbolos apropiados para una formulación correcta. Use ese procedimiento para dar una fórmula que exprese que: a) El área de un rombo se obtiene tomando la mitad del producto de sus diagonales. b) El área de un triángulo es igual a la mitad del producto de la medida de su base por la medida de su altura. c) El perímetro del rectángulo es el duplo de la suma de los dos lados diferentes. 17) Resuelve los siguientes problemas a) Dentro de 12 años Lucas tendrá 27 ¿Qué edad tiene ahora? b) Hace 7 años Juan tenia 16 ¿Cuál es su edad? c) Si María tuviera el doble del dinero que tiene ahorrado podría comprarse un automóvil de $35000 y le quedarían $7000 ¿Cuánto dinero tiene ahorrado? d) Un hombre comenzó una dieta y en seis meses redujo su peso a la mitad, continuó con la dieta y bajo 14 kg llegando a los 71 kg ¿Cuánto pesaba antes de comenzar la dieta? e) Si a 8 se le resta la raíz cúbica de un número y al resultado de la resta se lo multiplica por 6 se obtiene 64 ¿Cuál es ese número? f) Dentro de 2 años tendré el triple de la edad que tenia hace 10 ¿Qué edad tengo ahora? g) El doble de la edad que Guillermo tendrá dentro de 6 años es igual al triple de la edad que tenía hace 5 ¿Qué edad tiene Guillermo? h) Un triángulo isósceles mide 155m de perímetro. Si su base mide las 2/5 partes del perímetro. ¿Cuánto mide cada lado? i) La base de un triángulo isósceles mide 32 cm y uno de los lados iguales es 5/8 de la base. Calcular la altura del triángulo. j) Un cateto de un triángulo rectángulo mide 6 cm. La hipotenusa y el otro cateto tienen por medida dos números consecutivos. Calcular el perímetro y el área del triángulo. k) En un triángulo rectángulo las longitudes de sus catetos son x 1 y x 2 , y longitud de la hipotenusa es 2 x 1 . ¿Cuánto miden los lados del triángulo? ¿Cuál es su perímetro y cuál es su área? 18) Considera la siguiente afirmación: “Si al cuadrado de un número le restamos el producto del siguiente por el anterior, el resultado da siempre 1”. ¿Es cierto? ¿Cómo lo explicas? ¿Se cumple para todos los números o sólo para algunos? ¿Por qué? ¿Puedes considerar como número el 2/7? 19) Dada la ecuación: 2x 3 2 4x 6 a) Trata de anticipar: sin resolverla, escribe qué se lee a través de su expresión simbólica. ¿tendrá solución? ¿por qué? b) Ahora, resuélvela por el procedimiento que consideres conveniente y luego verifica si tu anticipación fue acertada completamente o en algunos aspectos. 19) Escribe en los siguientes trinomios el término que hace falta que el trinomio sea cuadrado perfecto. Luego, factorea. 36 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ a) ….. + 2 x + 1 b) 4 x2 – 12 x + …… c) 36 x2 - …… + 4 b2 20) Resuelve la ecuación (x – 3). (x – 4 ) = 0 (Ten en cuenta de que para que un producto de varios factores sea 0, es suficiente que uno de ellos sea 0). ¿Qué tipo de ecuación es? a) Efectúa el producto (x – 3 ). (x – 4 ). ¿Has obtenido x2 – 7x + 12?. Resuelve esta última ecuación igualando previamente a 0. b) Observa los coeficientes -7 y 12. ¿Encuentras alguna relación entre ellos?. c) Prueba lo observado escribiendo una ecuación que tenga como raíces 2 y 3. TRABAJO PRÁCTICO N°3 ECUACIONES DE LA RECTA En los siguientes ejercicios y problemas se aplican ecuaciones de rectas con las siguientes formas posibles: x=a recta vertical y=b recta horizontal y=mx+b recta con pendiente m y ordenada al origen b 1) En un sistema de ejes x y, grafique las rectas: a) y 2 x 5 b) y 5 c) x= 0,55 d) Realice preguntas sobre las ecuaciones o sobre los gráficos. Responda las preguntas que hizo. x 3 5 y 8 10 2) Escriba dos ejemplos de cada ecuación dada: x=a recta vertical y=b recta horizontal y=mx+b recta con pendiente m y ordenada al origen b Haga una tabla de valores y el gráfico correspondiente para cada una. 3) Las tablas siguientes corresponden a rectas. Se le pide graficar la recta en un sistema de ejes xy y completar los valores que corresponden en la tabla. a) b) x y X y -2 6 -2 4 2 3 2 0 -1 -3 8 -1 Luego de realizado el gráfico, indique las coordenadas de los puntos donde la recta corta a los ejes x e y. Cuál de las siguientes ecuaciones corresponde a la recta dada. Explique en cada caso porqué si o porque no. 37 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Ecuaciones propuestas para la recta de la tabla a): ; ; y x2 ; y x 2 y 4x 2 y x 2 Ecuaciones propuestas para la recta de la tabla b): y = – ¾ x + 9/2 ; y = ¾ x + 9/2 ; y = – ¾ x + 3 ; y = ¾ x + 3 Explique porqué ninguna de las rectas dadas puede tener la forma x = a ó y = b Las rectas están relacionadas con las magnitudes directamente proporcionales, consideremos los dos ejercicios siguientes. 4) Si el kilogramo de pan vale $ 7,5 ¿Cuánto vale 2 kg? ¿Cuánto vale medio kg? ¿Cuanto vale 5 kg? a) Conteste las preguntas anteriores usando regla de tres simple. b) Encuentre la ecuación de la recta que relaciona el peso con el precio. c) Realice el grafico. 5) Si la bajada de bandera del taxi vale $6.5 y el Kilómetro de recorrido $ 1,9 a) Responda: ¿Cuanto cuesta un viaje de 4 km? ¿Cuánto cuesta un viaje de 2 km? ¿Cuánto cuesta un viaje de 7 km? b) Encuentre la ecuación que relaciona los kilómetros con el costo del viaje. c) Realice el grafico. Dos magnitudes son directamente proporcionales cuando una es igual a la otra multiplicada por un número. Teniendo esto en cuenta ¿cual de los dos ejercicios anteriores corresponde a una relación directamente proporcional? ¿Por qué punto del plano coordenado debe pasar siempre una recta que represente una relación directamente proporcional? FUNCIONES El concepto de Relación-Función es uno de los más importantes en Matemáticas. La noción actual de función comienza a gestarse en el siglo XIV cuando los filósofos escolásticos medievales comenzaron a preocuparse por medir y representar gráficamente las variaciones de ciertas magnitudes como la velocidad de un cuerpo en movimiento o la diferencia de temperatura en los distintos puntos de un objeto metálico. El personaje más influyente en este proceso inicial fue probablemente Nicole Oresme (1323-1382), en Paris 38 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ La noción de correspondencia desempeña un papel fundamental en el concepto de Relación – Función. En la vida cotidiana frecuentemente se ha tenido experiencias con correspondencias o Relaciones. o o En un almacén, a cada artículo le corresponde un precio. A cada número le corresponde una segunda potencia Relación es la correspondencia de un primer conjunto, llamado Dominio, con un segundo conjunto, llamado Codominio o Imagen, de manera que a cada elemento del Dominio le corresponde uno o más elemento del Codominio. Una Función es un tipo especial de relación a la que se añade la restricción de que a cada valor del Dominio le corresponde uno y sólo un valor del Codominio. Tanto las relaciones como las funciones pueden ser representadas de varias formas: utilizando Diagramas de Venn, fórmulas, y la forma más frecuente de representación gráfica es en un sistema de ejes cartesianos Todas las funciones son relaciones, pero no todas las relaciones son funciones Una función de en (f:A→B), es una relación que le hace corresponder a cada elemento uno y sólo un elemento .( igual a de , llamado imagen de por , que se escribe ) La letra x representa a todos los valores del conjunto A que tienen su correspondiente imagen en B. Se denomina a x variable independiente y al conjunto Dominio de la función Como a cada valor de x le corresponde un único valor de y, por eso se dice que y depende de x o que es una función de x, es decir, y es la variable dependiente FUNCIÓN LINEAL Una función lineal, definida en ℝ, es aquella que a cada número real x le hace corresponder otro número real que responde a la expresión: y = mx+b, o bien f(x)=mx+b, con mϵℝ y bϵℝ . A " " se lo llama ordenada al origen y " " se la denomina pendiente La representación gráfica de esta función es una recta La ordenada al origen es la ordenada del punto donde la gráfica de la función corta al eje y. El punto (0;b) pertenece a la recta La pendiente representa cuánto varía y por cada unidad que aumenta x. La pendiente es un número asociado a la inclinación de la recta Si conocemos las coordenadas de dos puntos de una recta podemos determinar el valor de su pendiente mediante la fórmula: 39 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 𝑆𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑃(𝑥1 , 𝑦1 ); 𝑄(𝑥2 , 𝑦2 ) 𝑙𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑠 𝑚= 𝑦2 − 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 Para graficar: Si conocemos la pendiente de la recta y la ordenada al origen, podemos graficar la recta. Ejemplo: Graficar la recta: y 2 x 1 3 Solución: Se debe ubicar primero la ordenada al origen, o sea 1 , que corresponde al punto 0,1 . Siempre la ordenada al origen se la ubica en el en el eje y . A partir de ese punto se aplica el concepto de pendiente: desplazar hacia arriba dos lugares en sentido positivo del eje y , por que el valor de m es positivo, (de ser negativo se debe desplazar hacia abajo) y se desplaza tres hacia la derecha (sentido positivo del eje de las x ). Por esos dos puntos se traza la recta. FUNCIÓN CUADRÁTICA Una función lineal, definida en ℝ, es aquella que a cada número real x le hace corresponder otro número real que responde a la expresión 𝑦 = 𝑎𝑥 2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 𝑐𝑜𝑛 𝑎 ≠ 0 a ϵ ℝ es el coeficiente cuadrático b ϵ ℝ es el coeficiente lineal c ϵ ℝ es el término independiente La representación gráfica es una parábola, cuyos elementos se detallan: 40 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Eje de simetría Raíces o ceros Vértice A tener en cuenta Los ceros o raíces son los puntos donde la parábola corta al eje x. Las coordenadas se obtienen haciendo y = 0 , es decir 𝑎𝑥 2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0 . La solución de esta ecuación se obtiene mediante la aplicación de la fórmula de Baskara arrojando como soluciones 𝑥1 ; 𝑥2 La abscisa del vértice se puede obtener de dos maneras: −𝑏 𝑥 +𝑥 𝑥𝑣 = 2𝑎 o bien 𝑥𝑣 = 1 2 2 Ademas 𝑦𝑣 = 𝑓(𝑥𝑣 ) de este modo el vertice tiene coordenadas 𝑉(𝑥𝑣 , 𝑦𝑣 ) −𝑏 La ecuación del eje de simetría es 𝑥𝑣 = 2𝑎 Para graficar Se debe determinar por lo menos tres puntos: las dos raíces y el vértice. Ejemplo: Graficar f ( x) x 2 5 x 6 Solución: La ordenada al origen es 6 , por lo tanto se sabe que el punto 0, 6 pertenece a la función. b 5 2a 2 El valor yv puede encontrase reemplazando el valor xv obtenido en la función original. Para hallar el vértice de la parábola: xv 25 25 25 50 24 49 5 5 5 f 5. 6 6 4 2 4 4 2 2 2 5 49 El vértice están en , 4 2 2 Ahora las raíces: x1,2 b b 2 4ac 2a 5 7 x 1 1 5 5 4 1 6 5 49 2 x1,2 2 1 2 x 5 7 6 2 2 2 Los ceros o raíces de la función están en 6,0 y 1,0 .Con estos tres puntos se puede trazar la parábola: 41 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ y -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 x Función Valor Absoluto Recordemos que el Valor Absoluto o Módulo de un número real cualquiera x , que se simboliza x , es la distancia entre x y cero en la recta numérica. Como es una medida de distancia, el valor absoluto nunca puede ser negativo, esto quiere decir que x 0 . Si se considera la función valor absoluto, para todos los números reales, su fórmula es y x si x 0 f x x x si x 0 3 2 El dominio es el conjunto de los números reales A tener en cuenta: La función de la forma f x x c con c una constante se desplaza del origen hacia la izquierda o derecha dependiendo el valor de c . Si c 0 , la función x queda desplazada c unidades hacia la izquierda. Si c 0 , la función x queda desplazada c unidades hacia la derecha. 42 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ y y 3 3 2 2 f x x 2 f x x 1 La función de la forma f x x b con b una constante se desplaza del origen hacia abajo o hacia arriba dependiendo el valor de b . Si b 0 , la función x queda desplazada b unidades hacia la abajo. Si b 0 , la función x queda desplazada b unidades hacia la arriba. y y 3 3 2 2 f x x 1 f x x 1 TRABAJO PRÁCTICO 3 1) El siguiente gráfico representa la evolución del precio de la carne de cordero durante 13 meses. 43 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ a) b) c) d) Analiza si es función. Justifica ¿Qué valor tenía la carne de cordero durante el mes de abril? ¿En qué mes obtuvo el precio más alto? Describe lo que ocurrió con la carne de cordero durante este lapso de tiempo. 2) Dos amigos hicieron una excursión en bicicleta a un bosque que está a 44 km de su pueblo, para llegar al cual hay que seguir un itinerario con subidas y bajadas. Están allí un rato y regresan. Mirando la gráfica contesta: a) ¿Qué significa cada cuadrito en el eje horizontal de la gráfica? ¿y en el eje vertical? b) ¿A qué hora salieron? c) ¿Cuántos km hay desde el comienzo de la primera cuesta hasta la cima? ¿Cuánto tiempo tardaron en subirla? d) ¿Cuántos km hay en bajada? ¿Qué tiempo se tardaron? e) ¿Cuánto tiempo se demoraron en el bosque? f) ¿Cuánto tardaron en ir del pueblo al bosque? ¿Y del bosque al pueblo? ¿A qué crees que puede deberse la diferencia? g) Esta relación tiempo – espacio ¿es función?, justifica tu respuesta 3) Grafique: a) y 2 x 5 b) y 5 c) x= 0,55 4) Dadas las ecuaciones a) 𝑎) 𝑦 = −3𝑥 + 5 𝑏) 𝑦 = 4 𝑐) 𝑥 = −2 Responde: a) Qué valor corresponde a la variable dependiente ( y ), cuando la variable independiente ( x ) toma el valor (-1) en cada una de las ecuaciones. Muestre su respuesta en el gráfico. b) Qué valor corresponde a la variable independiente ( x ), cuando la variable dependiente ( y ) toma el valor 3 en cada una de las ecuaciones. 44 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ c) Obtiene las coordenadas de los puntos donde cada recta corta a los ejes coordenados d) Explique cómo encontró los valores pedidos. 5) Las rectas están relacionadas con las magnitudes directamente proporcionales, consideremos los dos ejercicios siguientes. a) Si el kilogramo de pan vale $ 2,4. ¿Cuánto vale 2 kg? ¿Cuánto vale medio kg? ¿Cuánto vale 5 kg? Encuentre la ecuación de la recta que relaciona el peso con el precio y Realice el grafico. b) Si la bajada de bandera del taxi vale $ 2 y el Kilómetro de recorrido $ 0,9 ¿Cuánto cuesta un viaje de 4 km?¿Cuánto cuesta un viaje de 2 km? ¿Cuánto cuesta un viaje de 7 km? Encuentre la ecuación que relaciona los kilómetros con el costo del viaje y Realice el grafico. 6) Grafique las siguientes rectas en un mismo sistema de ejes cartesianos. Luego, analice y obtenga conclusiones: 1 e) 𝑦 = −3𝑥 + 6 a) 𝑦 = 2 − 2 𝑥 f) 𝑦 = −3𝑥 − 9 b) 𝑦 = 4 − 2𝑥 g) 𝑦 = 2𝑥 − 4 1 c) 𝑦 = 𝑥 − 2 2 h) 𝑦 = −2𝑥 − 5 2 d) 𝑦 = 𝑥 − 2 i) 𝑦 = 2𝑥 − 1 3 7) Obtenga la ecuación de la recta que pase por el punto dado y tenga la pendiente indicada: 2 a) (3; 4), 𝑚 = 2 d) (8; 0), 𝑚 = − 3 b) (1; −2), 𝑚 = 0 e) (0; 0), 𝑚 = 5 c) (−3; 5), 𝑚 = −2 8) Obtenga la ecuación de la recta que pasa por los dos puntos dados: a) (−1; 2), (2; −1) b) (1; 1), (−1; −1) c) (3; 0), (0; −3) 9) Determinar las ecuaciones de las siguientes rectas, indique las pendientes y las ordenadas al origen 45 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 10) Dos rectas paralelas a los ejes coordenados se intersecan en el punto (5; −7). ¿Cuáles son sus ecuaciones? 11) Las rectas 𝑙1 y 𝑙2 son perpendiculares entre sí y se interceptan en el punto (−2; −6). 2 𝑙1 tiene pendiente igual a − . Con la pendiente de 𝑙2 determine la ordenada al origen 5 de esa recta. 12) Toda recta horizontal es perpendicular a cualquier recta vertical. ¿Por qué se excluyeron esas del resultado que dice que las rectas son perpendiculares si y solo si sus pendientes son inversas y opuestas? 13) Indique la ecuación que corresponde a cada gráfica. y = x2 + 2 y = x2 – 3 y = 2 x2 + 2 y = – 2 x2 + 2 14) Encuentre los puntos donde la recta y = 4 corta a cada parábola. Señálelos en el gráfico. Encuentre los puntos donde la recta x – 2 = 0 corta a cada parábola. Señálelos en el gráfico 15) Dadas las siguientes funciones determina: i. Las coordenadas del vértice. iii. Las raíces. ii. La ecuación del eje de iv. La imagen. simetría. Luego, grafica. a) 𝑦 = 𝑥 2 − 6𝑥 + 14 b) 𝑦 = −𝑥 2 − 6𝑥 − 14 c) 𝑦 = 2𝑥 2 + 4𝑥 − 1 1 2 1 e) 𝑦 = 4 𝑥 2 + 𝑥 − 3 1 𝑓)𝑦 = − 2 𝑥 2 − 2𝑥 − d) 𝑦 = 𝑥 2 − 4𝑥 + 9 5 46 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 16) Encuentre la coordenada y de las funciones a) y b) del ejercicio anterior cuando la variable independiente toma el valor ¾. Encuentre la coordenada x de las funciones c) y d) del ejercicio anterior cuando la variable dependiente toma el valor 6. 17) Coloca valores a a y a b para que la parábola y ax 2 bx 2 pase por el punto (–2,1). Comprueba en un gráfico que tu conclusión es correcta 18) Dados los siguientes gráficos escriba la ecuación correspondiente 19) Los vértices de un triángulo están en 𝐴(−1; −1), 𝐵(1; 3), 𝐶(4; 2). a) Deduzca las ecuaciones de las rectas que forman a los lados del triángulo. b) Luego, deduzca las ecuaciones de las tres alturas del triángulo 20) Los vértices de un triángulo están en 𝐴(−1; −1), 𝐵(1; 3), 𝐶(4; 2). Deduzca las ecuaciones de las rectas que forman a los lados del triángulo. Luego, deduzca las ecuaciones de las tres alturas del triángulo. 21) Indica cual ecuación corresponde a qué gráfica. Explica porqué. Encuentra dos puntos de cada función y = │x +3│ , y = │x -2│ , y = –│x – 5│ , y = –│x – 1│ e y = │x │. 47 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 22) Dados los siguientes gráficos escriba la ecuación correspondiente 48 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ TRIGONOMETRÍA Razones Trigonométricas Se llaman razones trigonométricas a aquellas que relacionan las longitudes de los lados de un triángulo rectángulo con los ángulos agudos del mismo. En el siguiente triangulo rectángulo se describen los lados de los mismo en relación al ángulo . hipotenusa Cateto opuesto Cateto adyacente Para cada uno de los ángulos agudos de un triángulo rectángulo, uno de los catetos es el adyacente y otro es el opuesto. El seno de un ángulo es el cociente entre el cateto opuesto a un ángulo y la hipotenusa. El Coseno de un ángulo es el cociente entre el cateto adyacente a un ángulo y la hipotenusa: La Tangente de un ángulo es el cociente entre el cateto opuesto y el cateto adyacente a mismo ángulo: También podemos definir sus recíprocas: 49 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ A tener en cuenta: Las razones trigonométricas dependen exclusivamente de la amplitud del ángulo agudo considerado, no de las longitudes de los lados. (Puesto que de cambiar éstas, obtendremos un triángulo rectángulo semejante y sus lados serán proporcionales al triángulo dado). Por ello, podemos hablar de funciones trigonométricas Solo en triángulos rectángulos se pueden definir todas las funciones trigonométricas de sus ángulos agudos. Solo en triángulos rectángulos vale el Teorema de Pitágoras En un triángulo rectángulo están bien definidas todas las funciones trigonométricas, ya que son cocientes de longitudes, es decir, de números positivos. En el caso del seno y coseno al dividir un cateto en la hipotenusa, el numerador es menor que el denominador siempre, por ello se debe obtener un numero estrictamente menor a 1 y mayor que 0. En el caso de la tangente se puede dar que el numerador sea menor que el denominador o la situación contraria, por ello se puede obtener cualquier número positivo. En los triángulos rectángulos no se pueden definir las funciones trigonométricas de 90º ya que no se puede hablar de cateto opuesto o adyacente porque ambos catetos forman el ángulo. En el triángulos rectángulos no se pueden definir las funciones trigonométricas de 0º, dado que si ∡𝑎 = 0 entonces no hay triángulo. Representación gráfica de las funciones trigonométricas Función Seno: 𝒇(𝒙) = 𝒔𝒆𝒏 𝒙 𝐷𝑜𝑚𝑖𝑛𝑖𝑜 =ℝ 𝐶𝑜𝑑𝑜𝑚𝑖𝑛𝑖𝑜 = [−1,1] 50 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ Función coseno: 𝒇(𝒙) = 𝒄𝒐𝒔 𝒙 𝐷𝑜𝑚𝑖𝑛𝑖𝑜 = ℝ 𝐶𝑜𝑑𝑜𝑚𝑖𝑛𝑖𝑜 = [−1,1] A tener en cuenta: Los valores de senx y del cos x se repiten en el mismo orden a medida que x efectúa más de un giro. Cuando una función posee esta propiedad se dice que es periódica. Las funciones f ( x) senx y f ( x) cos x con periodo de 360° o 2 Definición: Si f ( x) f ( x p) , para toda x, y p es el menor número positivo para el cual dicha relación es válida, entonces f ( x) es una función periódica de período p TRABAJO PRÁCTICO 4 1) Confeccione una tabla de valores para graficar la función f (x) = sen x 2) Confeccione una tabla de valores para graficar la función f (x) = cos x 3) Dado el triángulo A B C calcular los datos que faltan: a) Cˆ 60º ; BC 100 m b) Bˆ 50º ; BC 7 cm AB 11 m; d) Cˆ 30º 40' ; AC 8 m c) AB 15 m 51 FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES – UNCa INGRESO – MATEMÁTICA 2016 TECNICATURA EN INFORMÁTICA DOCENTE RESPONSABLE: MARCELA GALINDEZ 4) Plantea y resuelve los siguientes problemas: a) Un edificio proyecta una sombra de 20 m de largo. Si el ángulo de visión desde la punta de la sombra al punto más alto del edificio es de 69º, ¿Cuál es la altura del edificio? (el ángulo de visión se mide respecto de la horizontal) b) Desde un acantilado de 50 m de altura se ve un barco, si el ángulo de la visual es de 70º. ¿A qué distancia del acantilado se encuentra el barco? c) Para conocer la altura de la torre hemos medido el ángulo que forma la visual al punto más alto, obteniendo un resultado de 43º. Al acercarnos 15 m hacia la torre obtenemos un nuevo ángulo de 57º, ¿cuánto mide la torre? d) Para calcular la altura de un edificio un hombre que estaba ubicado a 150 m de él calcula que el ángulo de elevación es de 20º; si la altura del hombre es 1,70 m, ¿cuál es la altura aproximada del edificio? e) La parte superior de una escalera de 20 m está recostada contra el borde del techo de una casa. Si el ángulo de inclinación de la escalera desde la horizontal es de 51º, ¿cuál es la altura de la casa? f) El asta de una bandera está localizada al borde de un precipicio de 50 m, a la orilla de un río de 40 m de ancho. Un observador al lado opuesto del río mide un ángulo de 3º entre su línea de observación a la punta de la bandera, y su línea de observación a la cima del precipicio. Encuentra la altura del asta de la bandera. g) Dos lados de un triángulo isósceles miden 20 cm y cada uno de los ángulos iguales 25º. Resuelve el triángulo. h) Determina la altura de un árbol si desde el punto situado a 20 m de su base se observa su copa con un ángulo de 65º 23’. i) La sombra que proyecta Luis al atardecer de un día de verano mide 2,24 m. El ángulo que forman los rayos solares con el suelo es 37º. ¿Cuánto mide Luis? j) Un globo se encuentra a 150 m de altura. Desde un punto, la línea visual forma un ángulo de 37º 4’. ¿A qué distancia en línea recta se encuentra el globo del observador? 5) Prepara, individualmente, un "machete" lo más detallado posible que incluya todas las consideraciones a tener en cuenta referido a lo aprendido (no sólo las fórmulas sino todas las aclaraciones necesarias para evitar errores comunes o que ellos han cometido y las dificultades) . 52