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DIRECCIÓN NACIONAL GERENCIA ACADÉMICA Estudios Generales NIVEL TÉCNICO OPERATIVO Matemática Parte I CÓDIGO: 89001292 SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL 000977 MATEMÁTICA UNIDAD 01 NÚMEROS NATURALES ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 5 MATEMÁTICA 1.1. NÚMERO NATURAL. Definición. Un número natural es cualquiera de los números: 0, 1, 2, 3... que se pueden usar para contar los elementos de un conjunto. Reciben ese nombre porque fueron los primeros que utilizó el ser humano para contar objetos de la naturaleza. Numeral. Los numerales "1, 2, 3, 4, 5,..." son numerales arábicos, diferentes de los numerales romanos "I, II, III, IV, V,..." pero ambos representan los mismos números. Incluso los mismos símbolos a veces pueden representar números distintos: 11 es el tres binario pero el once decimal. 1.2. LECTURA Y ESCRITURA DE NÚMEROS NATURALES. En la escritura de un número natural se debe tener en cuenta que la cifra forma un orden, cada tres órdenes forman una clase y por cada dos clases, forman un período. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 6 4° Período MATEMÁTICA 8° Clase 3° Período 6° Clase 5° Clase 2° Período ENTEROS 7° Clase 4° Clase 1° Período 3° Clase 2° Clase 1° Clase 24° Orden Centenas de millar de trillón. 23° Orden Decenas de millar de trillón. 22° Orden Unidades de millar de trillón. 21° Orden Centenas de trillón. 20° Orden Decenas de trillón. 19° Orden Unidades de trillón. 18° Orden Centenas de millar de billón. 17° Orden Decenas de millar de billón. 16° Orden Unidades de millar de billón. 15° Orden Centenas de billón. 14° Orden Decenas de billón. 13° Orden Unidades de billón. 12° Orden Centenas de millar de millón. 11° Orden Decenas de millar de millón. 10° Orden Unidades de millar de millón. 9° Orden Centenas de millón. 8° Orden Decenas de millón. 7° Orden Unidades de millón. 6° Orden Centenas de millar. 5° Orden Decenas de millar. 4° Orden Unidades de millar. 3° Orden Centenas simples. 2° Orden Decenas simples. 1° Orden Unidades simples. Para facilitar la escritura y la lectura las cifras se agrupan de tres en tres a partir de la derecha, separando dichos grupos por espacios en blanco y sin usar ningún otro símbolo así el número de la tabla siguiente se escribe: 79 142 031 789 358. TRILLONES BILLONES MILLONES UNIDADES MILLAR UNIDAD MILLAR UNIDAD MILLAR UNIDAD MILLAR UNIDAD C D U C D U C D U C D U C D U C D U C D U C D U 24º23º 22º 21º 20º 19º 18º17º16º15º14º13º12º11º10º 9º 8º 7º 6º 5º 4º 3º 2º 1º 7 9 1 4 2 0 3 1 7 8 9 3 5 8 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 7 MATEMÁTICA Y se lee: “Setenta y nueve billones, ciento cuarenta y dos mil treinta y un millones, setecientos ochenta y nueve mil, trescientos cincuenta y ocho unidades.” Aplicaciones: 1: Aún recordando, se realizarán los ejercicios siguientes: Escribir cómo se lee cada número: a) 4 121 .................................................................................................................. b) 20 305 ................................................................................................................ c) 2 000 000 ........................................................................................................... d) d) 5 001 008 ...................................................................................................... 2: Leer y escribir con cifras cada número: a) Tres mil cinco ................................................................................................... b) Cien mil cuarenta y dos.................................................................................. c) Un millón trescientos mil ................................................................................ d) Dieciocho millones tres mil uno ........................................................................ e) Seis millones quince mil .................................................................................... f) Doscientos tres millones cuatro mil uno …….................................................... 3: ¿Qué número está formado por 14D, 134UM, 14DM, 19CM? a) 2480014 b) 2040814 c) 2174140 d) 2304014 e) 2048014 4: Se tiene 2C, 3UM, 7DM, 4U, 6D., dicho número es: a) 73 264 b) 74 326 c) 72 364 d) 76 324 e) 24 763 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 8 MATEMÁTICA 5: ¿Cuántas Centenas hay en 75 CM; 4 DM; 16 UM? a) 75 560 b) 75 326 c) 72 364 d) 76 560 e) 74 560 6: ¿Cuántas Decenas forman Dos Millares? a) 20 b) 200 c) 2000 d) 2 e) 0,2 7:¿Cómo se puede escribir el producto de: 345x11? a) 30CM 79D 5U b) 31C 69D 5U c) 37D 95U d) 30C 71D 5U e) NA 1.3. OPERACIONES EN EL CONJUNTO DE NÚMEROS NATURALES. 1.3.1. ADICIÓN. Definición. Dados dos números naturales a y b, se llama suma de a y b la cual se denota (a + b) al número natural S, tal que a + b = S. Se denomina “adición” a la operación que hace corresponder a ciertos pares de números naturales (a ; b) su suma a + b. Ejemplo 1: 15 + 17 = 32 7 + 8 + 13 Ejemplo 2: = Sumandos Aplicación 1: Si: a + b + c = 15, 28 Suma hallar: abc + bca + cab Rpta: 1665 Aplicación 2: Hallar la suma de todos los números de tres cifras del sistema decimal. Rpta: 494550 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 9 MATEMÁTICA Suma notables: I) Suma de los “n” primeros números naturales. S= S = 1+2+3+4+ ....+n Ejemplo: n = 25 S= 1 + 2 + 3 + 4 + …..…. + 25 II) n (n + 1) 2 25(25 + 1) = 325 2 Suma de los “n“ primeros impares. ⎛ n +1⎞ S=⎜ ⎟ ⎝ 2 ⎠ S = 1 + 3 + 5 + …….... + n Ejemplo: 2 n = 39 2 ⎛ 39 + 1 ⎞ S=⎜ ⎟ = 400 ⎝ 2 ⎠ 1 + 3 + 5+ 7 + …..…. + 39 III) Suma de los “n” primeros pares. S = n (n + 1) S = 2 + 4 + 6 + …... + 2n Ejemplo: 2 + 4 + 6 + 8 + …..…. + 20 n = 10 S = 10(10 + 1) = 110 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 10 MATEMÁTICA 1.3.2. SUSTRACCIÓN. Definición. Dados dos números naturales a y b, se llama diferencia de a y b la cual se denota (a - b) al número natural D, tal que a - b = D. Se denomina “sustracción” a la operación que hace corresponder a ciertos pares de números naturales (a ; b) su diferencia a - b. DIFERENCIA ( D ) Ejemplo 1: 235 - 140 = 95 SUSTRAENDO ( S ) MINUENDO ( M ) Aplicación 1: Si, a4b - 3c5 = 418; Hallar: a+b–c Rpta: 8 Propiedades de la sustracción: 1. Si se suma o resta un mismo número natural al MINUENDO y al SUSTRAENDO, la diferencia NO SE ALTERA. 2. Si se suma o resta un mismo número natural SÓLO AL MINUENDO, la DIFERENCIA queda aumentada o disminuida en esa misma cantidad. 3. Si se suma o resta un mismo número natural SÓLO AL SUSTRAENDO, la DIFERENCIA queda disminuida o aumentada en esa misma cantidad. 4. La suma del SUSTRAENDO y la DIFERENCIA es igual al MINUENDO. S + D = M 5. la suma de los TRES TÉRMINOS de la sustracción es igual al DOBLE DEL MINUENDO. M + S + D = 2M Aplicación 1: La diferencia de dos números es 305, si al menor se le quita 20 y al mayor se le aumenta 85 ¿Cuál es la nueva diferencia? Rpta.: 410 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 11 MATEMÁTICA Aplicación 2: La diferencia de dos números es 157, si al menor se le aumenta 48 y al mayor se le quita 31 ¿Cuál es la nueva diferencia? Rpta.: 78 Aplicación 3: La suma de términos de una sustracción es 478 ¿Cuánto es el minuendo? Rpta. : 239 1.3.3. MULTIPLICACIÓN. Definición. Dados dos números naturales a y b, se llama producto de a y b la cual se denota a.b al número natural P, tal que a.b = P. Se denomina “multiplicación” a la operación que hace corresponder a ciertos pares de números naturales (a ; b) su producto a.b. Ejemplo 1: 18 x Multiplicando Ejemplo 2: 15 = Multiplicador 270 Producto 7 Multiplicando Multiplicador Productos parciales Producto final 3 4 4 6 4 4 4 0 2 9 3 6 3 3 7 6 x 734 x 6 734 x 4 4 Aplicación 1: El producto de dos factores es 29016, si se aumenta 112 unidades al multiplicando, el producto total aumenta en 13888 unidades ¿Hallar la suma de cifras del multiplicador? Rpta. 7. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 12 MATEMÁTICA Aplicación 2: El producto de dos factores es 74495, si se aumenta en 23 unidades al multiplicador, el producto total aumenta en 5405 ¿Hallar la suma de cifras del multiplicador? Rpta. 11. POTENCIACIÓN. Es una operación matemática que consiste en multiplicar un número por sí mismo varias veces. an = a x a x a x .………a = P Elementos de la potenciación, donde: a: es la base n: es el exponente P: es la potencia perfecta de grado n. “n” veces a Potencia de exponente cero: a0 = 1 siempre que a ≠ 0 Nota: 00 = no está definido. Ejercicio mental: Resolver las siguientes operaciones mentalmente. 23 3 3 4 3 5 3 24 = ….. = ….. 34 5 4 2 5 = ….. = ….. 112 12 2 = ….. 162 = ….. = ….. 17 2 = ….. 18 2 = ….. 2 = ….. = ….. 13 2 = ….. 0 (14+17) = ….. 14 2 = ….. 19 = ….. (2X3 – 6)0 = …. 152 = ….. 202 = ….. = ….. = ….. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 13 MATEMÁTICA 1.3.4. DIVISIÓN. Definición. Dados dos números naturales a y b ≠ 0, se llama cociente de a y b, se denota a , al número natural c, si existe, tal que a = b.c. b Se denomina “división” a la operación que hace corresponder a ciertos pares a . b de números naturales (a; b) su cociente Elementos de una división: Divisor (d) Dividendo (D) Dividir 104 entre 11 104 11 99 9 Cociente (q) 5 Residuo (r) Además: 104 = 11. (9) + 5 Algoritmo de la división Clases de división: • Exacta (residuo = 0). 28 0 7 4 D 0 28 = 7. (4) d q D = d.q • Inexacta (residuo ≠ 0). Defecto: Residuo por defecto 75 9 75 = 11.(6) + • En donde : 9 + r(defecto) Exceso: 11 6 Residuo por exceso 9 75 2 11 7 75 = 11.(7) - 2 = + r(exceso) 2 11 = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. divisor 14 MATEMÁTICA En general: Exceso: Defecto: D r d q D r* D = d.(q) + r d q+1 D = d.(q + 1) - r* Propiedades de la división: • Si: r = 0, la división es exacta. • Algoritmo de la división: • Residuo máximo : D r(máx) • Residuo mínimo : • r(defecto) = = d. (q) + r (d - 1) r(min) = 1 + r(exceso) = divisor • residuo < divisor • Si se multiplica o divide el DIVIDENDO (D) y el DIVISOR (d) por un mismo número natural distinto de cero, el COCIENTE NO SE ALTERA, pero el RESIDUO queda MULTIPLICADO o DIVIDIDO por dicho número natural. D r d q D.k r.k d.k q Aplicación 1: El cociente de una división inexacta es 61, se suman 800 unidades al dividendo y se repite la división, siendo el cociente 50 más que el anterior y sin alterar el residuo ¿Cuál es el divisor de la división? Rpta.: 16 Aplicación 2: El cociente de una división inexacta es 63, se suman 750 unidades al dividendo y se repite la división, siendo el cociente 6 más que el anterior y el residuo disminuye en 42. ¿Hallar la suma de las cifras del divisor? Rpta: 6 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 15 MATEMÁTICA 1.3.5. RADICACIÓN. Es una operación matemática inversa a la potenciación que consiste en que dados dos números llamados índice y radicando se calcula un tercer número llamado raíz, donde este último elevado al índice reproduzca el radicando. Así se tiene: n n K =R⇔R =K TÉRMINOS DE LA RADICACIÓN Resolver los siguientes ejercicios: 64 = 3 8= 4 16 = 1600 = 81 = 3 64 = 4 81 = 3 27000 = 144 = 3 125 = 4 625 = 4 810000 = 169 = 3 1000 = 4 1012 = 3 8 × 27 = 1.3.6. OPERACIONES COMBINADAS. • Para resolver operaciones combinadas, se resuelven teniendo en cuenta los signos de agrupación (paréntesis, corchetes, llaves, etc.) Ejemplo: [(8 − 3 ) × 3 + 3 ] ÷ = [5 × 3 + 3 ] ÷ 6 = [15 + 3 ] ÷ 6 = = 6 18 ÷ 6 3 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 16 MATEMÁTICA • Si una operación combinada no tiene signos de agrupación se resolverá en el siguiente orden : o Primero: o Segundo: “de o Tercero: La potenciación o radicación. La multiplicación o división (en el orden en que aparecen) izquierda a derecha” Adición o Sustracción. Ejemplo: 32 : 8 + 6 x 5 4 + Observar, con atención, las operaciones indicadas. Fueron efectuados: la división (32:8) y multiplicación (6 x 5). Finalmente, fue efectuada la suma (4 + 30). = 30 = 34 = la Resolver la expresión: 45 x 5 + 36 ÷ 6 - 8 x 0 = La respuesta debe haber sido 231; sino, corregir lo que hizo. No olvidar que cero veces cualquier numeral es cero. 7 + 3 x (40 – 9 x 4 ) – 23 = = 7 + 3 x ( 40 – 36 ) =7 + 3 x =7 +3 x =7 + 12 = 19 = 11 4 4 – – 23 = – 23 = – 8 = – 8 = 8 = Observar paréntesis. Fue efectuada la multiplicación contenida en los paréntesis (9 x4). También fue hecha la resta: (40 – 36) Fue efectuada la potencia 23. Fue realizada la multiplicación: (3 x 4) Se realizó la suma ( 7 + 12 ) Finalmente, fue hecha la resta: (19 – 8) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 17 MATEMÁTICA EJERCICOS Resolver las siguientes operaciones combinadas: OPERACIÓN COMBINADA RESPUESTA ( 70 – 8 x 4 ) x 3 – 32 + 35 : 7 = 6 x 8 + 13 - 9 = 250 x 2 + 32 + 4 x 5 – 6 + 73 = 12 x 22 + 32 x 42 + 52 = PROBLEMAS SOBRE CORTES Y ESTACAS. partes = Longitud Total Longitud unitaria Ejemplo: Se tiene un rollo de alambre que mide 100 m ¿Cuántos pedazos de alambre de 5 m se podrán obtener? Nº de pedazos = 100 m = 20 pedazos de 5 m c/u 5m Número de cortes LÍNEA ABIERTA LÍNEA CERRADA Nº cortes = Longitud total −1 Longitud unitaria Nº cortes = Longitud total Longitud unitaria Número de estacas Nº estacas = Longitud total +1 Longitud unitaria Nº estacas = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. Longitud total Longitud unitaria 18 MATEMÁTICA Ejemplo (LINEA ABIERTA): 1. ¿Cuántos árboles podrán plantarse en una avenida de 200 m de longitud, si cada árbol están separados 50 m? Nº árboles = (estacas) 50 m 50 m 50 m 50 m 200 +1 50 = 4 + 1 = 5 árboles 200 m 2. Se tiene una soga de 200 m de longitud ¿cuántos cortes serán necesarios realizar para obtener trozos de 50 m? CORTES 50 m 1º 2º 50 m Nº cortes 3º 50 m 50 m = = = 200 −1 50 4 - 1 3 cortes 200 m Ejemplo (LINEA CERRADA): 1. ¿Cuántos árboles podrán plantarse alrededor de un parque cuyo perímetro es 200 m y los árboles deben estar separados 50 m? Perímetro = 200 m (Longitud total) 50 m 50 m Nº de árboles = (estacas) 50 m 50 m 200 = 4 árboles 50 2. Se tiene un anillo metálico de 20 m de longitud ¿cuántos cortes serán necesarios realizar, para obtener trozos de 5 m? 2 5 5 3 Nº de cortes = 1 5 5 4 20 = 4 5 cortes cortes ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 19 MATEMÁTICA LÍNEA ABIERTA Número de = Número Cortes de partes 1 Número de = Número espacios de puntos 1 - PROBLEMAS: 1. Una barra de acero de 196” de longitud se divide en trozos de 1”, en donde cada corte pierde 1 ”. ¿Cuántos trozos se obtiene? 64 a) 193 b) 235 2. Dividir una barra de Hierro 10 c) 195 d) 425 e) 194 1" en 5 partes iguales perdiendo en cada 8 1 “¿Qué longitud tendrá cada parte? 32 a) 3” b) 5” c) 2” d) 4” corte e) 1” 3. Dividir una barra de bronce de 137 m en trozos iguales de 35 cm., perdiendo en cada corte de 0,05m ¿Cuántos trozos se obtiene y cuánto material sobra? a) 342; 30cm b) 142; 30cm c) 342; 20cm d) 352; 30cm e)12; 30cm 1" en trozos iguales de 2”, se pierde en cada 8 ”. ¿Cuántos cortes se obtiene? 4. Dividir una barra de cobre 10 corte 1 32 a) 3 b) 5 c) 2 d) 4 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. e) 1 20 MATEMÁTICA 1.4. PLANTEO DE ECUACIONES. Planteo de una ecuación es TRADUCIR el lenguaje común a lenguaje matemático, por ello es que debe detenerse a reflexionar sobre algunos aspectos de este lenguaje. El Lenguaje matemático es un lenguaje universal. Es además, un lenguaje conciso, preciso, con reglas que no sufren excepciones. El lenguaje matemático está conformado por diversos símbolos. A través de la combinación de estos se puede representar diversidad de situaciones SUSCEPTIBLES de ser representados matemáticamente; esto quiere decir que no todo aquello que pasa diariamente puede ser representado en forma matemática. Por ejemplo, la expresión: Esmeralda está alegre, no puede representarse de la manera mencionada; en cambio la expresión: El dinero de Esmeralda es la cuarta parte de lo que posee Johana, sí es susceptible de ser representado matemáticamente. En resumen: el lenguaje matemático es para ser usado fundamentalmente en todo aquello que sea MEDIBLE y CUANTIFICABLE. Ejemplo: ¿Cuál es el precio de un Kg. de cobre, si al multiplicarlo por cuatro, añadirle 18, y dividir dicha suma entre 19 se obtiene 2 como resultado? x ¿Cuál es el precio de un Kg. de cobre? 4x si al multiplicarlo por cuatro añadirle 18 y dividir dicha suma entre 19 se obtiene 2 como resultado? 4x + 18 4 x + 18 19 4 x + 18 = 19 4 x + 18 =2 19 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 21 MATEMÁTICA Resolviendo la ecuación: 4 x + 18 =2 19 4 x + 18 = 2.(19) 4 x = 38 − 18 4 x = 20 x=5 TEORÍA ADICIONAL: Operaciones fundamentales con fracciones: a. Conversión de un número mixto a Fracción: E N E×D+ N = D D = b. Suma de Fracciones: x p r t (M ÷ q ) p + (M ÷ s )r + (M ÷ u )t + + = q s u M = [MCM (q, s, u )] ÷ c. Número natural. d. Ejemplos: 2 y 5 son números naturales. Pero para problemas, ejercicios el alumno debe recordar que elementos y/o partes tiene el número natural, porque las computadoras cuando hacen las operaciones de sumar y restar, multiplicar y dividir tienen en consideración. Se completa con ceros la parte decimal Ejemplo 1 Exponente +1 Parte variable Signo + + 2+1,000 x a0 El denominador es +1 +1 Ejemplo 2 + 5+1,000 x b0 =2 La coma divide la parte entera de la parte decimal. =5 +1 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 22 MATEMÁTICA NOTA. Si se da cuenta; que es útil saber que un número natural tiene todas estas partes o elementos; potencia +1, signo positivo, la coma a la derecha que representa el número decimal, puede estar dividido entre el valor UNO positivo, a la derecha de la coma redondear con CEROS y al último parte variable elevado a la potencia CERO que equivale a uno. En esta época, siglo 21, aún las computadoras lo ven así para poder operar sumas, restas, multiplicar y/o dividir. e. Reducción de fracción de fracciones : a b c d = Es importante esta teoría base para hacer las 4 operaciones de fracciones. ( +,−,×,÷ ) a × d b × c Ejemplos: 3 3 3 ×1 1 1 a. 4 = 4 = = = 6 6 4×6 4× 2 8 1 c. b. 3 1 3 1 3× 6 9 = = = = 4 = 4,5 4 4 1× 4 2 2 6 6 3 2 = 3 × 20 = 15 = 7 1 = 7,5 4 2× 4 2 2 20 Problemas que tengan relación Parte – Todo: Qué Fracción o Qué Parte f = Cantidad de partes iguales que se han tomado. Cantidad de partes iguales en que se han dividido a la unidad Ejemplos: Son fundamentales; por el ORDEN de las palabras? *¿Qué parte de 27 es 9? 9 / 27 <> 1 / 3 *¿Qué fracción de b es c? c/b *¿M representa que fracción de N? M/N ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 23 MATEMÁTICA *¿Q que fracción representa respecto de P? Q/P *¿Qué fracción es 24 respecto de 60? 24 / 60 *¿Qué fracción es “a” respecto de “b”? a / b *¿Qué fracción es “b” respecto de “a”? b / a *¿Qué parte representa 11 de 33? 11 / 33 <> 2 / 5 <> 1 / 3 ENUNCIADOS VS EXPRESIÓN MATEMÁTICA: Enunciados Forma verbal 1) Expresión Matemática Forma Simbólica La suma de 2 números consecutivos más 3. 2) Yo tengo 20 más que tú Lo que tengo = 20 más lo que tú tienes 3) A es el doble de B (x ) + (x + 1) + 3 Yo: 20 + x Tu: x A = 2B A = 2K A es 2 veces B B=K B es la mitad de A B = K ; A = 2K A tiene una vez más de lo que posee B 4) 5) A es 2 veces más que B ó A es 2 veces mayor que B A = 3B A = 3X B=X A es a B como 3 es a 5 ó La relación entre A y B es 3/5 ó A 3 = B 5 A = 3k A y B están en la razón de 3 a 5 ó B = 5k A es a 3 como B es a 5 6) El cuadrado de la suma de 2 números (x + y )2 7) La suma de los cuadrados de 2 números x2 + y2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 24 MATEMÁTICA 8) El cuádruplo de lo que tengo, aumentado en 20 Tengo : y 9) El cuádruplo, de lo que tengo aumentado en 20 Tengo : y 4 y + 20 4( y + 20 ) A− B = 4 A= x+4 10) A excede a B en 4 ó A es mayor que B en 4 ó El exceso de A sobre B es 4 B=x 11) Tres menos 2 veces un número X 3 − 2x 12) Tres menos de 2 veces un número X 2x − 3 13) El producto de 5 números consecutivos es m. (x )(x + 1)(x + 2)(x + 4) = m ó (a − 2)(a − 1)(a )(a + 1)(a + 2) = m R 3 = A 4 14) Por cada 3 fichas rojas tengo 4 fichas azules. R = 3k 1.4.1. ; A=4k ECUACIONES DE 1ER GRADO. Ecuación: La ecuación es una igualdad de dos expresiones algebraicas que se verifica o satisface sólo para determinados valores de sus incógnitas. Propiedades de las ecuaciones: 1. Si se suma o resta a los dos miembros de una ecuación una cantidad constante, la ecuación que se obtiene es EQUIVALENTE a la primera. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 25 MATEMÁTICA 2. Si se multiplica o divide a los dos miembros de una ecuación por una cantidad constante diferente de cero, la ecuación que se obtiene es EQUIVALENTE a la primera. Ejemplo: Resolver la siguiente ecuación: 2X + 3X + 20 = 140 – 1X Solución: 2X + 3X + 20 = 140 – 1X 2X + 3X + 1X = 140 – 20 6X = 120 X = 120 / 6 X = 20 Ejemplos de aplicación: Resolver las siguientes ecuaciones mostrando el procedimiento: 1. 4 x − 1 = 2. 40 x + 97 x − 4 = 120 x − 63 3. 3 ( x + 1 ) + 4 ( 2 x − 1 ) = 5 ( x + 5 ) − 2 ( x − 3 ) 4. 1 + x 1 = + x 2 2 5. 1 4 6. x − 2 x − 2 + 2 = + 6 3 5 7. 1 1 ( x − 1) + 2 = ( 2 x − 1) − 2 2 3 8. 2 3 9. 1 ⎡ 3 2 ⎢⎣ 2 + (x 2 5 x = 3 4 x 2 + − 4 )+ 5 x = (x + 5 )+ 2 3 5 x + 7 (x (x − 1) + 30 3 ⎤ + 6 )⎥ = x + 4 ⎦ 10. − 13 − [3 ( x + 2 ) + 4 ] = 11 − [6 (− 2 x − 2 ) + 1 ] ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 26 MATEMÁTICA Problemas de Aplicación: Los problemas que aquí se plantean son resolubles a través de ecuaciones de primer grado. Es importante leer el problema 2 o 3 veces hasta comprenderlo, hacer el planteamiento y resolver. 1. Los alumnos del ciclo de Estudios Generales contrataron un autobús para seguir a su equipo de fútbol. Si el autobús se hubiera llenado, cada uno habría pagado S/. 9.00; pero quedaron 12 asientos vacíos y el viaje costó S/. 13.00 ¿Cuántos asientos tenía el autobús? 2. La suma de tres números pares consecutivos es 60. Hallar esos números. 3. Un ciclista sale por una carretera a 25 Km./h. 30 minutos después sale otro en su persecución a una velocidad de 30 Km./h. ¿Cuánto tiempo tardará en alcanzarle? Comprobando respuestas: 1. El autobús tenía 39 asientos. 2. Los números son 18, 20 y 22. 3. El ciclista tardará 2h y 30 minutos. SISTEMAS DE ECUACIONES. En matemáticas, un sistema de ecuaciones es un conjunto de dos o más ecuaciones con varias incógnitas. Una solución para el sistema debe proporcionar un valor para cada incógnita, de manera que en ninguna de las ecuaciones del sistema se llegue a una contradicción. En otras palabras el valor que se reemplaza en las incógnitas debe hacer cumplir la igualdad del sistema. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 27 MATEMÁTICA MÉTODOS DE RESOLUCIÓN. Método de Sustitución: El método de sustitución consiste en despejar en una de las ecuaciones cualquier incógnita, preferiblemente la que tenga menor coeficiente, para, a continuación, sustituirla en otra ecuación por su valor. En caso de sistemas con más de dos incógnitas, la seleccionada debe ser sustituida por su valor equivalente en todas las ecuaciones excepto en la que la se ha despejado. En ese instante, se tendrá un sistema con una ecuación y una incógnita menos que el inicial, en la que se podrá seguir aplicando este método reiteradamente. Por ejemplo, suponiendo que se quiere resolver por sustitución este sistema: por ser la de menor En la primera ecuación, se selecciona la incógnita coeficiente y que posiblemente facilite más las operaciones, y se despeja, obteniendo la siguiente ecuación: en la otra El siguiente paso será sustituir cada ocurrencia de la incógnita ecuación, para así obtener una ecuación donde la única incógnita sea la . , y si ahora se substituye Al resolver la ecuación se obtiene el resultado esta incógnita por su valor en alguna de las ecuaciones originales se obtendrá , con lo que el sistema queda ya resuelto. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 28 MATEMÁTICA Método de Igualación. El método de igualación se puede entender como un caso particular del método de sustitución en el que se despeja la misma incógnita en dos ecuaciones y a continuación se igualan entre sí la parte derecha de ambas ecuaciones. Tomando el mismo sistema utilizado como ejemplo para el método de en ambas ecuaciones queda de la sustitución, si se despeja la incógnita siguiente manera: Como se puede observar, ambas ecuaciones comparten la misma parte izquierda, por lo que se puede afirmar que las partes derechas también son iguales entre sí. Llegados a este punto, la ecuación resultante es resoluble y se puede obtener el valor de la incógnita x, y a partir de aquí, sustituyendo dicho valor en una de las ecuaciones originales, obtener el valor de la y, que además ya se encuentra despejada. Método de Reducción. Este método suele emplearse mayoritariamente en los sistemas lineales, siendo pocos los casos en que se utiliza para resolver sistemas no lineales. El procedimiento, diseñado para sistemas con dos ecuaciones e incógnitas, consiste en transformar una de las ecuaciones (generalmente, mediante productos), de manera que se obtengan dos ecuaciones en la que una misma incógnita aparezca con el mismo coeficiente y distinto signo. A continuación, se suman ambas ecuaciones produciéndose así la reducción o cancelación de dicha incógnita, obteniendo así una ecuación con una sola incógnita, donde el método de resolución es simple. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 29 MATEMÁTICA Por ejemplo, en el sistema para poder no se tiene más que multiplicar la primera ecuación por cancelar la incógnita . Al multiplicar, dicha ecuación queda así: Si se suma esta ecuación a la segunda del sistema original, se obtiene una ha sido reducida y que, en este caso, da nueva ecuación donde la incógnita directamente el valor de la incógnita : -4x - 6y = -10 5x + 6y = x 4 + = -6 El siguiente paso consiste únicamente en sustituir el valor de la incógnita en cualquiera de las ecuaciones donde aparecían ambas incógnitas, y obtener así 17 es igual a . que el valor de 3 Ejercicios de Aplicación: Resolver los siguientes sistemas de ecuaciones empleando los tres métodos. 1) x + 2 y = 15 x − 2 y = − 5 2) 3) a = 14 − 5 b 2 a = 3 b − 11 4) 5) x = 5 + 3 y 7 x − 39 = 9 y 6) 7) (7 y (2 y − x ) + 2 ( x − 1 ) = − 25 − x ) + 7 ( y − 1 ) = − 32 8) x − y = 4 3 x + 4 y = 68 7 m − 2 n + 34 = 0 5 m + 3 n + 11 = 0 ( x + 2 y ) − (2 x − y ) = 8 x − 1 − [y − 2 x ] = − 1 3[x − 4 y ] + 7[2 x − y ] = −10,5 14 x − 3 y = 4 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 30 MATEMÁTICA 1.4.2. ECUACIONES DE 2DO GRADO. Una ecuación de segundo grado es aquella que puede reducirse a la forma. ax 2 + bx + c = 0 . Donde no se anula a Si se observan los coeficientes b y c, se pueden clasificar en incompletas si se anula b o c, o completas si no se anula ninguno de los coeficientes. Número de soluciones: Solucionar una ecuación de segundo grado consiste en averiguar qué valor o valores al ser sustituidos por la indeterminada convierten la ecuación en una identidad. Se denomina discriminante Δ = b − 4ac , en función del signo discriminante se conocerá el número de soluciones de la ecuación, así: 2 del • Si el discriminante es menor que 0 la ecuación no tiene solución. • Si el discriminante es 0 hay una solución. • Si el discriminante es mayor que 0 hay dos soluciones. Ejemplo de Aplicación 1: ¿Cuántas raíces tiene la ecuación 8 x 2 − 9 x − 8 = 0 ? a) Ninguna solución c) Dos soluciones: x1 = b) Una solución: x = ; x2 = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 31 MATEMÁTICA Resolución de una ecuación de segundo grado cuando b=0. Si b=0 la ecuación queda ax2+c=0, despejando se llega: Ejemplos: • • Ejemplo de Aplicación 1: La ecuación x − 9 = 0 2 a) No tiene solución c) Tiene dos soluciones b) Tiene una solución x1 = ; x = x2 = Resolución de una ecuación de segundo grado cuando c=0. Si c=0 la ecuación queda ax2+bx=0. Sacando factor común se tiene que x(ax+b)=0 de donde se deduce que x=0; ax + b = 0 por lo que ax=-b ; x=-b/a. Las soluciones son x1=0 y x2=-b/a. Conclusión: Las ecuaciones de este tipo siempre tienen solución y una de las soluciones es x=0 Ejemplo: • • Ejemplo de Aplicación 1: Resolver la ecuación Soluciones x1= ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. x2= 32 MATEMÁTICA Ecuación de segundo grado completa. Una ecuación de segundo grado se dice completa si a , b y c son todos no nulos. Para resolver estas ecuaciones se aplica la fórmula: Ejemplo: Ejemplo de Aplicación 1: La ecuación a) No tiene solución c) Tiene dos soluciones − x2 − 6x − 9 = 0 b) Tiene una solución x1 = ; x = x2 = PROBLEMAS DE APLICACIÓN DE ECUACIONES DE 2DO GRADO. 1. Determinar los lados de un rectángulo, sabiendo que su perímetro es 70 m y su área es 286m2. El lado mayor mide m y el menor m 2. La edad de un padre es el cuadrado de la de su hijo. Dentro de 24 años la edad del padre será el doble que la de su hijo. ¿Qué edad tienen el padre y el hijo? La edad del padre es años y la del hijo ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. años 33 MATEMÁTICA 3. Un deportista caminó 40 km en un cierto número de horas. Si hubiese caminado 3 km más por hora habría tardado 3 hora menos en recorrer la misma distancia. ¿Cuántas horas ha estado caminando? El deportista ha caminado horas 4. La edad de un padre es el cuadrado de la de su hijo. Dentro de 35 años la edad del padre será el doble que la de su hijo. ¿Qué edad tienen el padre y el hijo? La edad del padre es años y la del hijo años 5. Una persona compró cierto número de objetos por 360 euros. Podría haber comprado 3 objetos más, si cada uno hubiese costado 4 euros menos. ¿Cuántos objetos compró?¿Cuánto costó cada objeto? Compró objetos a un precio de euros 6. Determinar los lados de un rectángulo, sabiendo que su perímetro es 50 m y su área es 144m2. El lado mayor mide m y el menor m Comprobando respuestas: 1) 2) 3) 4) 5) 6) El lado mayor mide 22 m y el lado menor mide 13 m La edad del padre es 36 años y la del hijo 6 años Ha estado caminando 8 horas La edad del padre es 49 años y la del hijo 7 años 15 objetos y cada uno costo 24 euros El lado mayor mide 16 m y el lado menor 9 m Resolver: 1. José compró una maquina por S/. 250, una sierra circular por S/. 198, y un par de calculadoras por S/. 320. ¿Con cuánto se queda si tenía S/ 1 000?. Rpta. S/. 232 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 34 MATEMÁTICA 2. Se gastó S/. 58 en cuadernos y S/ .135 en libros ¿Cuánto tenía si aún se tiene el doble de la cantidad que se gastó? Rpta. S/. 579 3. En un almacén hay dos docenas y media de cajas rojas y dos decenas y media de cajas blancas ¿Cuántas cajas rojas hay demás? Rpta. 5 cajas 4. Luís compró una computadora en S/. 5 150, dando una cuota inicial de S/. 830 y el resto en 8 letras de cambio iguales. ¿Cuál es el valor de cada letra? Rpta. S/. 540 5. Mi padre cumplió 48 años en 1970. ¿En qué año nació? Rpta. 1922 6. En una división el cociente es de 17, el resto es 8 y el divisor es el triple del residuo. ¿Cuál es el dividendo? Rpta. 416 7. Si una docena de cuadernos cuesta S/. 117. ¿Cuántos cuadernos se podrán comprar con S/ 78? Rpta. 8 cuadernos 8. Se dio un cheque de S/. 200, para pagar 9 metros de alambre, se recibió de vuelto S/ 20. ¿Cuánto se pagó por el metro de alambre? Rpta. S/. 20 9. María compró 20 docenas de bombones, para repartir igualmente entre los 75 alumnos del jardín de la infancia, de su colegio. ¿Cuántos bombones recibió cada uno si aún sobran 15 bombones? Rpta. 3 bombones ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 35 MATEMÁTICA 10. Con S/. 2 340 se podrán comprar 4 casacas ó 9 camisas. ¿Cuál es la diferencia de precio entre una casaca y una camisa ? Rpta. S/. 325 11. Un tarugo de 300 milímetros fue cortado en 2 pedazos .Si uno de los pedazos tenía 128 milímetros, ¿Cuánto medía el otro? (Se desprecia la pérdida de corte). Rpta. 172 mm 12. Un aprendiz hizo 58 tornillos en una semana y 49 tornillos en otra, en total, 29 estaban con defecto ¿Cuántos tornillos perfectos entregados al final? Rpta. 78 tornillos 13. En cierta fábrica hay 10 máquinas .Cada Máquina produce 30 piezas por hora. ¿Cuál es la producción de esa fábrica en 8 horas? Rpta. 2 400 piezas 14. El divisor y el residuo de una división son respectivamente 48 y 36. Si se multiplica al dividendo por 25 y se efectúa nuevamente la división, el cociente queda multiplicado por 26 y el resido no se altera. ¿Cuál fue el dividendo inicial? Rpta. 900 PROBLEMAS RESUELTOS 1) Si reparto mis S/. 250 entre mis hijos, sólo me queda S/. 2; pero si accidentalmente 4 de ellos desapareciesen, me sobraría S/. 126; ¿Cuántos hijos tengo? A) 10 2) B)1 C)6 D)4 E)8 Un número es tantas veces 8 como el doble de las veces que 144 contiene a dicho número. Calcular el doble del número. A) 96 B) 48 C) 24 D) 12 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. E) 192 36 MATEMÁTICA 3) Andrés sube hasta el 5° piso de un edificio, luego baja al 2° y vuelve a subir al 4° piso .Si entre piso y piso las escaleras tienen 12 peldaños ¿Cuántos peldaños ha subido en total Andrés? A)60 4) B)6 000 m C)5 800 m D)3 800 m E)4 500m B)8 C)12 D)16 E)20 B)14 s C)10 s D)16 s E)12 s En una jaula donde hay conejos y gallinas pueden contarse 132 cabezas y 420 patas. ¿Cuántos animales hay de cada clase? A)10 y 25 8) E)108 Un tren de 200 m de longitud viaja a 50m/s .¿Cuánto demora en pasar un túnel de 500 m? A)35 s 7) D)84 En una compra un cliente se equivoca al pagar y abona S/.24 más de lo que debía, costándole así cada artículo S/.2 más de lo normal. ¿Cuántos artículos compró? A)10 6) C)72 Un tren eléctrico de 200 m de largo , demora 2 segundos en pasar frente a una persona y 1 minuto en pasar por un túnel. Hallar la longitud del túnel. A)5 000 m 5) B)90 B)54 y 78 C)98 y 34 D)13 y 22 E)200 y 32 Un obrero, gana diariamente S/.5 más que otro. Después de trabajar cada uno el mismo número de días , el primero recibe S/.143 y el segundo S/.88.¿Cuánto gana por cada día el obrero peor pagado? A) S/.11 B)S/13 C)S/.5 D)S/.12 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. E)S/.8 37 MATEMÁTICA 9) Se tiene un montón de 84 monedas de 10 g cada una y otro de 54 monedas de 25 g cada una. Halle el número de monedas que debe intercambiarse (el mismo número) para que ambos montones adquieran el mismo peso. A) 14 B) 15 C) 16 D) 17 E) 18 10) ¿Cuál es el mayor número del cual , al dividirlo entre 83 , se obtiene como residuo un número que es el triple del cociente contenido? Dar como respuesta la suma de cifras de dicho número. A)9 B)10 C)8 D)7 E)6 SOLUCIÓN 1) C/U : S/ .x Sobrarían: S/.x + S/.x + S/.x + S/.x + 2 = 126 ⇒ 4x + 2 = 126 ⇒ x = 31 250 − 2 N º de hijos = =8 Clave: E 31 2) Sea “ x” el numero , entonces 144 x =2 ⇒ x 2 = 2 304 8 x x = 48 : Clave: A ∴ El doble del número es : 2(48) = 96 3) * Cuando asciende al 5to piso sube: 12 x 4 = 48 peldaños * Cuando desciende hasta el 2do piso baja: 12 x 3 = 36 peldaños * Cuando asciende hasta el 4to piso sube: 12 x 2 = 24 peldaños * Finalmente, lo que ha subido en total será: 48 + 24 = 72 peldaños ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. Clave: C 38 MATEMÁTICA 4) Clave: C 5) Sea a x Costo por cada artículo n : lo que debía pagar Nº de artículos Luego a x n + 24, lo que pagó. a n + 24 lo que costó cada artículo n an 24 ⇒ + = a + 2 ⇒ n = 12 n n ∴ Compro 12 artículos ⇒ Clave: C 6) túnel + tren = para que pase por el túnel 500 + 200 =700 t= 700 m = 14 s 50 m s Clave: B 7) Nº de cabezas = 132 Suponiendo que los 132 son conejos ⇒ 132 x4 = 528 patas Se observa un exceso de patas de 108 ⇒ 108 ÷ 2 = 54 veces , para convertir ese exceso en gallinas Finalmente: Número de gallinas: 54 Número de conejos: 132 – 54 = 78 Clave: B 8) 1er obrero = S/.143 ⇒ recibe S/.55 más que el 2do 2do obrero = S/. 88 Nº de días trabajados será: S/.55 ÷ S/.5 = 11 1er obrero = S/.143 ÷ 11 = S/.13 2do obrero = S/. 88 ÷ 11 = S/.8 Clave: E ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 39 MATEMÁTICA 9) Peso 1er montón = 84(10) = 840 g Peso 2do montón = 54(25) = 1 350 g ⇒ Peso total = 840 + 1 350 = 2 190 g Al intercambiar el mismo número de monedas, cada montón debe pesar: 2190 ÷ 2 = 1095g Una moneda del 2do montón aumenta al 1er montón en: 25 – 10 = 15g Luego, para que aumente: 1095- 840 = 255g Se debe intercambiar: 255 ÷ 15 = 17 monedas Clave: D 10) Sea N el número, entonces: N 3q 83 q ⇒ N = 83 q + 3q ∧ 3q ∠ 83 N = 86 q ∧ q ∠ 27,6 El mayor número N se obtiene para " q " = 27 ⇒ N = 86 x27 N = 2322 ∴ Suma de cifras = 2 + 3 + 2 + 2 = 9 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. Clave: A 40 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I TRANSPOSICIÓN DE ECUACIONES I. Ejercicios: 1. Resolver x: a) 6 + x = 18 b) 18 - x = 14 c) x - 6 = 24 d) e) f) b d x + x = 18 - x = 14 - 3 = 24 a) 14 = 7 + x b) 10 = x + 14 c) 1 = 6 - x d) e) f) m =7 + x r = x+4 z = 6-x g) h) i) b + x=a d - x= c x -e = a g) h) i) m=k + x r=x+v z=1-x g) h) i) R1 = R – R2 C2 = C – C2 t = t1 + t2 2. 3. Resolver cada una de las letras: a) a + b = c b) k - d = v c) 1 + m = - d d) e) f) l1 + l 2 = L g1 + g2 = G F1 + F 2 = F3 4. a) a + b = 86 b) c - t = - 65 c) F - G = 80 d) 684 - G = 65 + K e) 456 + H = Z – 65 f) W - 45 = 32 + 14 g) -24 + F = 36 + x h) V – 18 = - 42 + L i) -16 + W = Z + 36 5. Un cuarto tiene una longitud de 4,25 m. Otro cuarto es 1,12 m. más corto. ¿Qué longitud tiene éste? 6. Los tres lados de un triangulo tiene una longitud total de 318 mm. Calcular la base cuando los otros dos lados tienen una longitud de 114 mm y 62 mm respectivamente. 7. Antes de comenzar un viaje, el cuentakilómetros de un automóvil marca 312,4 km. Terminado el viaje indica 618,7 km. ¿Cuántos kilómetros se ha viajado? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 41 MATEMÁTICA .TRANSPOSICIÓN DE ECUACIONES II. 1. Resolver x: a) b) c) d) e) f) g) h) 3x = 24 9x = 36 56 = 7x 3x = A 9x = F 56 = F . x b . x = A p . x =F 2. a) 0,3 x = 3 4 b) 9x = 36 4 c) 51 = 17x 3 d) 0,2 x = A e) f) g) h) 9x = R 4 51 = G . x L B . x=A Q. x =R 4 3. Hay que cortar un hierro plano de 1,85m de longitud en una relación de 2:3. Calcular las longitudes parciales. 4. La altura de una tuerca hexagonal es de 28,8 mm. Esta dimensión es 8/10 del diámetro del tornillo. ¿Qué tamaño tiene el diámetro? 5. Un trecho es 12 m más largo que otro; la suma de ambos es de 48m ¿Cuál es la longitud de los trechos? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 42 MATEMÁTICA 1. La suma del dividendo y el divisor de una división inexacta es 31 veces el resto, y la diferencia de los mismos es 21 veces dicho resto. ¿Cuál es el cociente de dicha división? A)26 B)15 C)5 D)10 E)20 2. El cociente de una división inexacta es 61 .Se suman 800 unidades al dividendo y se repite la división , siendo el cociente 50 más que el anterior y sin alterarse el residuo ¿Cuál es el divisor de la división? A) 16 B) 20 C) 24 D) 30 E) 32 3. Un señor quiso dar limosna a un grupo de ancianos , si les daba S/.5 a cada uno , le faltaría S/.30,si les daba S/.3 a cada uno , le sobraría S/.70.¿Con cuánto de dinero contaba esa persona? A)S/.200 B)S/.220 C)S/.250 D)S/.280 E)S/.310 4. Entre cierto número de personas compran una computadora que cuesta S/.1200.El dinero que paga cada persona excede en 194 al número de personas .¿Cuántos participaron en la compra? A)18 personas B)36 personas C)6 personas D) 12 personas E)20 personas 5. Un padre compra entradas para sus hijos, si paga las entradas de 14 soles le falta para tres de ellos , pero si paga las de 7 soles le alcanza para todos y le sobra 14 soles .¿Cuántos hijos tiene? A)5 B)6 C)7 D) 8 E)9 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 43 MATEMÁTICA UNIDAD 02 MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO (MCM) Y MÁXIMO COMÚN DIVISOR (MCD) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 44 MATEMÁTICA 2. NÚMEROS ENTEROS. Los números enteros se pueden clasificar en: Números enteros negativos Z - = {...... − 3;−2;−1} El cero y Números enteros positivos Z+ = {1;2;3;4;.........} 2.1. DIVISIBILIDAD. Un número entero A es divisible por otro numero entero positivo B si al dividirlos, el cociente resulta exacto. Si A 0 entonces B k “A es divisible por B ó B es un divisor de A “ además, por ser una división exacta se cumple que : A = B . k donde k es un número entero , entonces también se dice que “ A es un múltiplo de B “ Ej. 1) ¿20 es divisible por 4? Sí, porque: 20 4 0 5 Luego, se cumple que: * 0 es divisible por 3. * 3 es un divisor de 0. * 3 es un factor de 0. * 0 es un múltiplo de 3. 3) ¿- 42 es divisible por 7? Luego, se cumple que: Sí es, porque: * 20 es divisible por 4. * 4 es un divisor de 20. * 4 es un factor de 20. * 20 es un múltiplo de 4. 2) ¿0 es divisible por 3? Sí es, porque: 0 0 3 0 - 42 7 0 -6 Luego, se cumple que: * - 42 es divisible por 7. * 7 es un divisor de – 42. * 7 es un factor de - 42. * - 42 es un múltiplo de 7. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 45 MATEMÁTICA 4) 15 no es divisible por 0. (V) (F) 5) 36 no es divisible por - 9 (V) (F) Verdadero, porque por definición el divisor debe ser diferente de cero. Verdadero, porque debe ser positivo. el divisor Ej. Hallar todos los divisores de: 8 y 18 D( 8 ) : 1 ; 2 ; 4 y 8 D( 18 ) : 1 ; 2 ; 3 ; 6 ; 9 y 18 2.2. MULTIPLICIDAD. Un número entero A es múltiplo de otro número entero positivo B, si se cumple que A = B . K donde K es un número entero. Ej. Responder las siguientes preguntas. 1) ¿15 es múltiplo de 3? Sí, porque 15 = 3 × 5 y 5 es un número entero. 2) ¿- 12 es múltiplo de 4? Sí, porque - 12 = 4 × - 3 y - 3 es un número entero. 3) ¿Cero es múltiplo de 5? Sí, porque 0 = 5 × 0 y 0 es un entero. 4) ¿5 es múltiplo de cero? No, porque 5 = 0 × K, no hay ningún número entero que multiplicado por cero nos de 5. 5) ¿8 es múltiplo de - 2? No, porque por definición un número entero no puede ser múltiplo de un entero negativo. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 46 MATEMÁTICA Si un número A es múltiplo de B, su notación será: donde K es un número entero A = B.K múltiplo de B “. 0 Ej. 1) 20 = 5 0 2) 18 = 3 0 3) 0 = 2 ó 0 A = B y se leerá “A es 20 = 5.K ó ó 18 = 3.K ó 0 = 2 .K donde , para todos los casos K = 0;1;2;3;4;……….. Ej. Hallar los múltiplos de 3 y de 5. Eso se escribirá 3K y 5K, entonces: M ( 3 ) : 0 ; 3 ; 6 ; 9 ; 12 ; 15 ; 18 ; 21 …….. M ( 5 ) : 0 ; 5 ; 10 ; 15 ; 20 ; 25 ; 30 ; ……… RELACIÓN ENTRE UN MÚLTIPLO Y UN DIVISOR: Ej. Entre 9 y 27. Ej. Entre 24 y 6 divisor múltiplo 24 6 divisor 9 27 múltiplo ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 47 MATEMÁTICA CUANDO UN NÚMERO NO ES DIVISIBLE POR OTRO. Si un número entero A no es divisible por otro número entero positivo B , entonces , eso se puede expresar de dos maneras : 0 A = B + rd ó 0 A = B - re Donde rd y re son los residuos por defecto y por exceso respectivamente de la división de A entre B, además, recordar que: rd + re = divisor Ejemplo: 1) 15 no es divisible por 2 porque 3) 26 no es divisible por 7 porque 15 2 26 7 1 7 5 3 Entonces: Entonces: 0 0 26 = 7 15 = 2 + 1 ó ó 1 + 1 = 2 5 + 2 = 7 0 0 15 = 7 - 2 15 = 2 - 1 2) 23 no es divisible por 5 porque 4) 526 no es divisible por 12 porque 23 5 520 3 4 4 0 0 3 + 2 = 5 15 = 5 - 2 43 520 = 12 23 = 5 + 3 ó 12 Entonces: Entonces: 0 + 5 + 4 ó 4 + 8 = 12 0 520 = 12 - 8 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 48 MATEMÁTICA PROPIEDADES: 1) La cantidad de divisores de un número es una cantidad limitada. 2) La cantidad de múltiplos de un número es una cantidad ilimitada. 3) El menor divisor de un número es la unidad y el mayor, el mismo número. 4) El cero es divisible por todo número entero positivo. CRITERIOS DE DIVISIBILIDAD. Divisibilidad por 2n. Para que un número sea divisible por 2n, las últimas “n” cifras del número debe ser divisible por 2n, o terminar en “n” ceros. Divisibilidad por 21 = 2: Para que un número sea divisible por 2, la última cifra del número debe ser divisible por 2, o terminar en un cero. Ejemplos. a) 2 064 es divisible por 2 porque la última cifra del número es 4 y 4 es divisible por 2. b) 30 650 es divisible por 2 porque su última cifra, cero, es divisible por 2. c) 357 no es divisible por 2 porque su última cifra 7 no es divisible por 2. Divisibilidad por 22 = 4: Para que un número sea divisible por 4, las dos últimas cifras del número debe ser divisible por 4, o terminar en dos ceros. Ejemplos. a) 78 124 es divisible por 4 porque las dos últimas cifras del número es 24 y 24 es divisible por 4. b) 30 600 es divisible por 4 porque sus dos últimas cifras son ceros, y cero es divisible por 4. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 49 MATEMÁTICA c) 7 518 no es divisible por 4 porque sus dos últimas cifras 18 no es divisible por 4. Divisibilidad por 23 = 8. Para que un número sea divisible por 8, las tres últimas cifras del número debe ser divisible por 8, o terminar en tres ceros. Ejemplos. a) 78 136 es divisible por 8 porque las tres últimas cifras del número es 136 y 136 es divisible por 8. b) 78 000 es divisible por 8 porque sus tres últimas cifras son ceros, y cero es divisible por 8. c) 7 222 no es divisible por 8 porque sus tres últimas cifras 222 no es divisible por 8. Divisibilidad por 5n. Para que un número sea divisible por 5n, las “n” últimas cifras del número debe de ser múltiplo de 5n, o terminar en “n” ceros. Divisibilidad por 51 = 5. Para que un número sea divisible por 5, la última cifra del número debe ser múltiplo de 5, o terminar en un cero. Ejemplos. a) 2 060 es divisible por 5 porque la última cifra del número es 0 y 0 es divisible por 5. b) 30 685 es divisible por 5 porque su última cifra es 5 y 5 es divisible por 5. c) 357 no es divisible por 5 porque su última cifra 7 no es divisible por 5, 0 además 7 = 5 + 2, entonces al dividir 357 entre 5, obtendremos como residuo 2. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 50 MATEMÁTICA Divisibilidad por 52 = 25. Para que un número sea divisible por 25, las dos últimas cifras del número debe ser múltiplo de 25, o terminar en dos ceros. Ejemplos. a) 2 700 es divisible por 25 porque las dos últimas cifras del número son ceros. b) 30 675 es divisible por 25 porque las dos últimas cifras es 75 y 75 es divisible por 25. c) 257 088 no es divisible por 25 porque sus dos últimas cifras 88 no es 0 divisible por 25, además 88 = 25 + 13, entonces al dividir 257 088 entre 25, se obtendrá como residuo 13. Divisibilidad por 3. Un número será divisible por 3 cuando la suma de las cifras del número dé un número que es divisible por 3. Ejemplos. Verificar si los siguientes números son divisibles por 3. 0 1) 2 358, 2 + 3 + 5 + 8 = 18 y 18 = 3 por lo tanto, si es divisible por 3. 2) 283, 2 + 8 + 3 = 13 y 13 no es divisible por 3. 0 Además, 13 = 3 + 1 lo que significa que al dividir 283 entre 3 el residuo debe ser 1. 3) 57 014, 0 5+7+1+4 = 17 y 17 no es divisible por 3, además, 17 = 3 + 2 lo que significa que al dividir 57 014 entre 3 , se obtiene como residuo 2. Divisibilidad por 9. Un número será divisible por 9 cuando la suma de las cifras del número nos dé un número que es divisible por 9. Ejemplos. Verificar si los siguientes números son divisibles por 9. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 51 MATEMÁTICA 0 9 por lo tanto, sÍ es divisible por 9. 1) 9 558, 9 + 5 + 5 + 8 = 27 y 27 = 2) 283, 2 + 8 + 3 = 13 y 13 no es divisible por 9, además 13 = 9 + 4 lo que significa que al dividir 283 entre 9 el residuo es 4. 0 0 3) 57 014, 5+7+1+4 = 17 y 17 no es divisible por 9, además, 17 = 9 + 8 lo que significa que al dividir 57 014 ÷ 9, se obtiene como residuo 8. Divisibilidad por 7. Un numeral es divisible por 7 si al multiplicar cada una de sus cifras (de la derecha hacia la izquierda) por los valores 1; 3; 2; -1; -3; -2; 1; 3; …. y luego realizar la suma, este resulte divisible entre 7, por ejemplo (0; ±7; ±14; ±21 …) 0 abcdefg = 7 ⇔ 0 g + 3f + 2e – d – 3c – 2b + a = 7 1231231 + + Ejemplos. Verificar si los siguientes números son divisibles por 7 , en caso contrario hallar su residuo1). 1) 3 738 3) 99 148 8x1 + 3x3 + 7x2 - 3x1 = 28 y 0 8x1 + 4x3 + 1x2 - 9x1 - 9x3 = -14 28 = 7 , si es. y 2) 35 266 4) 264 6x1 + 6x3 + 2x2 - 5x1 - 3x3 = 14 y 0 14 = 7 , si es. 0 -14 = 7 , si es . 0 4x1 + 6x3 + 2x2 = 26 y 26 = 7 + 5 no es , y su residuo es igual a 5 Divisibilidad por 11. Para que un número sea divisible por 11, se debe de cumplir que la suma de las cifras de lugar impar menos la suma de las cifras de lugar par, nos dé un número que sea divisible por 11, por ejemplo (0; ±11; ±22; ±33;…) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 52 MATEMÁTICA Lugares pares 0 Para el número: a (g + e + c + a) – (f + d + b) = 11 b c d e f g Lugares impares Ejemplos: 1) Verificar si los siguientes números son divisibles por 11. 4) 539 8 074 0 4 + 0 – 7 – 8 = -11 = 11 , entonces 0 9 + 5 – 3 = 11 = 11 , entonces 8 074 es divisible por 11. 539 es divisible por 11. 5) 7 364 0 4 + 3 – 6 – 7 = -6 ≠ 11 , entonces 2) 5379 0 9 + 3 – 7 - 5 = 0 = 11 , entonces 5 379 es divisible por 11 7 364 no es divisible por 11 ya que al dividir 7 364 entre 11 dejará como residuo por exceso 6 y por defecto será 5 0 0 7 364 = 11 - 6 = 11 + 5 3) 381 909 6) 579 0 9 + 9 + 8 – 0 – 1 – 3 = 22 = 11 , 0 Entonces 381 909 es 11 0 9 + 5 – 7 = 7 ≠ 11 entonces 579 no es divisible por 11. El residuo por defecto es 7 y por exceso es 4. Divisibilidad por 6. Un número será divisible por 6, si es divisible por 2 y 3 a la vez. Ejemplos. a) 11 028 es divisible por 6 porque 11 028 es divisible por 2 y por 3 a la vez. b) 3152 es divisible por 2, pero no es divisible por 3, entonces no es divisible por 6. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 53 MATEMÁTICA Divisibilidad por 12. Un número será divisible por 12, si es divisible por 3 y 4 a la vez Ejemplos. a) 11 028 es divisible por 12 porque 11 028 es divisible por 4 y por 3 a la vez. b) 3152 es divisible por 4, pero no es divisible por 3, entonces no es divisible por 12. Divisibilidad por 10. Un número será divisible por 10, si su última cifra es cero. Ejemplos. a) 11 720 es divisible por 10 por que 11 720 termina en cero. b) 3102 no es divisible por 10, por que su última cifra no termina en cero. PRÁCTICA Marcar con un aspa (X), si el número N de la columna izquierda es divisible por alguno de los números de la fila horizontal superior. Número N 2 3 4 324 X X X 5 6 X 7 8 9 X 10 11 12 X 570 1 120 3 240 1 540 20 310 1 120 8 690 9 372 189 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 54 MATEMÁTICA 2.3. OTRA FORMA DE CLASIFICAR LOS NÚMEROS ENTEROS. Los números enteros, también se pueden clasificar según la de divisores que tenga el número como: a) cantidad NÚMEROS SIMPLES. Son aquellos que tienen uno o dos divisores como máximo. Ej. Son números simples: 1) 1, D ( 1 ) : 1 2) 5, D ( 5 ) : 1 y 5 3) 11, D ( 11 ) : 1 y 11 b) NÚMEROS PRIMOS. Son aquellos que tienen exactamente dos divisores, que son la unidad y el mismo número. Ej. 1) D( 2 ) : 1 y 2 , entonces 2 es primo. 2) D( 11 ) : 1 y 11 , entonces 11 es primo. NOTA: “El menor número primo es 2” c) NÚMEROS COMPUESTOS. Son aquellos que tienen más de dos divisores. Ej. 1) D (6) = 1, 2, 3 y 6 entonces 6 es un número compuesto. 2) D (9) = 1, 3 y 9 entonces 9 es un número compuesto. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 55 MATEMÁTICA NÚMEROS PRIMOS MENORES A 200. 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97, 101, 103, 107, 109, 113, 127, 131, 137, 139, 149, 151, 157, 163, 167, 173, 179, 181, 191, 193, 197, 199, . . . . 1) ¿Cuántos números primos hay entre 30 y 50? Están los: 31; 37; 41; 43 y 47. Hay 5. 2) ¿Cuántos números primos menores a 23 existen? Menores a 23 son : 2 ; 3 ; 5 ; 7 ; 11 ; 13 ; 17 y 19. Hay 8. 3) La suma de todos los números primos menores a 19 es 77. (V) (F) La suma de los números primos menores a 19 es: 2+3+5+7+11+13+17 = 58 2.4. PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR SI UN NÚMERO ES PRIMO O NO. 1) Hallar la raíz cuadrada en forma aproximada del número. 2) Dividir al número entre todos los números primos menores a la raíz hallada , si todos los cocientes resultan inexactos entonces el número será primo, en caso que uno de los cocientes resulte exacto entonces el número no será primo . Ej. Verificar si 97 es primo. Paso 1 : 97 ≈ 9,…. es 9 y algo más , ese algo más , no se considera y se trabaja con 9. A esto se refiere el método como “extraer la raíz cuadrada en forma aproximada “. Paso 2 : dividir a 97 entre los números primos menores a la raíz hallada : 2 ; 3 ; 5 y 7, en todos los casos , las divisiones son inexactas por lo que se concluye que 97 es primo . ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 56 MATEMÁTICA Ej. Verificar si 163 es primo. Paso 1 : 163 ≈ 12,… es 12 y algo más, se trabaja sólo con 12. Paso 2 : divide a 163 entre todos los números primos menores a 12 , que son : 2 , 3 , 5 , 7 y 11 , en todos los casos el cociente es inexacto por lo que concluye que 163 es primo . Ej. 91 no es primo. (V) (F) Solución: Paso 1 : 91 en forma aproximada es 9. Paso 2 : Números primos menores a 9: 2; 3; 5 y 7. 91 es divisible por 7 por lo tanto, no es primo. Ej. 247 es primo. (V) (F) Solución: Paso 1: Paso 2: 247 en forma aproximada es 15. Números primos menores a 15: 2; 3; 5; 11 y 13. 247 no es divisible por : 2 ; 3 ; 5 ; 7 y 11 pero sí es divisible por 13, entonces 247 no es primo. 2.5. NÚMEROS PRIMOS ENTRE SÍ (PESI). Dos o más números son PESI si solo tienen como único divisor común la unidad. Ej. Verificar si 4 y 9 son PESI. Solución. D (4): 1 ; 2 y 4 D (9): 1 ; 3 y 9 Como se puede observar, el único divisor común que tienen es la unidad, por lo tanto , se concluye que 4 y 9 son PESI. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 57 MATEMÁTICA Ej. Verificar si 6; 14 y 25 son PESI. Solución. D (6) : 1 ; 2; 3 y 6. D (14) : 1 ; 2; 7 y 14. D (25) : 1 ; 5 y 25 Se puede observar que el único divisor común que tienen los tres números es la unidad, por lo que se concluye que los 3 números son PESI. Ej. 15; 12 y 18 son PESI. Solución. (V) (F) D ( 15 ) : 1 ; 3 ; 5 y 15. D ( 12 ) : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 6 y 12. D ( 18 ) : 1 ; 2 ; 3 ; 6 ; 9 y 18. Como los tres números tienen 2 divisores comunes entonces no son PESI. 2.6. DESCOMPOSICIÓN DE UN NÚMERO EN SUS FACTORES PRIMOS O DESCOMPOSICIÓN CANÓNICA. Todo número se puede descomponer como producto de sus factores primos, elevados a exponentes que son números enteros positivos. Para un número N, descompuesto en sus factores primos, se tiene: N = Aa x Bb x Cc x Dd Donde A , B , C y D son los factores o divisores primos de N y a , b , c y d , son los exponentes de los factores primos . ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 58 MATEMÁTICA Ej. Descomponer en sus factores primos los números: 1) 90 2) 120 90 2 120 2 45 3 60 2 15 3 30 2 5 5 15 3 5 5 1 1 2 90 = 2 × 3 × 5 3 120 = 2 × 3 × 5 2.7. CANTIDAD DE DIVISORES DE UN NÚMERO N (CD(N)). Para hallar la cantidad de divisores de un número, se hallará la descomposición del número en sus factores primos. a b c Para la descomposición del número N = A ×B × C × D la cantidad de divisores de N será : d se cumple, que CD ( N ) = (a + 1)(b + 1)(c + 1)(d + 1) donde: a ; b ; c y d son los exponentes de los factores primos del número. También la cantidad de divisores se puede con las siguientes fórmulas: CD = 1 + CDprimos + CDcompuestos ó CD = CDsimples + CDcompuestos Ej. ¿Cuántos divisores tiene 60? Solución. 2 Como 60 = 2 ×3 × 5 entonces CD (60) = (2 + 1)(1 + 1)(1 + 1) = 12. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 59 MATEMÁTICA Ej. Hallar la cantidad de divisores de 1 008. Solución. 4 2 Como 1 008 = 2 × 3 × 7 entonces CD (1 008) = (4+1)(2+1)(1+1) = 30. SUMA DE LOS DIVISORES DE UN NÚMERO N (SD (N)). Dada la descomposición de un número N en sus factores primos: N = Aa × Bb × Cc × Dd , entonces : b+1 c+1 d+1 −1 B −1 C −1 D −1 × × × A−1 C −1 D−1 B −1 a+1 SD (N) = A Ej. Hallar la suma de todos los divisores de 60. Solución. 2 Como 60 = 2 × 3 × 5 entonces 3 2 2 2 −1 3 −1 5 −1 SD (60) = x = 7 × 4 × 6 = 168. × 2 −1 3 −1 5 −1 Ej. Hallar la suma de todos los divisores de 504. Solución. 3 2 Como 504 = 2 × 3 × 7 entonces, 4 3 2 2 −1 3 −1 7 −1 = 15 × 13 × 7 = 1 365. SD (504) = × × 2 −1 3 −1 7 −1 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 60 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS Problema 1. ¿Cuántos divisores primos tiene 700? Solución. 2 2 Descomponiendo 700 en sus factores primos se tiene que 700 = 2 × 5 × 7 y sus divisores primos serán: 2; 5 y 7 por lo que tendrá 3. Problema 2. Hallar la suma de todos los divisores primos de 644. Solución. 2 Descomponiendo en sus factores primos se tiene que 644 =2 × 7 × 23 entonces la suma de sus divisores primos será 2+7+23 = 32. Problema 3. ¿Cuántos divisores pares tiene 252? Solución. Los números pares se caracterizar por ser divisibles por 2, por lo tanto de la descomposición del número en sus factores primos, se extrae el factor 2. 2 2 ( 2 ) .252 = 2 ×3 × 7 = 2 2 × 3 × 7 , entonces, CD pares = (1 + 1)(2 + 1)(1 + 1) = 12 Problema 4. ¿Cuántos divisores impares tiene 360? Solución. Como los números pares se caracterizan por ser múltiplos de 2 entonces de la descomposición de 360 en sus factores primos, se va a eliminar el factor 2 elevado a su mayor exponente , de esta manera los divisores que resulten serán divisibles por cualquier otro número , menos por 2 . 3 2 360 = 2 3 ×3 2 × 5 = 2 ( 3 × 5) entonces la cantidad de divisores impares será igual a la cantidad de divisores del número que está entre paréntesis . CD( 360 )impares = (2+1)(1+1) = 6 . ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 61 MATEMÁTICA Problema 5. ¿Cuántos divisores impares tiene 1404? 2 3 2 3 Solución. 1404 = 2 × 3 × 13 = 2 (3 × 13), entonces CDimpares= (3+1)(1+1)= 8. Problemas Propuestos 1. I II III IV V VI De las siguientes afirmaciones : 3 es divisor de - 18 - 4 es un divisor de 12 20 es un divisor de 5 72 es un múltiplo de 9 4 es un múltiplo de 12 8 no es múltiplo de cero ¿Cuáles son falsas? A) I, III y VI B) II, III y V C) III y V D) II y III E) III , V y VI 2. Del siguiente grupo de números : 53 ; 91 ; 187 ; 209 ; 163 y 71 ¿Cuál es la diferencia entre el mayor y el menor número primo? A) 118 B) 134 C) 72 D)110 3. Calcular la suma de los números primos comprendidos entre 40 y 50. A)84 B)90 C)93 D)131 E)120 4. Calcular la suma de todos los divisores primos de 120. A) 3 B) 16 C) 10 D) 8 E)12 5. ¿Cuántos divisores no primos tiene 24? A) 1 B) 2 C) 8 D) 6 E) 4 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 62 MATEMÁTICA 2.8. MÁXIMO COMÚN DIVISOR (MCD). De un grupo de números enteros, el MCD de éstos es el mayor de los divisores comunes. Ej. Hallar el MCD de 12 y 18. D( 12 ): 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 6 ; 12 D( 18) : 1 ; 2 ; 3 ; 6 ; 9 ; 18 El mayor de los divisores comunes es 6, por lo tanto, el MCD = 6. Si se hallan los divisores del MCD, D(6): 1;2;3;6 y justamente éstos son los divisores comunes de 12 y 18 , por lo tanto, los divisores comunes de un grupo de números son los divisores del MCD. Los divisores comunes de un grupo de números son los divisores del MCD de dichos números. Propiedades: 1) El MCD está contenido en los números. 2) De un grupo de números, cada uno de ellos, es un múltiplo del MCD. 2.9. MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO (MCM). De un grupo de números, el MCM, es el menor de los múltiplos comunes. Ej. Hallar el MCM de 4 y 6. M ( 4 ) : 4 ; 8 ; 12 ; 16 ; 20 ; 24 ; 28 ; 32 ; 36 ;….. M ( 6 ) : 6 ; 12 ; 18 ; 24 ; 30 ; 36 ; 42 ,…………. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 63 MATEMÁTICA Se ve que de todos los múltiplos comunes , el menor de todos es 12 , por lo tanto el MCM ( 4 y 6 ) = 12 . Si se hallan los múltiplos del MCM, se tendrá, M ( 12 ) = 12 , 24 , 36 , … que justamente son los múltiplos comunes , entonces , los múltiplos comunes de un grupo de números son los múltiplos del MCM de dichos números . Métodos para calcular el MCD y MCM. 1) Por descomposición simultanea. Ej. Hallar el MCD y MCM de 18 y 24. 18 - 24 9 12 3 4 2 3 mcd = 2 × 3= 6 2) 18 - 24 2 9 12 3 3 4 3 1 4 4 1 1 mcm = 2 × 3 × 3 × 4= 72 Por descomposición de los números en sus factores primos. El MCD será igual al producto de los factores primos comunes , elevados a su menor exponente , y el MCM será igual al producto de los factores primos comunes y no comunes , elevados a su mayor exponente. Ej. Hallar el MCD y MCM de 18 y 60. Descomponiendo los números en sus factores primos, se tiene: 2 2 18 = 2x3 y 60 = 2 ×3 × 5 . Luego se aplica la propiedad. MCD = 2x3 = 6 3) 2 2 y MCM = 2 ×3 × 5 = 180. Por divisiones sucesivas. Este método sólo se aplicará para calcular el MCD de dos números. Ej. Calcular el MCD de 144 y 56. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 64 MATEMÁTICA Cocientes 2 1 1 3 144 56 32 24 8 32 24 8 0 residuos MCD=8 Ej. Calcular el MCD de 480 y 572. cocientes 572 1 5 4 1 1 2 480 92 20 12 8 4 92 20 12 8 4 0 MCD = 4. residuos Propiedades. 1) El producto de dos números es igual al producto de su MCM por su MCD. Ej. Para los números 6 y 9 su MCD = 3 y su MCM = 18 entonces se cumple que 6 × 9 es igual que 3 x 18. 2) Si dos números son PESI, su MCD es igual a 1 y su MCM es igual al producto de dichos números . Ej. Los números 4 y 9 son PESI por lo tanto su MCD = 1 y su MCM = 4 x 9 = 36. 3) Si un número está contenido dentro de otro entonces el MCD de dichos números será el menor de los números. Ej. Para los números 12 y 48. El MCD = 12 y 12 es justamente el menor de los números. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 65 MATEMÁTICA 4) Si un grupo de números es multiplicado o dividido por una cantidad entonces su MCD ó MCM también quedará multiplicado o dividido por esta misma cantidad. Ej. Para los números 8; 12 y 20 su MCD = 4 y su MCM = 120. Si a los números se dividen entre 2 se tendrá 4; 6 y 10 y su nuevo MCD será igual a 2 y su MCM = 60. 5) Si un número N es: 0 a 0 b N 0 c entonces N = mcm( a ; b ; c ) , ó si : 0 a N 0 b ± r ± r 0 c ± r entonces N = mcm( a ; b ; c ) ± r Ej. Si un número N es divisible por 2; 3 y 4 entonces ¿Por cuánto es divisible? Solución. Por propiedad, 0 0 N = MCM (2;3;4) = 12 Ej. 0 0 0 ¿Cuál es el menor número que es: 3 +2; 7 - 5 y 6 - 4? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 66 MATEMÁTICA Solución. Ese número N que se busca debe de ser: 0 3+ 2 0 0 0 0 7 -5= 7 +2 N 6 -4= 6 +2 Por lo tanto, por propiedad se sabe que: 0 0 N = mcm(3;7;6) + 2 = 42 + 2, como se pide el menor valor, este sería 44. PROBLEMAS RESUELTOS Problema 1. ¿Cuántos divisores comunes tienen: 14, 28 y 42? Solución. Por teoría, se sabe que la cantidad de divisores comunes de un grupo de números es igual a la cantidad de divisores del MCD de dichos números. Por lo tanto, MCD (14; 28; 42) = 14 D (14): 1, 2, 7 y 14 Entonces tendrán 4 divisores comunes. Problema 2. ¿Cuál es la menor longitud que debe tener un tubo de acero , si se desea obtener un número exacto de pedazos de : 24 , 15 ó 12 cm ? Solución. La longitud del tubo debe ser un múltiplo de cada u no de los pedazos para obtener una cantidad exacta de cada uno. De todos los múltiplos comunes queremos el menor. Longitud del tubo = MCM ( 24 ; 15 ; 12 ) = 120 cm. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 67 MATEMÁTICA Problema 3. ¿Cuál es el menor número de losetas de 34 x 18 cm necesarios para construir un cuadrado? Solución. Sea X el valor de la medida del lado del cuadrado. X X 34cm 18 cm De la figura, se observa que la medida de x debe ser un múltiplo común de 34 y de 18, pero de todos los múltiplos comunes se necesita el menor porque se quiere emplear la menor cantidad de losetas, por eso es que : X = mcm (34; 18) = 306 La cantidad de losetas es igual a: 306 306 x = 153 34 18 Problema 4. De una plancha de metal de 96 m de largo y 72 m de ancho, se desea obtener el menor número de pedazos de forma cuadrada, sin que sobre material. ¿Cuántos pedazos se obtendrán? Solución. Sea X: longitud del lado del pedazo de forma cuadrada. 96 cm 72 cm X X ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 68 MATEMÁTICA Para dividir la plancha en pedazos de forma cuadrada, el valor de X debe de ser un divisor común de 96 y 72. Como se quiere la menor cantidad de pedazos entonces el valor de X debe de ser el mayor posible, por esto que : X = MCD (96; 72) = 24 cm El número de pedazos que se obtendrán será: 96 72 # pedazos = x = 4 x 3 = 12 24 24 Problema 5 Tres ciclistas A, B y C parten juntos desde un mismo punto en una pista circular con velocidades constantes. A da una vuelta en 3 min. , B en 3 min. y medio , y C en 4 min.. Cuando los tres se junten nuevamente, ¿Cuántas vueltas habrá dado el ciclista A ? Solución. A : 3 min = 180 s B : 3 min y medio = 210 s PARTIDA C : 4 min = 240 s El tiempo que debe transcurrir para que un ciclista vuelva a pasar nuevamente por el punto de partida será un múltiplo de los tiempos empleado en dar una vuelta . Para que los tres ciclistas vuelvan a pasar por el punto de partida , el tiempo a transcurrir será un múltiplo común de los 3 tiempos dados . # vueltas que habrá 5040 ciclista A = 180 dado el = 28. Transformando las medidas a segundos ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 69 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I. 1. Hallar el M.C.M. y el M.C.D. de: P = 2 2.3.5 2 ∧ Q = 2.3 2.5.7 a) 630 y 45 b) 900 y 70 c) 900 y 210 d) 600 y 12 e) 6300 y 30 2. Si el M.C.M. de 2 números es 1050, ¿Cuál será su M.C.D., si producto es 5250? a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 3. Hallar el mayor de 2 números tales que su M.C.D. sea 36 y su M.C.M. sea 5148. a) 143 b) 396 c) 468 d) 684 e) 639 4. Si N = 3 2x.5 x , tiene 15 divisores, hallar N. a) 2000 5. Si A = 12.45 n divisores. a) 5 6. y c) 3196 d) 2025 e) 2184 B = 12 n.45 , hallar “n” para que su MCM presente 90 b) 2 c) 8 d) 6 e) 3 En una Institución Educativa se cuentan menos de 700 estudiantes pero más de 600. Si se cuentan de 6 en 6, de 8 en 8, de 10 en 10 y de 12 en 12, siempre sobran 5; pero si se cuentan de 11 en 11 no sobra ninguno. ¿Cuántos alumnos eran? a) 600 7. b) 2075 su b) 605 c) 660 d) 671 e) 796 En una fábrica laboran 150 personas y repartidas en dos turnos, de día y de noche. Si los que trabajan de día se les agrupara de 10 en 10, de 12 en 12 o de 20 en 20, siempre sobrarían 6, pero si se les agrupara de 18 en 18 no sobraría ninguno. ¿Cuántas personas trabajan en el turno de la noche? a) 20 b) 24 c) 32 d) 126 e) 36 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. 70 MATEMÁTICA 8. El número de páginas de un libro esta comprendido entre 400 y 500. Si se cuentan de 2 en 2 sobra 1, de 3 en 3 sobran 2, de 5 en 5 sobran 4 y de 7 en 7 sobran 6. ¿Calcular el número de páginas del libro? a) 417 b) 419 c) 420 d) 463 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO. e) 472 71 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II. 1. Hallar la suma de divisores: 4; 9 y 12. A) 6 2. B) 8 C) 10 D)9 cifras del menor número que tenga como E) 5 El MCM de dos números es 48. Si el producto de los mismos es 864. ¿Cuál es su MCD? A) 20 B) 15 C) 25 3. las D) 18 E) 9 Un número A es el triple de otro B y su MCD es igual a 27. Hallar la suma de A más B. A)27 B) 71 C) 89 D)108 E) 40 4. El MCD de los números 36K; 54K y 90K es 1620. Hallar el menor de los números. A) 900 5. B) 720 E) 2 400 D) 420 E) 8 Calcular el menor número de cuadrados iguales en las que se puede dividir una plancha de madera rectangular de dimensiones 360 cm por 210 cm. A) 30 B)19 7. D)3 240 Se tiene 3 varillas de cobre cuyas longitudes son 3780 cm; 3360 cm y 2520 cm. Se quiere dividirlas en trozos de igual medida y de la mayor longitud posible, ¿Cuántos cortes fueron necesarios hacer en la varilla de menor longitud? A) 6 B) 5 C) 4 6. C)3 600 C) 84 D) 48 E) 30 Se quiere llenar 4 cilindros de capacidades: 50; 75; 100 y 80 litros respectivamente. ¿Cuál será la mayor capacidad que puede tener un balde de tal manera que pueda llenar los cilindros en una cantidad exacta de veces? A)10 lt B)5 lt C)8 lt D)25lt E) 12 lt ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 72 MATEMÁTICA 8. Un terreno rectangular de medidas 255 m. por 225 m. se quiere dividir en el menor número de parcelas cuadradas e iguales. Si se va a colocar una estaca en cada vértice de las parcelas, ¿Cuántas estacas se necesitarán? A) 255 9. B) 288 C) 300 D) 260 E) 280 Se tiene 90 galletas, 54 chocolates y 150 bombones. se desea envasarlas en la menor cantidad de bolsas y que contengan la misma cantidad de cada artículo. ¿Cuántas bolsas más habrán de bombones que de chocolates? A) 16 B) 6 C) 9 D) 25 E) 34 10. En un taller de carpintería, el total de los salarios es S/ 525 y en otro S/ 810, recibiendo cada trabajador el mismo salario. ¿Cuantos trabajadores hay en cada taller si el salario es el mayor posible? A) 45 y 35 B) 54 y 53 C)15 y 35 D) 54 y 35 E) 30 y 40 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 73 MATEMÁTICA UNIDAD 03 NUMEROS RACIONALES: FRACCIONES ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 74 MATEMÁTICA 3. FRACCIÓN. 3.1. FRACCIÓN: ELEMENTOS. Se llama fracción a un número racional a/b donde: a ∈ Z, b ∈ Z, b ≠ 0, å ≠ b Fracción = a b Numerador Denominador - Numero racional (Q) es aquel que se puede expresar como el cociente de dos números enteros con denominador diferente de cero. - Una fracción racional también se llama quebrado, número fraccionario o fracción. - Toda fracción tiene 3 signos. A −A =+ −B B A +A =− −B B A −A =− +B B A +A =+ +B B REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE FRACCIONES: • El numerador indica las partes iguales que se han tomado de la unidad. • El denominador indica el total de partes en que se ha divido a la unidad. S=¼ S = 1/12 S= 3 11 S= ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 5 4 75 MATEMÁTICA Ejemplo Aplicativo: Del gráfico que se muestra: k k k k k k k Parte sombreada = 3k Parte no sombrada = 5k Total = 8k k a) ¿Qué fracción es la parte sombreada? Fsombrada= Parte.sombrada Total Fsombrada= 3k 3 = 8k 8 b) ¿Qué fracción es la parte no sombreada? Fno sombrada= Parte.no.sombrada Total Fno sombrada= 5 5k = 8k 8 c) ¿Que fracción es la parte sombreada de la no sombreada? denominador Fsombrada de la no sombrada = Parte.sombrada Parte.no.sombrada Fsombrada= 3k 3 = 5k 5 d) ¿Que fracción de la sombreada es la parte no somberada? denominador Fno sombrada de la sombrada = Parte.no.sombrada Parte.sombrada ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO Fsombrada= 5k 5 = 3k 3 76 MATEMÁTICA 3.2. CLASIFICACIÓN DE FRACCIONES. 1) POR COMPARACION DE SUS TÉRMINOS. . • Fraccion Propia: el numerador es menor de que el denominador. El valor de una fracción propia es menor que la unidad. 1 5 17 2 a < 1 ⇒ a < b Ejemplos: , , , ,... b 3 7 23 3 • Fracción Impropia:. El numerador es mayor de que el denominador. El valor de una fracción propia es mayor que la unidad. a 7 4 14 11 > 1 ⇒ a > b Ejemplos: , , , ,... b 3 2 3 9 2) POR SUS DENOMINADORES. • Fracción Ordinaria ó común: Es aquella cuyo denominador es diferente a una potencia de 10. a 17 52 1 5 = es ordinaria, si: b ≠ 10 n , , , ,... 5 7 25 23 b • Fracción Decimal: Es aquella cuyo denominador es una potencia de 10. 1 5 12 , , 10 100 1000 a = es decimal, si: b = 10 n b , 57 10000 ,... 3) DE ACUERDO A LA COMPARACIÓN DE LOS DENOMINADORES DE VARIAS FRACCIONES. • Fracciones Homogéneas: Igual denominador. 17 5 1 , , 3 3 3 , 2 ,... 3 • Fracciones Heterogéneas: Diferente denominador. 1 4 4 7 ,... , , , 3 9 5 2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 77 MATEMÁTICA 4) DE ACUERDO A LOS DIVISORES DE SUS TÉRMINOS. a = es irreducible, si a y b son PESI. b • Fracción irreductible. a = es reductible, si a y b tiene divisores b comunes a parte de la unidad. • Fracción reductible. 5) FRACCIÓN EQUIVALENTE. Son aquellas fracciones que tiene el mismo valor pero sus términos son diferentes. Su representación gráfica es por ejemplo: 1 2 3.3. 2 4 3 6 4 8 CONVERSIÓN DE UNA FRACCIÓN IMPROPIA A NÚMERO MIXTO Y DE UN NÚMERO MIXTO A FRACCIÓN IMPROPIA. • De Fracción a número mixto: Ejemplo: convertir 17 5 p a = n b b ; donde ; p < b a número mixto Primero dividir 17 entre 5. numerador 17 5 denominador 2 3 Parte Entera ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 3 2 5 78 MATEMÁTICA • De un número mixto a fracción: n p n .b + p = b b Ejemplo: = a Æ (Fracción Impropia) ; p < b b convertir 3 2 5 a fracción. + 3 x 3.4. = 2 5 = 17 5 MCM Y MCD DE FRACCIONES. ⎛ a c e ⎞ MCD(a; c; e) MCD ⎜⎜ ; ; ⎟⎟ = ⎝ b d f ⎠ MCM (b; d ; f ) ⎛ a c e ⎞ MCM (a; c; e) MCM ⎜⎜ ; ; ⎟⎟ = ⎝ b d f ⎠ MCD(b; d ; f ) ⎛a c e⎞ Nota: donde las fracciones ⎜ ; ; ⎟ , deben ser fracciones irreductible “si no lo ⎝b d f ⎠ son, se tienen que simplificar”. Ejemplo: Hallar el MCD y el MCM de 6/21 y 15/20. 1º. 2º. Simplificar 6/21 y 15/20, hasta obtener fracciones irreductibles, se obtiene 2/7 y 3/4. Hallar el MCD y el MCM de las fracciones ya simplificadas: MCD ( 2 ; 3 ) 1 ⎛2 3⎞ MCD ⎜ ; ⎟ = = MCM ( 7 ; 4 ) 28 ⎝7 4⎠ MCM ( 2 ; 3 ) 6 ⎛ 2 3 ⎞ MCM ⎜ ; ⎟ = = = 6 MCD ( 7 ; 4 ) 1 ⎝ 7 4 ⎠ ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 79 MATEMÁTICA 3.5. SIMPLIFICACIÓN DE FRACCIONES. Simplificar una fracción significa transformarla en otra EQUIVALENTE y, a la vez, IRREDUCTIBLE. Al simplificar una fracción hasta hacerla irreductible, es cuando a sus términos (numerador y denominador) se dividen entre su MCD. Ejemplo: ¿Simplificar la fracción 24/180? Solución: 1º Forma: Dividir sucesivamente los términos de la fracción por los divisores comunes hasta lograr una fracción irreducible. Pasos: Dividir ambos términos por 2, nuevamente por 2 y sigue por 3. 2 6 12 24 180 = 90 45 15 2º Forma: 2 15 Dividir al numerador y denominador entre su MCD: 24 24 ÷ MCD ( 24 ;180 ) 24 ÷ 12 2 = = = 180 180 ÷ MCD ( 24 ;180 ) 180 ÷ 12 15 3.5.1. PROPIEDADES: 1. aaa a = bbb b Ejemplo: Simplificar: 333 777 333 3 = 777 7 Porque: 333 3 × 111 3 = = 777 7 × 111 7 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 80 MATEMÁTICA 2. abab ab = cdcd cd Ejemplo: Simplificar: Porque: 3.6. 1212 3737 1212 12 = 3737 37 12 × 101 1212 12 ; se elimina 101 y queda = 3737 37 37 × 101 FRACCIONES EQUIVALENTES. Cuando los dos o más fracciones representan un mismo valor. 3.7. 2 4 = 5 10 = a b ak bk <> 12 30 = , 8 20 donde = .... k = 1 , 2 , 3 .... HOMOGENIZACIÓN DE DENOMINADORES DE FRACCIONES. Para reducir varias fracciones al mínimo común denominador: 1. Reducir a su más simple expresión. 2. Calcular el Mínimo Común Múltiplo (M.C.M.) de los denominadores. 3. Dividir el M.C.M. por el denominador de cada fracción y el cociente obtenido se multiplica con cada numerador correspondiente. Ejemplo: Homogenizar los denominadores de las fracciones: 4 6 ; 5 6 ; 10 8 Solución: Para homogenizar, reducir dichas fracciones a su más simple expresión: 4 5 6 2 1 3 ; ; ; <> ; ; 6 10 8 3 2 4 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 81 MATEMÁTICA Ahora, se calcula el M.C.M. de los denominadores: M.C.M. (3, 2, 4) = 12. Luego, se divide el M.C.M. entre cada uno de sus denominadores, el resultado de cada uno se multiplica por sus numeradores correspondiente, obteniendo: 8 6 9 ; ; 12 12 12 Esquemáticamente: × = 2 1 3 ; ; 3 2 4 ⇒ 8 6 9 ; ; 12 12 12 ÷ 3.8. MCM (3, 2, 4 ) = 12 COMPARACIÓN DE FRACCIONES. • Al comparar dos fracciones de diferentes signos, mayor es la fracción positiva y menor la fracción negativa. 3 2 > − Ejemplo: 7 2 • Al comparar dos o más fracciones positivas de igual denominador, será mayor el que tenga mayor numerador y el menor será el que tenga menor numerador. Ejemplo: Ordenar en forma ascendente las siguientes fracciones: 2 7 8 1 ; ; ; 3 3 3 3 Solución: Ordenando de menor a mayor se obtiene: 1 2 7 8 ; ; ; 3 3 3 3 • Al comparar dos o más fracciones positivas de igual numerador, será mayor el que tenga menor denominador y el menor será el que tenga mayor denominador. Ejemplo: Ordenar en forma ascendente las siguientes fracciones: 7 7 7 7 ; ; ; 3 2 9 13 Solución: Ordenando de menor a mayor se obtiene: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 7 7 7 7 ; ; ; 13 9 3 2 82 MATEMÁTICA • Al comparar dos o más fracciones de diferentes denominadores se procederá a homogenizar los denominadores y se luego se procederá como en el caso anterior. Ejemplo: Ordenar en forma ascendente las siguientes fracciones: 7 3 1 5 ; ; ; 3 2 9 6 Solución: Primero se homogenizan denominadores (MCM). × MCM (3, 2, 9, 6) = 18 ÷ 7 3 ; 42 18 ; = 3 2 27 18 1 9 ; ; ; 5 6 Fracciones Equivalentes 81 15 ; 18 18 Fracciones Homogéneas Ordenando de menor a mayor se obtiene: 15 18 5 6 ; ; 27 18 3 2 ; 42 18 ; 7 3 ; ; 1 9 81 18 que son las fracciones equivalentes a respectivamente. • Al comparar dos fracciones de diferentes denominadores se procederá realizando el producto cruzado. Y se comparan los productos obtenidos. Ejemplo: Comparar las siguientes fracciones: Solución: 56 7 9 > 7 5 y 9 8 45 5 8 Entonces ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 7 9 > 5 8 83 MATEMÁTICA Ejemplo: Comparar las siguientes fracciones: Solución: 25 < 5 4 y 8 5 32 5 8 Entonces 4 5 5 8 4 5 < EJERCICIOS NIVEL I 1. Completar: a. 3 4 = e. 5 8 = 12 16 b. f. 128 5 = 8 32 3 16 = 8 1 = 8 c. 12 g. 3 16 d. 1 = 4 32 = 64 3 24 = 8 h. 2. Reducir a un mismo denominador (homogenizar denominadores): 5 1 ; 8 4 3 1 ; b. 4 2 5 3 ; c. 16 8 a. ; 1 4 Respuesta = Respuesta = Respuesta = 5 2 ; 8 8 3. Completar los espacios vacíos adecuadamente: a) Dadas varias fracciones de igual denominador tiene…......................…......... numerador es mayor la que b) Dadas varias fracciones de igual numerador, tiene…........................…......denominador es mayor la que 4. Colocar los signos > ó < como en los ejemplos: a. 5/8 < 7/8 b. 3/8 e. 3/7 < 3/5 f. 1/2 1/ 8 1/3 c. 3/4 g. 2/5 5/4 > 2/7 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO d. 1/4 5/4 h. 4/5 4/6 84 MATEMÁTICA 5. Reducir a un mismo denominador las siguientes fracciones; y colocarlas en el orden solicitado: a. 3/4 ; 5/8 ; 1/16; 3/8 ¨ --- < ---- < ----- Å---- (Orden Creciente) b. 4/5 ; 2/3 ; 7/12 ; 3/4 ¨ --- >---- > ---- > ----(Orden decreciente) 6. Completar los espacios en blanco: a. Simplificar una fracción es encontrar otra cuyos términos sean…................................. que los de la primera. b. Para simplificar una fracción basta dividir ambos términos por un mismo número diferente de cero y diferente de …................................................................. c. Cuando el numerador y denominador son primos entre sí, una fracción …...................... ser simplificada. d. La fracción propia con denominador 64, tendrá como mayor numerador posible …........................................... e. Las fracciones de términos diferentes, que representan un mismo número, son llamadas fracciones …............................................ A continuación se puede comparar las respuestas. 4. b. > c< d. < 5. a. 1/16 < 6/16 <10/16 < 12/16 f. > h. > R. 1/16 < 3/8 <5/8 < 3/4 b. 48/60 > 45/60 > 40/60 > 35/60 R. 4/5 >3/4 > 2/3 > 7/12 6. a. b. c. d. e. más simples uno. no puede 63 equivalentes ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 85 MATEMÁTICA 7. Reducir a su menor expresión, las siguientes fracciones (simplificar): 2 = 4 96 = 128 48 = 64 8 = 16 12 = 15 120 = 128 24 = 32 15 = 20 6 = 9 100 = 128 4 = 32 15 = 18 40 = 8 60 = 64 25 = 100 8. Colocar falso (F) o verdadero (V) a. 4/5 > 3/5 ( ) b. 3 > 15/3 ( ) c. 2/5 < 3/7 ( ) d 1/3 < 34/72 ( ) e. 2/5 > 2/7 ( ) d. 7/8 > 6/7 ( ) 9. Completar las siguientes clases de equivalencias, hasta con cinco elementos (cinco fracciones equivalentes): a. 1/2 = 2/4 = 3/6 = 4/8 = 5/10 = 6/12 b. 2/3 = ----- = ----- = ----- = ----- = ----c. 3/8 = ----- = ----- = ----- = ----- = ----d. 3/4 = ----- = ----- = ----- = ----- = ----Tratar de corregir 7, 8, 9 con las respuestas siguientes: 7. =1/2 = 3/4 = 3/4 =1/2 = 4/5 =15/16 =3/4 = 3/4 = 2/3 =25/32 = 1/8 =5/6 =5 = 15/16 =¼ 8. a. (V) b. (F) c. (V) d. (V) e . (V) 9. a) 1/2 = 2/4 b) 2/3 = 4/6 = 3/6 = 6/9 = = 4/8 = 8/12 = c) 3/8 = 6/16 = 9/24 = 12/32 = d) 3/4 = 6/8 = = 9/12 = 12/16 5/10 10/15 = 6/12 = 12/18 15/40 = 18/48 15/20 = 18/24 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 86 MATEMÁTICA 10. Marcar con (X) las fracciones irreductibles: 2/3 (X) 3/5 ( ) 4/8 ( ) 4/6 ( ) 7/8 ( ) 5/6 ( X ) 1/3 ( ) 6/2 ( ) 4/12 ( ) 9/10( ) EJERCICIOS PROPUESTOS NIVEL II - 1. Distribuir en el cuadro las fracciones en orden creciente: a. 1/4; 1/32; 1/16; 1/128; 1/2;1/8;1/64 b 15/16; 5/16; 11/16; 9/16; 1/16;3/16;7/16 c. 3/4; 5/16; 7/8; 1/2; 15/32; 5/64; 1/128 A B C 2. Al simplificar una fracción se obtuvo 1/7. Sabiendo que la suma de los términos es 40, Calcular la diferencia de los mismos. A.30 B.15 C.8 D.1 E.13 3. ¿Cuántas fracciones propias e irreductibles tienen denominador 32 y son mayores que 1/6? A.3 B.15 C2 D. 4 E.13 4. ¿Cuántas son las fracciones comprendidos entre 1/2 y 4/3? A.30 B.5 C8 D. 4 irreductibles con denominador 10 E.13 5. ¿Cuántas fracciones propias e irreductibles de denominador 720 existen? A.192 B.13 C.24 D.15 E.2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 87 MATEMÁTICA 6. ¿Qué fracción representa el área no sombreada? A. 5/7 B.3/4 C.4/7 D.3 E.1/4 7. Simplificar las fracciones: 9240 / 6930 - y 4158 / 43 68 Rpta: 4/3; 99/104 8. Un cartero dejo en una oficina 1/6 de las cartas que llevaba; en un banco; 2/9 del resto y todavía tiene 70 cartas para repartir. ¿Cuántas cartas le dieron para repartir? A. 10 B.108 C.23 D.25 E.19 9. Una piscina está llena hasta sus 2/3 partes. Si sacara 2100 litros quedará llena hasta sus 3/8 ¿Cuánto falta para llenarla? A. 2400 B.2700 C.234 D.1235 E. 1300 10. Un depósito contiene 36 litros de leche y 18 de agua. Se extrae 15 litros de mezcla ¿Cuántos litros de leche salen? A.13 B. 15 C. 10 D.14 E.5 11. Qué fracción representa el área sombreada en el cuadrado? A. 5/16 B. 3/13 C.1/5 D. 3/5 E. 2/3 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 88 MATEMÁTICA UNIDAD 04 FRACCIONES: ADICIÓN, SUSTRACCIÓN, MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 89 MATEMÁTICA 4.1. a) ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE FRACCIONES. ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE FRACCIONES HOMOGÉNEA. Observar el siguiente gráfico: 3 6 La parte sombreada es: 1 3 4 + = 6 6 6 1 6 • Para sumar o restar fracciones homogéneas se procede operando los numeradores y se escribe el mismo denominador: a b Ejemplo: Efectuar: + c b − d b = a + c − d b 8 5 2 7 3 8−5+ 2 + 7 −3 9 = − + + − = 13 13 13 13 13 13 13 • Si son números mixtos, se opera la parte entera y después la parte fraccionaria. a Ejemplo: Efectuar: b) 3 b e g + d − f = [a + d − f c c c ]b + e − g c 1 7 2 5 1+ 7 − 2 − 5 1 =7 +8 − −4 = [3 + 8 − 4 ] 13 13 13 13 13 13 ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE FRACCIONES HETEROGÉNEAS. Para sumar o restar fracciones de diferentes denominadores se busca transformarlas a otras equivalentes, de tal forman que todas tengan el mismo denominador y se procede de la forma anteriormente vista. Considerando los siguientes casos: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 90 MATEMÁTICA 1. DENOMINADORES MÚLTIPLOS DE OTROS. Ejemplo 1. Efectuar: 3 1 3 3 1× 4 3× 2 3 4 6 3 + 4 − 6 1 = + − = + − = + − = 8 2 4 8 2 × 4 4 × 2 8 8 8 8 8 Multiplicar por un factor a ambos términos de la fracción, tal que los denominadores sean iguales. Ejemplo 2. Efectuar: 5 1 7 5 × 3 1 7 × 2 15 1 14 15 − 1 + 14 28 = − + = = − + = − + 4 12 6 4 × 3 12 6 × 2 12 12 12 12 12 ¡Fracciones Equivalentes! 2. MÉTODO DEL MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO (MCM). Se seguirá el siguiente procedimiento: Primero: Hallar el MCM de DENOMINADOR del resultado. los denominadores y se escribe como Segundo: Dividir el MCM por cada denominador y el cociente se multiplica por cada numerador; luego efectuar la suma de estos resultados. Ejemplo 1. Efectuar: × = 2 3 7 + − 5 8 30 ÷ = 96 + 90 240 − 56 = 130 240 = 13 24 MCM(5;8;30) = 240 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 91 MATEMÁTICA 3. REGLA DE PRODUCTO CRUZADO. Regla práctica para operar con dos fracciones de términos pequeños. 3 5 3× 8 + 5× 5 24 + 25 + = = 5 8 5× 8 40 Ejemplo 1. Efectuar: 34 Ejemplo 2: Efectuar 21 2 7 2 3 − 7 17 3 17 13 119 EJERCICIOS I. Resolver con el método de “Denominadores múltiplos de otros”. a) c) 7 5 − = 6 12 41 2 + − 45 5 b) 1 3 = d) 7 3 + 60 10 1 3 + + 2 4 = 5 7 + 8 16 = II. Resolver con el método de “Mínimo Común Múltiplo”. a) b) c) 3 1 1 4 + − + = 10 2 4 5 1 1 1 1 + + + = 2 3 4 5 3 5 7 + − = 4 6 8 III. Resuelve con el método de “Producto Cruzado”. 5 2 + = 9 3 1 1 d) − = 2 3 a) 5 3 − = 3 5 3 1 e) − = 8 2 b) 5 9 + = 7 2 1 1 f) + = 13 12 c) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 92 MATEMÁTICA 4.2. OPERACIONES COMBINADAS DE ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE FRACCIONES: Se tiene que tener en cuenta que primero se resuelven las operaciones que se encuentran al interior de los signos de agrupación. Ejemplo: resolver la siguiente operación: ⎧ 1 2 1 ⎞ 1 ⎫ 2 1 1 ⎫ 2 47 ⎧ 1 ⎛ 1 + ⎨ − + + + ⎨ − ⎜ − ⎟ + ⎬ = ⎬ = 3 2 4 5 3 3 2 20 3 3 60 ⎩ ⎝ ⎠ ⎭ ⎭ ⎩ = 87 60 También, se puede resolver eliminando primero los signos de agrupación. ⎧ 1 2 1 ⎞ 1 ⎫ 2 1 1 1 ⎧ 1 ⎛ 1 + ⎨ − + + + ⎨ − ⎜ − ⎟ + ⎬ = 3 5 ⎠ 3 ⎭ 3 4 5 3 ⎩ 2 ⎝ 4 ⎩ 2 2 1 1 1 1 40 + 30 − 15 + 12 + 20 = + − + + = 3 2 4 5 3 60 ⎫ ⎬ ⎭ = 87 60 EJERCICIO Efectuar las siguientes operaciones combinadas de adición y sustracción. ⎛1 2 1⎞ ⎛1 1⎞ 1. ⎜ + − ⎟ − ⎜ + ⎟ = ⎝6 7 5⎠ ⎝ 2 5⎠ 1 2⎞ ⎛ 2 3⎞ ⎛ 1 2. ⎜ 3 + 2 − ⎟ − ⎜1 + ⎟ = 6 3⎠ ⎝ 5 2⎠ ⎝ 5 1⎞ ⎛ 1⎞ ⎛ 1 1⎞ ⎛ 5 3. ⎜1 + ⎟ − ⎜ 2 − ⎟ + ⎜ − 1 ⎟ = 7⎠ ⎝ 7 ⎠ ⎝ 2 3⎠ ⎝ 2 ⎡1 5 3 ⎤ ⎡ 3 ⎡ 1 5 ⎤⎤ 4. ⎢ + − ⎥ − ⎢ − ⎢ − ⎥ ⎥ = ⎣ 3 6 8 ⎦ ⎣ 4 ⎣ 2 6 ⎦⎦ ⎡1 ⎛ 5 ⎞⎤ ⎡⎛ 5 3 ⎞ ⎤ 5. ⎢ + ⎜ − 2 ⎟⎥ − ⎢⎜ − ⎟ − 2⎥ = ⎠⎦ ⎣⎝ 7 4 ⎠ ⎦ ⎣2 ⎝ 7 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 93 MATEMÁTICA 4.3. MULTIPLICACIÓN Y POTENCIACIÓN DE FRACCIONES: • Para multiplicar fracciones, se multiplican los numeradores entre sí y los denominadores entre sí. a c a×c × = b d b×d Ejemplos: a) 3 2 6 3 2×6×3 2 = × × = 9 × 10 × 7 35 b) 9 10 7 3 5 5 2 5 × 2 10 × = = 9 7 9 × 7 63 • Para elevar una fracción a cualquier potencia, se eleva cada uno de los términos de la fracción, al exponente indicado. n an ⎛a⎞ = ⎜ ⎟ bn ⎝b⎠ Ejemplos: 2 4 22 4 ⎛2⎞ a) ⎜ ⎟ = 2 = 7 49 ⎝7⎠ 14 1 ⎛1⎞ b) ⎜ ⎟ = 4 = 3 81 ⎝3⎠ } EJERCICIO 1. Escribir en el casillero en blanco el producto de las fracciones que se indican: X 3 1 7 6 5 1 4 5 7 2 3 4 9 2 5 7 4 7 21 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 94 MATEMÁTICA 2. Multiplicar: 7 1 35 a) 2 × 5 = × 5 = 3 3 3 d) 2 = 3 1 1 c) 3 × 1 = 4 5 3 1 ×2 = 5 2 1 1 f) 1 × 1 = 2 3 b) 4 × 5 2 1 ×5 = 3 4 e) 3. Escribir en los casilleros en blanco las potencias indicadas: ⎛a⎞ ⎜ ⎟ ⎝b⎠ 1 2 3 2 2 5 3 − 5 n Al cuadrado Al cubo A la cuarta 1 8 4. La palabra “de”, “del", “de los” es una orden que indica que se debe multiplicar. Teniendo en cuenta este criterio, resolver los siguientes problemas: a) Hallar los 3/5 de 20 b) ¿Hallar la mitad de los 2/3 de 24? c) ¿Hallar lo 2/7 de los 7/8 de los 5/2 d) ¿Hallar los 2/9 de la mitad de 45 de 400 soles? kg?. e) ¿Los 3/5 de que número es 120? f) ¿La mitad de 80 es los ¾ de los 2/3 de que número? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 95 MATEMÁTICA 4.4. DIVISIÓN DE FRACCIONES. • Para dividir fracciones, se multiplica a la fracción dividendo por la fracción divisor invertida. a c a d a×d ÷ = × = b d b c b×c Fracción inversa Ejemplo: a) 1 14 7 3 7×3 1 b) 2 ÷ = × = = 3 3 3 14 3 × 14 2 2 3 2 4 2× 4 8 ÷ = × = = 5 4 3 3 3× 3 9 • Una división de fracciones también se puede presentar como una fracción de fracción: Producto de Producto de medios extremos a b c d = a × d b × c Ejemplo: 7 7×3 7 a) 24 = = 2 24 × 2 16 3 7 b) 20 = 7 × 4 = 7 1 20 × 1 5 4 EJERCICIOS 1. Escribir en el casillero en blanco el cociente de las fracciones que se indican: ÷ 3 1 7 6 5 1 4 5 7 2 3 4 9 2 5 7 9 7 2. Escribir la expresión más simple equivalente a: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 96 MATEMÁTICA 1 1 + a) 2 3 = 1 4 1 1 + 14 b) 5 4 + = 3 2 23 + 4 5 1 ⎡1 1⎤ + 4 ⎢⎣ 2 3 ⎥⎦ c) = 1 24 2 10 3 19 × + × 5 7 7 5 − 1 = e) 6 3 35 28 2 1 1 × + 5 3 2= d) 7 30 f) 1 1 ⎛ ⎞ + ⎜1 2⎟ 7 2 ×⎜ + ⎟ + 3= 1 1 1⎟ + 1 ⎜⎜ ⎟ 14 ⎝3 2⎠ 4.5. RADICACIÓN DE FRACCIONES. Para extraer una raíz a una fracción, se extrae la raíz indicada a cada término de la fracción. n a = b n n a b Ejemplo: a) 3 3 1 1 1 =3 = 125 125 5 b) 64 64 8 = = 121 121 11 EJERCICIO ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 97 MATEMÁTICA 1. Encontrar las fracciones que elevadas al cuadrado reproducen las respectivas fracciones dadas. 2 ⎡ ⎤ 1 b) ⎢ ⎥ = 9 ⎣ ⎦ 2 ⎡ ⎤ 4 e) ⎢ ⎥ = 81 ⎣ ⎦ 2 ⎡ ⎤ 16 h) ⎢ ⎥ = 81 ⎣ ⎦ ⎡ ⎤ 16 a) ⎢ ⎥ = 25 ⎣ ⎦ ⎡ ⎤ 49 d) ⎢ ⎥ = 64 ⎣ ⎦ ⎡ ⎤ 1 g) ⎢ ⎥ = ⎣ ⎦ 100 2 ⎡ ⎤ 36 c) ⎢ ⎥ = 25 ⎣ ⎦ 2 2 ⎡ ⎤ 100 f) ⎢ ⎥ = 49 ⎣ ⎦ 2 i) ⎡ ⎤ 25 ⎢ ⎥ = 121 ⎣ ⎦ 2 2 2. Hallar la raíz en cada caso: 27 = 8 b) 3 1 = 8 c) 3 8 = 1000 d) 16 = 25 e) 5 32 = 243 f) 4 16 = 625 g) 36 = 49 h) 3 27 = 125 i) 4 81 = 10000 a) 3 4.6. OPERACIONES COMBINADAS CON FRACCIONES. 1. 6 1 + 5 6 × 7 3 − 3 10 ⎡ 61 ⎤ ⎢ 41 ⎥ ⎣ ⎦ 2 = ⎛ ⎞ ⎜ 1 + 1 − 1 ⎟ ⎜⎜ 1 1 1 ⎟⎟ 2 3⎠ ⎝ 9 = 2. −1 −1 + 3 1 1 5 3 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 98 MATEMÁTICA 3. 7 1 + 1 8 8 1 + 1 12 2 = 6 14 1 1 + 1 3 = × 2 1 1 1 + 8 4 6 4. 5. 1 + 1 2 3 + 2+ 1 6 5 + 13 3 1 + 4 2 + 3 4 7 1 −1 + 3 4 × ⎡ 93 ⎤ = 1 1 ⎢⎣ 56 ⎥⎦ + 6 2 ⎡ ⎢ ⎢ 6. ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ 1 1 + 2 2 5 3 1 1 + 3 3 5 7 7. (16 7 ) (81 7 ) ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ 5 = −1 ⎛ 25 1 ⎞ ×⎜ × ⎟ ⎝ 36 9 ⎠ 1 2 Comprobar respuestas: Pregunta Nº 1 2 3 4 5 6 7 Respuesta 1 -4 1 4 4 1 5 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 8 99 MATEMÁTICA PROBLEMAS APLICATIVOS La pulgada (en inglés inch) es una unidad de longitud antropométrica que equivalía a la longitud de un pulgar. 1” representa una PULGADA Equivalencia: 1´ representa un PIE 1 pulgada = 2,54 cm. 1 pulgada = 25,4 mm 1 pie = 12 pulgadas 1 yarda = 3 pies = 36 pulgadas Ejemplo: 7" ¾ 3 Representa tres pulgadas y siete octavos de pulgada. 8 Las comillas (“) simbolizan la pulgada, una comilla ( ´ ) simboliza un pie. ¾ 2′ 3′′ Representa dos pies y 3 pulgadas. La pulgada es una unidad de medida del Sistema Inglés que se aplica en nuestro país principalmente en las especificaciones de materiales y de productos de uso industrial. 4. GRADUACIONES de la REGLA EN PULGADAS. Las graduaciones de la escala son hechas, dividiéndose la pulgada en 2; 4; 8; 16; … 2n, partes iguales, existiendo en algunos casos escalas hasta con 128 divisiones (27= 128). Si se divide una pulgada en dos partes iguales, cada parte es 1/2 pulgada. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 100 MATEMÁTICA Si se divide una pulgada en cuatro partes iguales, cada parte es 1/4 pulgada. Si se divide una pulgada en ocho partes iguales, cada parte es 1/8 pulgada. Si se divide una pulgada en dieciséis partes iguales, cada parte es 1/16 pulgada. Si se divide una pulgada en treinta y dos partes iguales, cada parte es 1/32 pulgada. A continuación surgirá en los ejercicios con fracciones, la representación de la pulgada, pie, yarda. Con la ayuda del instructor realizar las lecturas de las siguientes medidas, la regla está graduada en pulgadas. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 101 MATEMÁTICA ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 102 MATEMÁTICA 7 1 8 01 ″ 08 Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Escribir en el siguiente cuadro las lecturas realizadas: 02 03 04 05 06 07 09 10 11 12 13 14 Realizar las siguientes operaciones con las lecturas efectuadas: a) b) 01 07 + x 02 10 - 03 = = PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I-A 1. Determinar la cota “Y” en la pieza representada. a) 49 ” 17 b) 17 ” 16 c) 3 d) 2. 1 16 14 ” 46 Calcular “X” en la pieza. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO “ a) 4 31 ” 32 b) 3 31 ” 32 c) 12 ” 64 d) 3 13 ” 32 103 MATEMÁTICA 3. Determinar la longitud C del tornillo, dibujado. a) 6 11 ” 16 b) 5 1 ” 32 4. c) 3 ” 16 d) 6” ¿Cuánto mide el diámetro externo de la arandela? a) 1 5 ” 8 b) 1 3 ” 7 c) 2 3 ” 5 d) 1” 5. Completar el cuadro conforme las indicaciones del dibujo. D 1” 3" 4 1" 16 c 5" 8 15" 32 35" 64 D ″ 31 32 ″ 9 64 1 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 104 MATEMÁTICA 6. Un agujero de diámetro 7" 5" debe ser agrandado en más. ¿Cuál será el 8 32 nuevo diámetro? a) 1 4 7. ” c) 2” d) 2 1 64 ” b) 1 1 ” 32 e) 3/4” 1" de longitud, de la cuál cuatro pedazos miden, 2 9" 1" 13" 1" , 10 y 5 . Despreciando por pérdida de corte, respectivamente 6 , 8 16 2 16 4 ¿Calcule que pedazo de la barra fue utilizado? Una barra de bronce tiene 32 a) 31 8. 32 1” 8 b) 31 2” 5 c) 31 Una barra de hierro mide 26 pierde en cada corte 1 ” 16 d) 3 1” 8 e) 1” 8 25" 1" , si se divide en partes iguales de 2 y se 32 32 1" ¿Cuántos cortes se realizarán si no sobra ni falta 32 material? a) 10 9. b) 12 c) 14 d) 15 e) 18 Se tiene una barra de metal cuya longitud es de 26 ¾”, se necesita obtener 18 trozos iguales cortándolo con una sierra de ¼” de grosor. ¿Cuál es la medida de cada trozo? (en cada corte se pierde el espesor de la sierra) a) 1¾” 10. b) 1½” c) 22½” d) 2” e) 1¼” Calcular la medida del diámetro interno de la arandela, representada. a) 1 b) 1 ” 3 c) 2 d) 1/2” 4 7 ” ” ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 105 MATEMÁTICA 11. Determinar las dimensiones A, B, C, y D , dar como respuesta A + B + C – D. a) 3” b) 2” c) 1” d) 4” e) 5” 12. Una barra de cobre mide 26 pierde en cada corte 25" 1" , si se divide en partes iguales de 2 y se 32 32 1" ¿Cuántos cortes se realizarán si no sobra ni falta 32 material? a) 10 b) 12 c) 14 d) 15 e) 18 13. Se tiene una barra de metal cuya longitud es de 26 ¾”, se necesita obtener 18 trozos iguales cortándolo con una sierra de ¼” de grosor. ¿Cuál es la medida de cada trozo? (en cada corte se pierde el espesor de la sierra). a) 1¾” b) 1½” c) 2½” 14. Dividir una barra de aluminio 10 corte d) 2” e) 1¼” 1" en 5 partes iguales perdiendo en cada 8 1 “¿Qué longitud tendrá cada parte? 32 a) 1 7 ” 32 b) 1 ” c) 2 5 ” 32 ” d) 7 16 e) 2 ” 15. Calcular la distancia X, en la siguiente plancha: a) 12 1 b) 13 1 c) 12 1 4 4 2 ” ” ” d) 12 1 ” 8 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 106 MATEMÁTICA Nota: Por lo general, al interior de al interior de las máquinas, motores, piezas, etc., los agujeros son equidistantes y simétricos. 16. Calcular la distancia “x” si las siguientes son equivalentes: a) 19 ½” b) 13” c) 14” d) 13 ¼” e) 7 1/8” 17. Calcular “a” en la siguiente placa a) 2 1/64” b) 2 1/32” c) 2 3/64” d) 3 ½” e) 3 1/64” 18. La longitud de la circunferencia puede ser calculada, aproximadamente, 1 multiplicando su diámetro por π (π = 3.14 = 3 ). Siendo así, completar el 7 cuadro siguiente, conforme el ejemplo. Lc = D × π Donde: • r : radio de la circunferencia • D : Diámetro de la circunferencia Lc = 2π.r • π ≈ 22 ≈ 3,14 7 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 107 MATEMÁTICA DIÁMETRO LONGITUD DE CIRCUNFERENCIA CÁLCULOS 1" 2 1" 1 8 3 3 1" 1 7 22 ×3 = × = 11′′ 2 7 2 7 11” 7 1pie 2pulg 6 7 ″ La circunferencia ha girado una vuelta completa D LC “Al dar una vuelta la rueda, esta se desplaza aproximadamente 3.14 veces la longitud del diámetro, sobre una superficie recta.” 19. Completar el cuadro, usando: Lc = D × π LC = Longitud de circunferencia 3" 5 4 1" 2 2 5" 15 6 D = 2.r Cálculos 5 D = diámetro r = radio 73" 88 161" 176 3" 1 23 7 161 73 x = =1 :3 = 4 7 4 22 88 88 1 3" 4 1" 4 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 108 MATEMÁTICA 20. ¿Cuántas vueltas tendrá que girar una rueda, para recorrer 19,80 m, si el radio de la rueda es de 21 cm? Fórmula: Distancia recorrida = Numero de vueltas x Longitud de la circunferencia a) 10 b) 15 c) 20 d) 25 e) 5 21. Las resistencias de una conexión en paralelo son R1 = 15 ohmios, R2 = 12 ohmios, R3 = 9 ohmios. Calcular la resistencia total. a) 3 29 Ω 47 b) 3 39 Ω 47 c) 1Ω d) 39 Ω 47 1 1 1 1 1 = + + +. . .+ R t R1 R 2 R 3 Rn Fórmula: e) 4 39 Ω 47 Donde: Rt: Resistencia Total R1 = 15 Ω R1 = 12 Ω A B R1 = 9 Ω 22. Susana tiene S/. 120 y pierde 3 veces consecutivas ½; 1/3 y 1/4 de lo que le iba quedando, ¿Con cuánto se queda? Solución: 3⎛ 2⎛1 ⎜ ⎜ (120 4⎝ 3⎝ 2 )⎞⎟ ⎞⎟ ⎠⎠ = 3 × 2 × 120 = 30 4×3× 2 Se tiene al inicio Se pierde 1/2 queda 1/2 Se pierde 1/3 queda 2/3 Se pierde 1/4 queda 3/4 R. Se quedó con S/. 30. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 109 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO I-B 110 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II 1. Dos tercios de los docentes de nuestro instituto son mujeres. Doce de los instructores varones son solteros, mientras que los 3/5 de los mismos son casados. ¿Cuál es el número de docentes? a) 70 b) 120 c) 60 d) 56 e) 90 2. Al tesorero de una sección de 1° grado le falta 1/9 del dinero que se le confió. ¿Qué parte de lo que le queda restituirá lo perdido. a)1/8 b) 1/3 c)1/6 d)1/7 e)1/9 3. Cada día una persona escribe en un cuaderno 1/3 de las hojas en blanco más dos hojas; si después de tres días consecutivos le quedan aun 18 hojas en blanco, ¿Cuántas hojas ha escrito dicha persona? a) 56 b) 57 c) 55 d) 54 e) 75 4. Cada vez que un profesor entra al salón deja la mitad de las hojas que posee y 8 hojas más. Si entra sucesivamente a 3 salones y al final se queda con 61 hojas, ¿Cuál es la cantidad de hojas que tenía al entrar al primer salón? a) 800 b) 500 c) 600 d) 400 e) 700 5. De los dos caños que fluyen a un tanque, uno sólo lo puede llenar en 6 horas, y el otro sólo lo puede llenar en 8 horas. Si abrimos los dos caños a la vez, estando el tanque vacío, ¿En qué tiempo se llenará dicho tanque? a) 3 1/7 h b) 3 2/7 h c) 3 3/7 h d) 2 ½ e) 3 1/4 6. Un estanque tiene 2 llaves y un desagüe. La primera lo puede llenar en 12 horas y la segunda en 4 horas; estando lleno el desagüe lo vacía en 6 horas, ¿En cuánto tiempo se llenará el estanque, si estando vacío se abren las tres llaves a la vez? a) 8h b) 7h c) 6h ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO d) 5h e) 4h 111 MATEMÁTICA 7. Una pelota pierde un quinto de su altura en cada rebote que da. Si se deja caer desde 1,25 m de altura ¿qué altura alcanzará después del tercer rebote? a) 50cm b) 64 cm c) 24cm d) 62cm e) 72 cm 8. Si dejamos caer una pelota desde cierta altura, ¿Cuál es esta altura, sabiendo que después del cuarto rebote se eleva 32 cm y que en cada rebote se eleva 2/3 de la altura anterior? a) 81cm b) 162cm c) 324cm d) 62cm e) 72cm 9. ¿Cuál es el número por el que hay que dividir 18 para obtener 3 1/3? a) 5 1/5 b) 5 7/9 c) 5 2/5 d) 5 1/9 e) 5 1/3 10. Me deben los 3/7 de S/. 252. Si me pagan 1/9 de S/. 252, ¿Cuánto me deben? a)S/80 b)S/100 c)S/120 d)S/140 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO e)S/125 112 MATEMÁTICA UNIDAD 05 NÚMEROS DECIMALES ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 113 MATEMÁTICA 5.1. NÚMERO DECIMAL. Es la expresión lineal de una fracción ordinaria o decimal, que se obtiene al dividir el numerador por el denominador. Ejemplos: 3 = 0,375 ⇐ Resulta de dividir 3 entre 8. (1) 8 (2) 4 = 0,444..... ⇐ Resulta de dividir 4 entre 9. 9 (3) 7 = 0,233.... ⇐ Resulta de dividir 7 entre 30. 30 TABLERO POSICIONAL DE CIFRAS DE UN NÚMERO DECIMAL. , Millonésimo 3 o cienmilésimos 7 Centésimos de milésimos 0 o diezmilésimos milésimos 1 centésimos 7 décimos Unidades PARTE DECIMAL Decenas Centenas Unidades de Millar Decenas de Millar Centenas de Millar PARTE ENTERA Décimos de milésimos 5.2. 9 La parte decimal tiene las siguientes órdenes, contadas de izquierda a derecha a partir del coma decimal: 1° Orden decimal ⇒ décimos. 2° Orden decimal ⇒ centésimos. 3° Orden decimal ⇒ milésimos. etc. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 114 MATEMÁTICA 5.3. LECTURA DE NÚMEROS DECIMALES. La lectura de un número decimal, se efectúa del siguiente modo: Se lee la parte entera cuando existe y luego el número formado por las cifras de la parte decimal, expresando el nombre del orden de la última cifra. Los ejemplos siguientes esclarecerán cómo hacer la lectura de un número decimal. Completar: a) 12,7 doce enteros y siete décimos o doce unidades y siete décimos. b) 3,125 tres ......................... y ciento veinticinco ....................................... c) 0,000 4 ........................ diez milésimos. d) 3,1416 ..................y mil cuatrocientos ...................... décimos de milésimos. e) 8,30 ocho ......................... y.................................................................... f) 12,005 ........................................................................................................... 5.3.1. ESCRITURA DE UN NÚMERO DECIMAL: Se escribe la parte entera si hubiera, en seguida la coma decimal y luego la parte decimal teniendo cuidado de colocar las cifras en el orden que le corresponde. Observemos los ejemplos: (1) Quince enteros y veintiséis centésimos : 15,26 (2) Seis enteros y veintitrés diez milésimos : 6,002 3 Cuando no hay parte entera, ésta se representa por cero (0). (1) 12 milésimos : 0,012 (2) 50 millonésimo : 0,000 050 Completar: (1) Quince enteros y seis centésimos : ............................................. (2) Cuatro centésimos : ............................................. (3) Tres enteros y veinte centésimos de milésimos : ........................ (4) Veinticinco milésimos : .............................................. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 115 MATEMÁTICA Escribir como se lee, observando el ejemplo, y asociar las UNIDADES. (1) 3,7 chapas ................ 3 chapas y 7 décimos (de chapas) (2) 0,50 soles ........................................................................ (3) 5,4 metros ........................................................................ (4) 2,5 pulgadas .................................................................... (5) 3,175 centímetros ............................................................ (6) 8,0025 segundos ............................................................. Observar cómo se pueden resolver los siguientes problemas: (1) ¿Cuántos milésimos hay en 54 centésimos? Representación Literaria x 1000 54 100 = Representación Matemática Despejando “x”: (2) x = 540 “Rpta: hay 540 milésimos en 54 centésimos” ¿Cuántos centésimos de décimos hay en 20000 diezmilésimos de centésimos? x 100 . 1 10 = 20000 1 . 10000 100 x = 20 Rpta: Existen 20 centésimos de décimos en 20000 diezmilésimos de centésimos. (3) ¿Cuántos milésimos hay en 2,4 centésimos? (4) ¿Cuántos cienmillonésimos diezmilésimos? (5) ¿Cuántos décimos de centésimos de milésimos hay en 240000 diezmillonésimos de milésimo? de centésimos ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO hay en 4,52 116 MATEMÁTICA 5.4. 1º. 2º. (1) PROPIEDADES DE LOS NÚMEROS DECIMALES: Un número decimal no ve alterado su valor si se le añade o suprime CEROS A SU DERECHA. Ejemplos: 4,8 = 4,80 (1) 4,8 = 4,800 000 0 (2) 312,240 000 00 = 312,24 (3) 7,500 0 = 7,50 Si a un número decimal le corremos la coma decimal a la derecha un o más lugares, para que su valor no se altere debemos dividir por la unidad seguida de tantos ceros como lugares se corrió el coma decimal. Ejemplos: 0,253 ⇒ 0,253 = 25,3 100 0,253 = 25,3 10 2 2 lugares 2 lugares 0,253 = 25,3 × 10 −2 Potencia de 10 (2) 0,000002 ⇒ 0,000002 = 0,02 10000 0,000002 = 0,02 10 4 4 lugares 4 lugares 0,000002 = 0,02 × 10 −4 Potencia de 10 4 lugares (3) 0,0075 = 75 × 10 −4 4 lugares Potencia de 10 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 117 MATEMÁTICA EJERCICIOS: (1) 0,007 = 7 x 10..... (2) 0,00016 = 16 x 10..... (3) 0,000064 = 64 x 10..... (4) 0,0025 = 250 x 10..... (5) 0,06 = 6000 x 10..... 3º. Si a un número decimal, se le corre el coma decimal a la izquierda uno o más lugares, para que su valor no se altere, se debe multiplicar por la unidad seguida de tantos ceros como lugares se corrió la coma decimal. Ejemplos: (1) 70002,5 = 7,00025 × 10000 4 lugares 4 lugares = 7,00025 × 10 4 Potencia de 10 con exponente positivo (2) 2000 = 2 × 1000 3 lugares 3 lugares = 2 × 10 3 Potencia de 10 con exponente positivo (3) 50000000 = 50 × 10 6 6 lugares ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 118 MATEMÁTICA EJERCICIOS: (1) 8302,5 = 83,025 x 10..... (2) 160,5 = 0,1605 x 10..... (3) 6400000000= 6,4 x 10..... (4) 25000000000 = 25 x 10..... (5) 3200000000000 = 32 x 10..... 5.5. COMPARACIÓN DE NÚMEROS DECIMALES. 1º. Si dos números decimales son de signo diferente, será menor el de signo negativo sin mayor discusión por su ubicación en la recta numérica. Ejemplo: Entre los números –16,257 y +2,3 es menor el primero por ser negativo. 2º. Si dos números decimales son de igual signo, se procede del siguiente modo: se iguala el número decimal con ceros, para luego eliminar la coma decimal y comparar como si fueran números enteros. Ejemplos: (1) Comparar 3,2 con 3,574 Como el primer número tiene sólo un decimal, se le agrega DOS CEROS para que ambos números dados tengan tres decimales cada uno: 3,200 3,574 Ahora, se elimina la coma decimal en ambos números: 3 200 3 574 Como 3200 es menor que 3574, entonces: 3,2 < 3,574 (2) Comparar -2,31 con - 2,310 000 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 119 MATEMÁTICA Por propiedad de números decimales, podemos suprimir ceros a la derecha del segundo número dado: Entonces ambos números quedarán así: -2,31 = -2,31 5.6. CLASIFICACIÓN DE NÚMEROS DECIMALES. NÚMERO DECIMAL EXACTO PERIÓDICO PURO NÚMERO DECIMAL RACIONAL (Se pueden escribir como Fracción; tienen Generatriz) NÚMERO DECIMAL NÚMERO DECIMAL INEXACTO (tienen Período) PERIÓDICO MIXTO NÚMERO DECIMAL Números decimales inexactos que no tienen período; resultan de las raíces inexactas. IRRACIONAL. Ejemplo: 2 = 1,414213562373095 . . . . π = 3,1415926535897932 . . . NÚMERO DECIMAL EXACTO. Es aquel número que tiene una cantidad limitada de cifras decimales. Ejemplos: 0,25 ; 2,75 ; 1,2 - Una fracción da lugar a un NÚMERO DECIMAL EXACTO si en el denominador aparecen sólo factores que son potencias de 2 ó de 5 ó de ambos (la fracción tiene que ser irreductible). Ejemplos: (1) La fracción 17 ¿Equivale a un número decimal exacto? 32 La fracción debe ser irreductible⇒ 17 32 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 120 MATEMÁTICA Descomponiendo el denominador: Entonces (2) La fracción 24 ¿Equivale a un número decimal exacto? 375 Se descompone el denominador: (3) La fracción 24 8 = 375 125 8 8 = 3 125 5 Potencia 24 24 da origen a un número decimal exacto: = 0,064 375 375 13 ¿Equivale a un número decimal exacto? 80 La fracción debe ser irreductible⇒ Se descompone el denominador: Entonces Potencia de 2 17 17 da origen a un número decimal exacto: = 0,53125 32 32 La fracción debe ser irreductible⇒ Entonces 17 17 = 32 25 13 80 13 13 = 4 80 2 × 5 Potencia de 2 y 5 13 13 da origen a un número decimal exacto: = 0,1625 80 80 ¿Se puede saber cuántas cifras decimales tendrá el número decimal resultante antes de efectuar la división? Sí; bastará con saber cuál es el mayor exponente de 2 ó 5 en el denominador de la fracción irreductible. Ejemplo: Se descompone el denominador: 13 13 = 4 80 2 × 5 cifras decimales. Comprobar con 2071 . 500 Potencia de 2 y 5. El mayor 13 exponente es 44 al convertirlo en número decimal, tendrá solamente Entonces 80 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 121 MATEMÁTICA NÚMERO DECIMAL INEXACTO. Es aquel número que tiene una cantidad ilimitada de cifras decimales. A. DECIMAL PERÍÒDICO PURO: Es aquel en cuya parte decimal aparece una o un grupo de cifras llamado período que se repite indefinidamente a partir de la coma decimal. Ejemplo: 0,27272...... = 0,27 PERÍODO (2 cifras) ¿Cómo se puede saber si una fracción puede ser representada por un DECIMAL PERIÓDICO PURO? 1º. Se simplifica la fracción hasta que sea irreductible. 2º. Descomponer el denominador en sus factores primos. 3º. El número decimal correspondiente será periódico puro si los factores del denominador son distintos a 2 y 5. Por ejemplo: 1/7; 2/3; 5/63 B. DECIMAL PERIÒDICO MIXTO: Es aquel cuyo período empieza luego de una cifra o grupo de cifras después del coma decimal. A esta cifra o grupo de cifras se denomina parte no periódica. Ejemplo: 0,7312512512........ = 0,73125 Parte No Periódica Parte Periódica ¿Cómo se puede saber si una fracción puede ser representada por un DECIMAL PERIÓDICO PURO? 1º. Simplificar la fracción hasta que sea irreductible. 2º. Descomponer el denominador en sus factores primos. 3º. El número decimal correspondiente será periódico mixto si los factores del denominador son 2 ó 5 ó ambos, además de otros factores primos distintos de 2 y 5. Por Ejemplo: 2/15 ; 6/35 ; ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 5/24 122 MATEMÁTICA 5.7. GENERATRIZ DE UN NÚMERO DECIMAL. Todo número decimal racional tiene su equivalente en forma de fracción. La fracción que genera un número decimal se llama FRACCIÓN GENERATRIZ. A. GENERATRIZ DE UN NÚMERO DECIMAL EXACTO: 1º. Se escribe como numerador todo el número sin el coma decimal. 2º. Se escribe como denominador la unidad seguida de tantos ceros como cifras tenga la parte decimal Ejemplos: a) 0,75 = 75 100 2 ceros 2 cifras decimales b) 2,058 = 2058 1000 3 ceros 3 cifras decimales B. GENERATRIZ DE UN NÚMERO DECIMAL PERIÓDICO PURO : CUANDO EL NÚMERO DECIMAL PERIÓDICO PURO TIENE LA PARTE ENTERA NULA : 1º. En el numerador escribimos el período. 2º. En el denominador se escribe tantos nueves como cifras tenga el período. Ejemplo: a) 0,54 = 2 CIFRAS b) 0,1 = 54 99 = 6 11 2 NUEVES 1 9 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 123 MATEMÁTICA CUANDO EL NÚMERO DECIMAL PERIÓDICO PURO TIENE LA PARTE ENTERA DISTINTA DE CERO: 1º. Se desdobla la parte entera de la decimal, así: 3,54 = 3 + 0,54 2º. Escribir la fracción generatriz de la parte decimal : 3,54 = 3 + 54 99 3º. Finalmente, volver a sumar, pero ahora como una suma de fracciones: 3,54 = 3 + 54 99 = 3 + 6 11 = 39 11 C. GENERATRIZ DE UN NÚMERO DECIMAL PERIÓDICO MIXTO: CUANDO EL NÚMERO DECIMAL TIENE LA PARTE ENTERA NULA: 1º. En el numerador de la fracción generatriz, escribimos el número decimal sin el coma y se resta la PARTE NO PERIÓDICA. 2º. En el denominador, escribimos tantos nueves como cifras tenga el PERIÓDO seguido de tantos ceros como cifras tenga la PARTE NO PERIÓDICA. Ejemplos: (1) 0,235 = 235 − 2 990 2 cifras 2 nueves 1 cifra 1 cero (2) 0,235 = 233 990 0,372 = 372 − 37 900 0,372 = . . . Completar. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 124 MATEMÁTICA CUANDO EL NÚMERO DECIMAL TIENE LA PARTE ENTERA NO NULA : Se procede a desdoblar la parte entera de la decimal. Ejemplo: 3,254 = 3 + 0,254 3,254 = 3 + 254 − 25 900 3,254 = 3 + 229 900 3,254 = 5.8. 2999 900 ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE NÚMEROS DECIMALES. Si se trata de decimales exactos, se busca que tenga la misma cantidad de cifras en la parte decimal completando con ceros. Al sumar o restar, se escribe un número bajo el otro cuidando que la coma decimal esté alineada para luego proceder a operar como si se trataran de números enteros. En el resultado, se vuelve a escribir la coma decimal en la misma línea vertical que las demás. Ejemplos: (1) ∗ Efectuar: 0,3 + 12,78 + 3,2057 ∗ Completando con ceros y escribiendo un número bajo el otro: Se efectúa como si fueran enteros : 0,3000 12,7800 3,2057 16,2857 + La coma conserva el lugar de los demás ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 125 MATEMÁTICA (2) Efectuar: 78,13 − 9,087 ∗ Completando con ceros y escribiendo un número bajo el otro: ∗ Efectuando como si fueran enteros : 78,130 La coma conserva el lugar de los demás 9,087 69,043 Si se trata de decimales inexactos, se opera con sus fracciones generatrices: Ejemplos: (1) Efectuar: 0,3 + 2,5 + 1,6 Solución: Se van a reemplazar los decimales periódicos puros por sus fracciones generatrices: = 5 6 3 + 2 + + 1+ 9 9 9 = 3+ = 41 = 4,555.... 9 Respuesta: (2) Efectuar: 14 9 0,3 + 2,5 + 1,6 = 4,5 31,62 - 7,36 Solución: Reemplazar los decimales periódicos mixtos por sus fracciones generatrices: = Suprimiendo los paréntesis ⇒ 62 − 6 ⎞ ⎛ 36 − 3 ⎞ ⎛ ⎟ ⎟ − ⎜7 + ⎜ 31 + 90 90 ⎠ ⎠ ⎝ ⎝ = 31 + 33 56 −7− 90 90 = 24 + 23 90 = 2183 90 = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 24,25 =24,2555… 126 MATEMÁTICA 5.8.1. OPERACIONES COMBINADAS DE ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE DECIMALES. Viendo un ejemplo: Efectuar: 1, 25 − {0 , 5 − [13 ,1 + (0 ,1 − 0 , 025 + 2 , 2 )]} Eliminando paréntesis ⇒ = 1,25 − {0,5 − [13,1 + 0,1 − 0,025 + 2,2]} Suprimiendo corchetes ⇒ = 1,25 − {0,5 − 13,1 − 0,1 + 0,025 − 2,2} Suprimiendo llaves ⇒ 1,25 − 0,5 + 13,1 + 0,1 − 0,025 + 2,2 = Se suman los positivos y negativos por separado: = (1,25 + 13,1 + 0,1 + 2,2) − (0,5 + 0,025 ) = 16,65 – 0,525 = 16,125 Ahora, resolver los siguientes ejercicios de reforzamiento: (1) 18 , 5 + [5 , 2 − 6 , 7 − (0 , 4 − 25 ,15 A) 41,75 B) 31,75 )] C) 41,57 D) 75,41 E) 75,31 (2) 0 , 08 − {0 , 032 + [0 , 4 − (0 , 75 + 2 ,1 )]} A) 2,75 B) 3,50 C) 1,578 D) 2,498 E) 5,310 (3) 0 ,1 + 0 , 2 − [0 , 85 + 3 , 2 − (0 , 85 − 0 , 2 ) + 0 ,1] A) 4,6 (4) 0 , 22 ... + A) 2/9 B) 3,50 {0 ,11 C) - 1,5 D) 2,4 ... − (1 , 22 ... + 0 , 33 ... B) –11/9 C) –5/9 E) - 3,2 )} D) 1 E) 2 (5) {0 , 25 + (0 ,33 ... − 0 ,5 ) + 0 , 22 ...} + {0 ,75 − 0 , 44 ...} A) 11/18 B) –11/18 C) 7/9 D) 12/7 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO E) 1 127 MATEMÁTICA 3 décimos + 85 milésimos + 458 centésimos (6) A) 4,965 centésimos B) 496,5 milésimos D) 496,5 centésimos E) 49,65 milésimos C) 49,65 centésimos (7) 75 décimos – 457 milésimos + 32 centésimos A) 7363 centésimos D) 73,63 centésimos B) 7363 milésimos C) 736,3 décimos E) 736,3 milésimos (8) 200 décimos de centésimos + 40000 diezmilésimos de centésimos A) 0,24 B) 2,4 C) 1,5 D) 4,24 E) 3,2 (9) Elio le dice a Oswaldo; si me dieras S/. 3,75 ambos tendríamos la misma cantidad de dinero. Si entre los dos tiene S/. 42,50 ¿Cuánto dinero tiene Oswaldo? A) S/ 12,50 B) S/ 38,75 C) S/. 25,00 D) S/ 40,00 E) S/ 35,50 Comprobar respuestas: 1A 2D 3E 4B 5A 6D 7B 8A 9C 5.9. MULTIPLICACIÓN Y POTENCIACIÓN DE NÚMEROS DECIMALES. 5.9.1. MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN POR POTENCIAS DE 10. Para multiplicar por potencias de base 10, basta correr la coma decimal hacia la derecha tantas órdenes como ceros tenga la potencia, y para dividir basta correr la coma decimal para la izquierda. Observar que correr la coma decimal para la derecha, equivale a multiplicar ó aumentar el valor, en tanto que, para la izquierda equivale a dividir o disminuir el valor: Ejemplo 1: Para multiplicar 47,235 por 100, esto es, por 102. Basta correr la coma decimal dos órdenes hacia la derecha. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 128 MATEMÁTICA Entonces: 47,235 x 100 = 4723,5 ⇒ El valor relativo de 7 pasó ser 700 Corre 2 espacios a la derecha Además: 38,31152 x 1000 = 38311,52 ⇒ 8 pasa a ser 8000 Corre 3 espacios a la derecha Completar a simple vista: a) 0,2356 x 1000 = _______ b) 0,7568565 x 100000 = ______ c) 0,012021 x 100000 = ______ d) 1,2 x 1000 = ________ e) 0,26 x 102 = ________ f) 0,000005 x 105 = ________ g) 2,58 x 104 = ________ h) 10,3 x 103 = ________ i) 0,5 x 105 = ___________ Verificar los resultados y corregir, si es necesario: a) b) c) d) e) f) g) h) i) 235,6 75685,65 1202,1 1200 26 0,5 25800 10300 50000 Ejemplo 2: Para Dividir 47,235 entre 1000 esto es 103 basta correr la coma decimal tres órdenes hacia la izquierda. Así: 13,235 ÷ 1000 = 0,013235 ⇒ El valor relativo de 13 enteros pasa a ser 0,013 (trece milésimos). “Corre 3 espacios a la izquierda” O también: 352,7 ÷ 100 = 3,527 ⇒ El valor relativo de 300 pasa a ser 3. “Corre 2 espacios a la izquierda” ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 129 MATEMÁTICA Completar a simple vista, según el ejemplo: a) 385,2 ÷ 100 = 3,852 b) 2500 ÷ 10000 = c) 2335,8 ÷ 100000 = d) 25000000÷ 105 = e) 3,20 ÷ 104 = f) 3002,4 ÷ 107 = g) 30000000 ÷ 109 = Verificar la respuesta: b) c) d) e) f) g) 0,25 0,023358 250 0,00032 0,00030024 0,03 5.9.2. MULTIPLICACIÓN POR NÚMEROS DIFERENTES DE POTENCIAS DE 10. Recordar que la multiplicación es una suma indicada de sumandos iguales, entonces 3× 3,6 puede efectuarse como sigue: 3,6 + 3,6 3,6 10,8 Complete el ejercicio: ⇒ 3,6 x 3 0,175 + 0,175 ⇔ x 10,8 Por tanto, para multiplicar números decimales: Se multiplican los números como si fuesen enteros, y en el producto se separan tantos decimales, como tengan los factores. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 130 MATEMÁTICA Ejemplos: a) b) c) d) 5 x 1,41 = 7,05 1,732 x 5 = 8,660 ⇒ 0,012 x 1,2 = 0,0144 1,25 x 1,4 = 1,750 ⇒ 8,66 1,75 Observar cómo se forman los resultados en los dos últimos ejemplos: 0,012 → 1,2 → 3 órdenes decimales 1 orden decimal 1,25 1,4 24 12 0,0144 → → 2 órdenes decimales 1 .......................... 500 125 ← 4 ordenes decimales 1,750 ← ............................... Resolver los siguientes ejercicios: 23,12 x 0,14 24,786 x 2,5 Rpta: 3,2368 Rpta: 61,965 0,0048 x 3,9 Rpta: 0,01872 Observar el primer ejemplo y escribir la respuesta (a simple vista) de los ejercicios de reforzamiento que continúan. 0,35 x 0,2 x 0,0006 = 420 2 cd + 1 cd + 4 cd = 7 cd Se multiplica como si fuesen números enteros Se completa con ceros, las cifras decimales que faltan. = 0,0000420 = 0,000042 a) 0,005 x 0,06 = e) 0,5 x 0,624 = b) 0,15 x 0,05 = f) 3,20 x 0,5 = c) 5 x 0,0054 = g) 3,4 x 0, 11 = d) 2,48 x 0,005 = h) 2,5 x 1,1 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 131 MATEMÁTICA i) 0,071 x 0,011 k) 0,03 x 0,002 x 0,1 = j) 1,2 x 1,1 x 0,01 = l) 4 x 0.02 x 0,1 x 0,05 = Comprobar las respuestas: a) 0,00030 b) 0,0075 c) 0,0270 d) 0,01240 e) 0,3120 f) 1,60 g) h) i) j) k) l) 0,374 2,75 0,000781 0,0132 0,000006 0,00040 5.9.3. POTENCIACIÓN DE NÚMEROS DECIMALES. Por definición de potenciación, se sabe que: (0.2)3 = (0.2) × (0.2) × (0.2) = 0.008 Se puede hallar la potencia de algunos números decimales mentalmente de una forma práctica, por ejemplo: (0,03)4 = 0.00000081 × Multiplicar la cantidad de cifras decimales por el exponente. = 8 cifras decimales (0,03)4 = 0.00000081 Hallar la potencia de la cifra 4 significativa: 3 = 81 2 cifras decimales Resolver siguiente: mentalmente las potenciaciones que se muestran en el cuadro 1. (0.003)2 = 2. (0.07)2 = 3. (0.2)5 = 4. (0.05)3 = 5. (0.012)2 = 6. (0.13)2 = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 132 MATEMÁTICA 5.10. DIVISIÓN POR NÚMEROS DIFERENTES DE POTENCIAS DE 10. Suponiendo que se tienen 13 caramelos para repartir entre 5 niños. El cálculo será: 13 5 2 3 caramelos para cada niño sobrando 3 caramelos Propiedad: Si al dividendo y al divisor se multiplica por cualquier número entero “K”, y se repite la división, el cociente no se altera, sigue siendo el mismo, pero el verdadero residuo varía quedando multiplicado por el número “K”. Comprobando, multiplicar al dividendo y al divisor del ejemplo anterior por 4 y volver a dividir: 52 20 2 12 El cociente no varía el residuo quedó multiplicado por 4 Comprobando otra vez la propiedad, multiplicando al dividiendo y al divisor por 100, y volviendo a dividir: 1300 500 2 300 El cociente no varía el residuo quedó multiplicado por 100 Esta propiedad permite convertir a DIVISOR ENTERO al hacer operaciones con números decimales. Tomando por ejemplo, la división 39,276 ÷ 0,5. Observar que el divisor se convierte en un número entero, multiplicando en este caso por 10 al dividendo y al divisor (recordar que al multiplicar por una potencia de diez a un número decimal, se corre el coma decimal hacia la derecha) quedando así: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 133 MATEMÁTICA 392,76 5 042 002 7 00 025 78,55 000,01 Cociente 0,01 es el Residuo falso (quedó multiplicado por 10) El verdadero residuo es 0,01 ÷10 = 0,001. Respuesta: Al dividir 39,276 ÷ 0,5 se obtiene Cociente: 78,55 Residuo: 0,001 Comprobando, utilizando el Algoritmo de la división: Dividendo = divisor x cociente + residuo 39,276 = 0,5 x 78,55 + 0,001 Desarrollar los siguientes cálculos como comprobación: 78,55 x 0,5 + Luego, se llega a la conclusión que para dividir decimales con coma decimal en el divisor, se sigue la siguiente regla: Se convierte el divisor a entero, multiplicando por una potencia de 10. Se compensa esto multiplicando el dividendo con el mismo número (Potencia de 10). El verdadero residuo se obtendrá dividiendo el falso residuo entre el mismo número (Potencia de 10). Realizar la división de 38,49 entre 0,6 y confirmar el resultado como se hizo con el ejemplo anterior. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 134 MATEMÁTICA EJERCICIOS: 1. Convertir en enteros los divisores, como el ejemplo: a) 4,6 ÷ 0,02 460 e) 1,2 ÷ 4,325 2 b) 1,45 ÷ 0,5 f) 4,82 ÷ 1,4 c) 8 ÷ 0,001 g) 6,247 ÷ 21,34 d) 4 ÷ 1,25 2. Dividir siguientes ejercicios, hasta llegar a obtener los cocientes en milésimos y además indicar cual es el verdadero residuo. 0,32 ÷ 0,13 = 32, 13 06 0 2,461 Cociente 00 80 000 20899 00,007 Falso residuo = 0,007 Verdadero Residuo = 0,007 ÷ 100 = 0,00007 a) 0,17 ÷ 15 = b) 0,1 ÷ 0,03 = c) 0,325 ÷ 0,19 = d) 25,0087 ÷ 3,02 = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 135 MATEMÁTICA Corregir los ejercicios 1 y 2: 1. 2. b) 14,5 5 c) 8000 1 d) 400 25 e) 1200 4325 f) 48,2 14 g) 624,7 21,34 a) b) c) d) Cociente = 0,011 Residuo = 0,005 Cociente = 3,333 Residuo = 0,00001 Cociente = 1,710 Residuo = 0,0001 Cociente = 8,281 Residuo = 0,00008 EJERCICIOS: 3. Calcular la distancia “x” de la pieza. x 5,7 m 4. Halla la medida de la distancia de “x”. x x x 2,15 m 3,015 m ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 136 MATEMÁTICA 5. En la Figura “O” y “P” son puntos medios de AB y CD respectivamente. Calcular el valor de “x”. 6,24 7,02 P C D O A x 1 15,6 Comprobando respuesta de los ejercicios 3; 4 y 5: 3. 1,9 4. 0,865 5. 1,95 5.11. RADICACIÓN DE NÚMEROS DECIMALES. Definición de una radicación: n a = b ⇔ b = a n n : índice radical a : radicando b : raíz n Reconociendo qué números decimales tienen raíz exacta a simple vista. Por ejemplo, hallar la raíz cúbica de 0,000064: ¾ Primero, analizar si la cifra significativa del número decimal tiene raíz exacta. ¾ Bien, ahora se tiene que contar la cantidad de cifras decimales. Esta debe ser múltiplo o divisible por el índice radical. 3 3 0,000064 0,000064 3 3 64 = 4 0,000064 6 cifras decimales y es divisible por el índice radical que es 3 Si cumple estas dos condiciones, entonces se puede afirmar con seguridad que el número 0,000064 tiene raíz cúbica exacta. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 137 MATEMÁTICA Esa raíz exacta se obtendrá a simple vista de la siguiente manera: ¾ Hallar la raíz de la parte significativa. ¾ Dividir la cantidad de cifras decimales, entre el índice radical, este cociente indicará la cantidad de cifras decimales que debe tener la raíz. = 3 ÷ Ejemplo, hallar: 4 0,000064 2 cifras decimales = 0,04 6 cifras decimales 3 64 = 4 0,000000000625 = ÷ 4 3 cifras decimales 0,000000000625 = 0,005 4 12 cifras decimales 625 = 5 EJERCICIOS I. Completar el siguiente cuadro a simple vista, no usar calculadora. 1,44 ¿Tiene raíz exacta? Si tiene raíz exacta, ¿Cuál es? sí 1,2 ¿Tiene raíz exacta? 3 0,000008 0,0625 3 0,125 0,000049 3 0,027 1,21 3 0,00000036 4 0,00009 II. Si tiene raíz exacta, ¿Cuál es? 0,0001 0,00000081 5 0,00001 Resolver las siguientes operaciones combinadas con números decimales 1. ( 0,09 + 3 0,027 − 0,36 ) 8 = Rpta: 0 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 138 MATEMÁTICA 2. 3. 3 [ 6 0,008 + 3 0,125 − 5 0,00001 = 0,5 Rpta: 1,2 ] 0,000064 × 0,027 - 0,00000001 + 0,95 × 400 3 4 Rpta: 20 4. 0,000004 + 0,00000025 - 0,0001 Rpta: 0,2 PROBLEMAS RESUELTOS Solución: 1. Una rueda de 0,12 m de longitud ¿Cuántas vueltas dará al recorrer 1,80 m? Fórmula: (Lc : Longitud circunferencia) Distancia recorrida = # vueltas x Lc. 1,80 m = # vueltas.(0,12 m) 15 = # de vueltas 2. Para comprar 20 tornillos faltarían 8 céntimos de sol, si se compran 15 tornillos, sobraría S/. 0,12. ¿Cuánto vale cada tornillo en soles? Solución: Se tiene : T Precio de cada tornillo : P 20P = T + 0,08 15P = T - 0,12 Restar miembro a miembro. 5P = 0,20 P = 0,04 3. ¿En cuántos ochentavos es mayor 0,32 que 0,1325? 4. Un frasco con aceite vale S/. 4,75 y el aceite vale S/. 3,75 más que el frasco; entonces el precio del frasco es: Solución: x = 0,32 - 0,1325 80 x = 80.(0,1875) x = 15 Solución: Frasco : F Perfume : P F + P = 4,75 P - F = 3,75 Restando miembro a miembro. 2F = 1 F = 0,50 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 139 MATEMÁTICA Solución: 5. Efectuar: 924,3555... − 24,3555... E= 97,666... + 2,333 900 100 E= = 3 6. En el dibujo hallar a - b + c Solución: R c 3,25 mm 19,50 mm b 3R = 19,50 R = 6,50 R Ö a = 21,75 - 2R = 21,75 - 13 = 8,75 Ö b = 2R = 13 a 21,75 mm Ö c = 2R + 3,25 = 13 + 3,25 = 16,25 Ö a - b + c = 8,75 - 13 + 16,25 a - b + c = 12 mm 7. Guido da a un mendigo tantas veces Solución: Soles que llevaba en la billetera : x 15 centavos como soles llevaba en x - 0,15 x = 170 la billetera. Si aún le queda 0,85x = 170 S/. 170.00 ¿Cuánto llevaba en la x = 200 billetera? Solución: 8. Se compran 200 alfileres a S/. 5 el Quedan por vender 180 alfileres que es igual a : 180/12 = 15 docenas ciento; se echan a perder 20 y los Se vendió: 15 Docenas x 0,84 = S/. 12,60 restantes los vendo a S/. 0,84 la Se Invirtió: S/. 10 por los dos cientos. Ganancia: S/.12,60 - S/. 10,00 = S/. 2,60 docena. ¿Cuánto se gana? Solución: 9. Andrés vendió 60,80 kg de hortalizas por S/.160,72 sabiendo que en los 40 primeros kg ha ganado S/. 0,60 por kg y en los restantes ha perdido S/.0,35 por kg ¿Cuál fue el precio de compra? En los 40 kg., ganó = 40.(0,60) = S/. 24 En el resto : 60,80 - 40 = 20,80 Kg perdió = 20,80.(0,35) = 7,28 Ganancia liquida: 24 – 7,28 = S/. 16,72 P. de Compra = P. de Venta - Ganancia P. de Compra = 160,72 - 16,72 = S/.144 10. ¿Qué fracción de 6,025 es 1,205? Solución: Fracción = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 1,205 = 1/5 6,025 140 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I 1. Tres cajas contienen diferentes artículos. La primera con segunda pesan 76,58 Kg., la segunda con la tercera 90,751 Kg. y la primera con tercera pesan 86,175 Kg. ¿Cuánto pesa la segunda caja? a) 40,84 Kg. b) 50,17 Kg. c) 40,578 Kg .d) 42,57 Kg e) 48,25 Kg. 2. Un depósito de 425,43 litros de capacidad, se puede llenar con dos caños .La primera vierte 25,23 litros en 3min. y la segunda 31,3 litros en 5min. Si trabajan los dos juntos, ¿en cuánto tiempo podrán llenar el depósito? a) 27min b) 28min c) 29min d) 30min e) 8min 3. Un rodillo de piedra tiene de circunferencia 6,34 m. De un extremo a otro de un terreno da 24,75 vueltas. ¿Cuál es la longitud del terreno? a) 60,254 m b) 162,558 m c) 154,058 m d) 156,915 m e) 52,128 m 4. Después de comprar 12 cuadernos, me sobran S/. 4,2 y para comprar otro cuaderno, me falta S/1,3. ¿Cuánto dinero tenía al inicio? a) S/. 70,20 b) S/. 72,28 c)S/.73 d) S/. 71,20 e) S/. 70 5. El precio del pasaje adulto en S/. 1,20 y del medio pasaje es S/. 0,70. Si la recaudación fue S/. 18,60, además se observa que por cada niño que subió, subieron 2 adultos. Calcule el número de pasajeros. a) 14 b) 15 c) 16 d) 17 e) 18 6. ¿Cuántos centésimos hay en 6 decimos? a) 0,6 b) 60 c) 600 d) 0,06 e) 6000 7. Si Juan vende todos sus helados a S/. 1,50 cada uno, le faltaría S/. 15 para comprarse un par de zapatos, pero si vende todos los helados a S/. 2 cada uno le sobrarían S/. 30. ¿Cuánto cuesta un par de zapatos? a) S/. 125 b) S/. 100 c) S/. 75 d) S/. 150 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO e) S/. 162 141 MATEMÁTICA 8. Si vendo cada lápiz a S/. 0,70 gano S/. 1,2 pero si vendo a S/. 0,5 perdería S/. 0,6. ¿Cuántos lápices tengo? a) 6 b) 7 c) 8 d) 9 e) 10 9. De una barra de 520cm de longitud se quiere cortar la mayor cantidad de pedazos de 32cm. Si el ancho de la sierra de corte es de 0,25cm. ¿Cuánto sobrará de la barra en cm? a) 4 b) 4,52 c) 3,75 d) 4,25 e) 2,28 10. En el recorrido de un micro se observo que en total Viajaron 63 personas entre adultos y universitarios. Si el pasaje de un adulto es S/. 1,25 y el de un Universitarios S/.0,75. ¿Cuántos adultos viajaron, si en total se recaudó S/. 64,75? a) 28 b) 53 c) 35 d) 45 e) 42 11. Si tiene 5 cajas y en cada caja hay 2,5 docenas de paquetes de medio ciento de lápices cada uno. Si en total se pagó s/.9 975. ¿A cómo tiene que vender cada ciento de lápices para ganar S/. 0,65 en cada lápiz? a) 140 b) 192 c) 190 d) 198 e) 178 c) 10 d) 19 e) 9 12. Calcular la suma de cifras de M. Si: ) ) ( 0,4 × 0,25 + 0,12 )225 M= a) 14 ) 1,16 b) 11 13. Se tiene un recipiente que contiene vino y agua, en el cual 0,4 de su capacidad es agua Si luego se extraen 100 litros del recipiente, ¿cuántos litros de vino se extrajo? a) 50 b) 65 c) 70 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO d) 50 e) 60 142 MATEMÁTICA 14. En el gráfico, hallar “L”, si r = 2,6 m a) 12,40 m b) 14,20 m c) 11,84 m d) 15,30 m e) 13,64 m L R r 8,4m 18,3m 15. Efectuar la siguiente operación. (0,006)2 × (0,002)5 (0,000004)2 a) 72 × 10 −9 b) 1 c) 36 × 10 −4 d) 3,6 × 10 −4 e) 18 × 10 −2 16. Si la raíz cuadrada de “T” es “M”, hallar la raíz cuadrada de “M” T = 8,3521 a) 1, 3 b) 1,2 c) 1,7 d) 1,01 e) 1,4 17. Hallar el valor de “E” ) ) ) E = 2,3 × 0,375 − 0,83 ÷ 1,3 a) 0,72 b) 0,50 c) 0,60 d) 0,55 e) 0,333… d) 8,25 e) 5,444… 18. Hallar el decimal equivalente a: ( a) 6,4 ) ) ) 2 0,916 + 3,6 b) 12 c) 8 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 143 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II 1. Doce pernos cuestan S/. 1,20; si se venden 4 pernos por S/0,50 ¿Cuántas docenas de pernos hay que vender para ganar S/. 2,40? A) 12 B) 10 C) 8 D) 18 E) 24 2. Efectuar : ⎡ 8,31414... − 0,31414... ⎤ B=⎢ ⎥ ⎣ 1,444... + 0,555... ⎦ A) 1/2 B) 2/3 −1 C) 4 D) 1/4 E) 2 3. Se vio una muestra de bronce que pesaba 4,55 kg, contenía 3,18 kg de cobre y 1,37 kg de zinc. ¿En 500 kg de bronce cuánto cobre habrá? (Nota: la razón de cobre a bronce será constante en cualquier cantidad de bronce) A) 300 kg B) 250 kg C) 324 kg D) 349 kg E) 180 kg 4. En una tienda hay arroz de dos calidades cuyos precios son S/. 2,00 y S/. 1,50 el kg. ¿Cuántos kg de arroz de mayor precio se deben poner para obtener una mezcla de 50 kg de arroz de S/ 1,80 el Kg? A) 30 kg B) 25 kg C) 32 kg ) D) 49 kg E) 18 kg 5. Se quiere formar un cubo sólido con ladrillos cuyas dimensiones sean 0,12m; 0,10m; y 0,18m. ¿Calcule el menor número de ladrillos? A) 3000 B) 2500 C) 3240 D) 2700 E) 2800 6. ¿Cuántas de las siguientes fracciones generan números decimales inexactos periódicos mixtos? 23 9 17 301 5 43 ; ; ; ; ; 60 900 41 30 16 47 A) 1/2 7. Hallar R= B) 2 C) 4 D) 3 E) 1 R , si: 3 (0,028)(0,00005)(2,25) (0,002)(0,15)(0,007) A) 1,20 B) 2,50 C) 1,50 D) 0,80 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO E) 0,50 144 MATEMÁTICA UNIDAD 06 POTENCIACIÓN Y RADICACIÓN ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 145 MATEMÁTICA 6.1. POTENCIACIÓN. Es la operación que consiste en repetir número llamado base, tantas veces como factor, como lo indica otro llamado exponente, denominando al resultado de esta operación potencia. b : base n : exponente bn = P P : potencia bn = b × b × b ×....× b = P “n” veces Ejemplos: a. 54 = 5 × 5 × 5 × 5 = 625 b. 33 = 3 × 3 × 3 = 27 c. 71 = 7 = 7 d. 25 = 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 32 3 ⎛2⎞ 2 2 2 8 e. ⎜ ⎟ = × × = ⎝ 3 ⎠ 3 3 3 27 6.2. f. (0,5)3 = 0,5 × 0,5 × 0,5 = 0,125 SIGNOS DE LA POTENCIACIÓN. El signo de la potencia dependerá del exponente y del signo de la base. a. b. c. (Positivo )Par o impar = Positivo (Negativo)Par = Positivo (Negativo)Impar = Negativo Ejemplos: a. (+2)4 = +16 b. (+2)5 = +32 c. (-2)4 = +16 d. (-3)2 = +9 e. (-2)5 = -32 f. (-3)3 = -27 4 16 ⎛ 2⎞ g. ⎜ − ⎟ = + 81 ⎝ 3⎠ 3 1 ⎛ 1⎞ h. ⎜ − ⎟ = − 64 ⎝ 4⎠ ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 146 MATEMÁTICA NOTA: Observar el siguiente ejemplo: - 3 4 = - 3 × 3 × 3 × 3 = - 81 “El exponente solo afecta al número 3”, mientras que: (- 3)4 = (- 3) × (− 3) × (− 3) × (− 3) = + 81 “El exponente afecta al signo y al número 3” Por lo tanto: -34 ≠ (-3)4 6.2.1. PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN. PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN PROPIEDAD NOTACIÓN a0 = 1; (a ≠ 0) Exponente cero EJEMPLO 00 = Indeterminado b) Producto de potencias de igual base an x am = an+m Cociente de potencias de igual base an = a n -m m a 0 7 a) = 70 = 1 (3 × 7 − 21)0 = Indeterminado 5 3 2 x 2 = 2 5+3 = 2 8 (− 2)8 = (− 2)8−3 = (− 2)5 (− 2)3 n 1 ⎛1⎞ a −n = ⎜ ⎟ = n a ⎝a⎠ Exponente negativo ⎛a⎞ ⎜ ⎟ ⎝b⎠ −n n bn ⎛b⎞ =⎜ ⎟ = n a ⎝a⎠ ⎛3⎞ ⎜ ⎟ ⎝4⎠ ( −2 ⎛4⎞ =⎜ ⎟ ⎝3⎠ Potencia de un producto (a × b )n = a n × b n Potencia de un cociente an ⎛a⎞ = ⎜ ⎟ bn ⎝b⎠ ⎛ 3 ⎜ ⎜ 4 ⎝ Potencia de una potencia (a ) (2) n b c = a bc 4 5 x2 ) 4 2 = 2 ⎞ 3 ⎟ = ⎟ 42 ⎠ 3 5 = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 5 4 x2 4 4 2 2 3 x5 = 2 15 147 MATEMÁTICA c c a b = a (b ) Exponente de exponente a) 18 = 1 n 1 =1 Potencia de la unidad 2 2 3 = 2 3 x3 = 2 9 b) 115 = 1 EJERCICIOS Completar el número que falta en el casillero correspondiente: 1) (-5)3 = 2) (+7)2 = 3) (-1)715 = 4) (-10)3 = 5) (-9)2 = 6) (-4)3 = 7) (+5)3 = 8) (+1)17 = 9) (-7)3 = 10) (-4)4 = 11) (-1)13 = 12) -113 = 13) (-1)80 = 14) -180 = 15) (-5+5)3 ─ 3 = 16) ⎛ 2⎞ ⎜− ⎟ = ⎝ 5⎠ 17) ⎛2⎞ −⎜ ⎟ = ⎝5⎠ 18) − 2 = 3 19) ⎛ 2⎞ ⎜− ⎟ = ⎝ 5⎠ 20) ⎛2⎞ −⎜ ⎟ = ⎝5⎠ 21) − 2 = 3 3 3 4 3 4 4 Completar los casilleros para que se verifique las siguientes igualdades 1) (− 7 )7 (− 7 )2 (− 7 )3 (− 7 ) = (− 7 ) 2) (− 17 )250 (− 17 )125 (− 17 )373 3) (− 27 )3 (+ 9)8 (− 27 )5 (− 3)8 = (− 3) 4) (− 7 )2 (− 13 )(−8 + 8 ) = 5) ⎡ (− 13 ) ⎤ ⎢ (+ 19 ) ⎥ ⎦ ⎣ 69 = = (− 17 ) (− 13 ) (+ 19 ) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 148 MATEMÁTICA 6) {.[.(− 13 ) ] } = (− 13 ) 7) [(− 3 ) (− 2 ) (+ 5 ) ] 8) {[(− 253 ) ] } + {[(− 19 ) ] } = 9) (− 5)15 (− 15)9 (+ 3)15 (− 15)6 = (+ 15) 10) [([− 517 ] ) ] 11) [(− 3) (− 5) ] (− 3) 12) ⎛ ⎡ 2 .−3 ⎤ 8 ⎞ ⎜ ⎛− ⎞ ⎟ ⎛ 7⎞ ⎜⎜ ⎢⎜⎝ 7 ⎟⎠ ⎥ ⎟⎟ = ⎜⎝ − 2 ⎟⎠ ⎦⎥ ⎠ ⎝ ⎣⎢ 13) ⎛ 3⎞ ⎜− ⎟ ⎝ 5⎠ 14) (13 )− 2 15) ⎛ − 3 ⎞ ⎛ − 5 ⎞ ⎛ − 7 ⎞ ⎛ − 11 ⎞ ⎟ ×⎜ ⎟ = ⎜ ⎟ ×⎜ ⎟ ×⎜ ⎝ 5 ⎠ ⎝ 7 ⎠ ⎝ 11 ⎠ ⎝ 3 ⎠ .5 .2 .3 4 = (− 3 ). × .(− 2 ). × .(+ 5 ) 5 .3 6 . 57 . 20 . 7 − 7 . 87 .9 ......... . 9 .3 .4 11 .3 . 58 . 0 = (− 9 ) −9+9 .27 (− 5).12 = (15 ) −2 = = 11 11 11 Escribir en los casilleros en blanco las potencias indicadas: ⎛ a ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ b ⎠ n Al cuadrado Al cubo A la cuarta 1 2 −2 3 −1 2 3 2 −2 5 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 149 MATEMÁTICA 6.3. RADICACIÓN. La RADICACION es una operación inversa de la potenciación. En la potenciación se vio que: 23 = 2 x 2 x 2 = 8. Al factor 2 que se repite (BASE) se llama raíz cúbica de 8. Simbólicamente se tiene: 3 8 = 3 2 3 =2 Si 24 = 2 x 2 x 2 x 2 = 16 Se dice que 2 es la raíz………………de 16. La notación será: 4 16 = ........ = ............ O que es lo mismo, raíz cuarta de 16 es 2. ⇒ Al trabajo de sacar raíz se denomina RADICACIÓN, que es una operación inversa de la POTENCIACIÓN. OBSERVACIONES: A LA RAIZ TERCERA se le llama también RAIZ CÚBICA. A LA RAIZ SEGUNDA se le llama RAIZ CUADRADA. Así mismo: 23 = 8 ⇔ 3 15 = 1 ⇔ 5 = 1 (se lee RAÍZ……………………………………………… ) 32 = 9 ⇔ 2 = 3 ( se lee……………………………………………………) 51 = 5 ⇔ …...= 5 (se lee RAÍZ PRIMERA DE CINCO RAIZ…………… 8 = 2 (se lee RAÍZ CÚBICA DE OCHO) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 150 MATEMÁTICA Ver los nombres de los términos de la radicación ( ). Luego: La radicación es la operación que asocia al par ordenado (b;n), con b ∈ |R y n ∈ |N, un número real (si existe) llamado raíz enésima de b, que se denota n b Radicación: |R x |N* → |R (b, n) → n b = a ↔ an = b Donde: • Si b> 0, entonces a > 0 • Si b >0 entonces a< 0 (si existe) Ejemplos: a) b) 3 − 0,027 = −0,3 − 36 = no existe en el conjunto de números reales (R). ALGORITMO DE UNA RAÍZ CUADRADA. Se va a hacer un ejemplo paso a paso para mostrar cómo se hace. Suponiendo que se quiere hallar la raíz cuadrada de 59074 En primer lugar se separan las cifras de dos en dos empezando de derecha a izquierda así: 5.90.74 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 151 MATEMÁTICA Buscando un número cuyo cuadrado sea 5 o menor que 5, que será 2. Se escribimos el 2 en la caja de la derecha: Se eleva 2 al cuadrado, que da 4 y se le resta al 5, quedando 1: Se bajan las dos cifras siguientes, o sea el 90, separando la última cifra de la derecha, o sea el cero. Se pone el doble de 2 debajo, o sea un 4: Y se divide 19 entre 4 que cabe a 4. Se añade ese 4 a la derecha del otro 4 y se multiplica por 4 el 44: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 152 MATEMÁTICA Se resta 190 menos 176 y se escribe debajo del 190, subiendo ya el 4 a la derecha del 2: Se bajan las dos cifras siguientes, o sea el 74, separando la última cifra de la derecha: Se baja el doble de 24, o sea 48 y se divide 147 entre 48: Como esa división cabe a 3, se añade un 3 a la derecha del 48 y se multiplica 483 por 3: Se resta 1474 menos 1449, quedando 25 de resto: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 153 MATEMÁTICA De tal forma que: radicación.” 2432 + 25 = 59074 “Donde 25 es el residuo de la Si el número del que se quiere hallar la raíz es decimal la separación de las cifras de dos en dos se hace desde la coma hacia la derecha y hacia la izquierda. Si en la raíz cuadrada anterior se quiere sacar decimales, se bajan dos ceros a la derecha del 25, se pone una coma después del 243 y se sigue el mismo procedimiento. EJERCICIOS. Calcular la raíz cuadrada de los siguientes números e indicar su raíz cuadrada, el residuo y realizar su comprobación. Número 58708 Raíz cuadrada Residuo Comprobación 242 144 58708 = 242 2 + 144 99500 734449 1522756 RAIZ CUADRADA POR DESCOMPOSICIÓN EN SUS FACTORES PRIMOS. Se va a hallar la raíz cuadrada de 435 600, empleando el método descomposición en sus factores primos. Primero. Descomponer en sus factores primos el número 435600. 435600 = 2 4 × 3 2 × 5 2 × 11 2 Segundo. Extraer la raíz cuadrada de 435600, utilizando la propiedad de radicales (Raíz de una multiplicación indicada). 435600 = 24 × 32 × 52 × 112 = 24 × 32 × 52 × 112 = 22 × 3 × 5 × 11 = 660 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 154 MATEMÁTICA Entonces 435600 = 660 Otro ejemplo: Hallar la raíz cúbica de 216000. 3 = 216000 3 2 6 × 3 3 × 5 3 = 2 2 × 3 × 5 = 60 EJERCICIOS Calcular la raíz que se indica en cada caso (ver cuadro), utilizar le método de descomposición de factores primos. Número 3 2744 3 2744 = 3 Procedimiento Respuesta 2 3 × 7 3 = 2 × 7 = 14 14 7744 4 50625 18225 6.3.1. SIGNOS DE LA RADICACIÓN. SIGNOS DE LA RADICACIÓN EJEMPLOS 1) a) Par o Impar + =+ 2) 3) 4) 4 + 81 = + 3 5 + 32 = + 2 724 +1 = + 1 725 +1 = +1 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 155 MATEMÁTICA − = - b) 547 2) c) Par − = No existe en el conjunto 6.3.2. 4 1) de números reales (R) − 64 = − 4 3 1) Impar −16 = No existe en R. −1 = No existe en R. 540 2) −1 = −1 PROPIEDADES DE LA RADICACIÓN. PROPIEDAD Raíz de un Producto Raíz de un Cociente NOTACIÓN n n EJEMPLOS ab = n a .n b a = b n n a . b 1) 3 27 x 64 = 3 27 × 3 64 = 3 × 4 = 12 2) 4 810000 = 4 81× 10000 = 4 81 × 4 1000 = 3 × 10 = 30 1) 4 4 256 256 4 =4 = 10000 10000 10 1) 2) Raíz de una Potencia n ab = n a = (a ) b 25 × 36 25 × 36 5 × 6 30 = = = 49 × 121 49 × 121 7 × 11 77 2) b n 3 82 = 35 3) 15 4) 6 ( 8) 2 3 105 3105 = 3 = (2 )2 = 4 35 = 33 = 27 ¡Se simplifica el exponente fraccionario! 2 125 10 = 3 125 2 = 3 125 = 5 2 = 25 ¡ Se simplifica el índice radical con el exponente! 218 × 7 3 = 56 6 218 × 6 49 3 6 56 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO = 2 3 × 2 49 8 × 7 56 = = 5 5 5 156 MATEMÁTICA Raíz de una raíz n m 1) 4 5 7 = 20 7 2) 8 4 7 32 = 32 7 32 = 71 = 7 a = n.m a. 3 5 8 3) = 1) n a×m b = n a ×n×m b 2) Consecuencia de las propiedades anteriormente mencionadas a×n b = a ×b n n 120 120 3120 × 8 40 3 × 120 8 40 31 × 3 8 = = 120 13 240 13 2 13 240 3× 2 6 = 169 169 8× 3 5 = 3 8×3 81 × 16 = = 3× 2 = 6 1) 5 3 = 5 2 × 3 = 75 2) 23 10 = 3 x a .m x 5 = 2× 81 × 6 5 16 = 4 81 × 4 16 2 3 × 10 = 3 80 x n 2 bp xc = x 3 2 =2 + x + ( a . m + b ).p + c n .m.p Ejemplo: 8. 8 4 = 3 6.3.3. 2 33 2 2 ( 3× 3 + 3 ) × 2 + 2 2 × 3× 2 =2 26 12 =2 13 6 RADICALES HOMOGENEOS Y RADICALES SEMEJANTES. Radicales Homogéneos. Son aquellos radicales que tiene el mismo índice radical. Ejemplos: a) 7; 8; 5 6; 3 2 5 “Todos son raíces cuadradas” ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 157 MATEMÁTICA b) − 53 2 ; 3 3 ; 5 3 7; 3 5 “Todos son raíces cúbicas” Radicales Semejantes. Son aquellos radicales que tiene el mismo índice radical y la misma cantidad subradical. Ejemplos: 3 7 ; − 2 7 “Todos son raíces cuadradas de siete” 5 3 2 3 b) − 53 2 ; ; 2 ; 43 2 “Todos son raíces cúbicas de dos” 5 a) 7; 6.3.4. SIMPLIFICACIÓN DE RADICALES. Consiste en transformar un radical en otro equivalente, cuyo radicando debe tener factores cuyos exponente no deben ser mayores que el índice de la raíz. Ejemplos: 720 1) Simplificar Se descompone factores primos: 720 en sus Algunos factores tienen exponentes divisibles por el índice radical; se procede a extraer esos factores: 2) Simplificar 3 720 = 2 4 × 32 × 5 720 = 24 × 32 × 5 = 22 ×3× 5 = 12 5 17280 Se descompone 8640 en sus factores primos: 17280 = 2 7 × 3 3 × 5 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 158 MATEMÁTICA 3 Algunos factores tienen exponentes mayores que el índice radical, se descomponen de tal forma que tengan exponentes divisibles por el índice radical. 17280 = 3 2 6 × 2 × 3 3 × 5 = 3 2 6 × 3 33 × 3 2 × 5 = 22 × 3× 3 2 × 5 = 12 3 10 3) Simplificar 50 Se puede simplificar a simple vista algunos radicales, esto dependerá mucho de la habilidad del ejecutor, observar con cuidado: 50 = 25 × 2 = 25 × 2 = 5 2 Se buscan 2 números cuyo producto sea 50 y uno de ellos debe tener raíz cuadrada exacta. 3) Simplificar 7 32 7 32 = 7 16 × 2 = 7 × 16 × 2 = 7 × 4 × 2 = 28 2 EJERCICIOS Simplificar los siguientes radicales: a) 3 77 × 2 b) 3 875 c) 3 54 d) 5 12500 e) 3 1080 f) 7 = 3 7 6 × 7 × 2 = 3 7 6 × 3 7 × 3 2 = 7 2 3 7 × 2 = 493 14 1920 6.3.5. OPERACIONES CON RADICALES. ADICION Y SUSTRACCION DE RADICALES. Se podrán sumar y restar radicales, si estos son semejantes. Algunos ejemplos: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 159 MATEMÁTICA 1) Efectuar: 3 2 − 2 +8 2 −4 2 3 2 − 2 +8 2 −4 2 = (3 − 1 + 8 − 4 ) 2 = 6 2 Sumar y restar sólo los coeficientes. 2) Efectuar: 23 5 + 8 6 − 3 5 + 3 6 23 5 + 8 6 − 3 5 + 3 6 = 23 5 − 3 5 + 8 6 + 3 6 = 3 5 + 11 6 Se suman y restan solo los radicales semejantes. 2) Efectuar: 3 2 + 2 50 − 32 Se tiene que simplificar cada radical, para poder sumar (obteniéndose radicales semejantes): 3 2 + 2 50 − 32 = 3 2 + 10 2 − 4 2 = 9 2 MULTIPLICACION DE RADICALES. Si los radicales son homogéneos se multiplicará los coeficientes y los radicandos. an b × cn d = a × c n b × d Ejemplos: 1) Multiplicar: 23 5 × 33 2 × 43 7 23 5 × 33 2 × 43 7 = 2 × 3 × 4 × 3 5 × 2 × 7 = 243 70 2) Multiplicar: 35 3 4× 5 3 7 5 35 3 3 3 9 4 × 5 3 = × × 5 4 × 3 = 5 12 5 7 5 7 35 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 160 MATEMÁTICA DIVISIÓN DE RADICALES. Si los radicales son homogéneos se dividen los coeficientes y los radicandos. a n b ÷ c n d = (a ÷ c ). n (b ÷ d ) Ejemplos: 1) Dividir: 12 6 ÷ 3 3 2) Dividir: 6.3.6. 243 72 723 36 12 6 ÷ 3 3 = (12 ÷ 3 ) 6 ÷ 3 = 4 2 24 3 72 24 3 72 1 = × = 3 2 3 72 36 3 72 36 RACIONALIZACIÓN DE RADICALES. Cuando se tienen fracciones con radicales en el denominador conviene obtener fracciones equivalentes pero que no tengan radicales en el denominador. A este proceso es a lo que se llama racionalización de radicales de los denominadores. Según el tipo de radical o la forma de la expresión que aparece en el denominador, el proceso es diferente. Se pueden dar varios casos: CASO I: Si el denominador contiene un solo término formado por una sola raíz cuadrada. En este caso basta multiplicar numerador y denominador por la misma raíz cuadrada. Por ejemplo, si se quiere racionalizar el denominador de la fracción multiplicará numerador y denominador por 5 , se 2 2 5 5× 2 5 2 5 2 = = = 2 2 2× 2 22 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 161 MATEMÁTICA Otro ejemplo. Racionalizar 2 3 18 Si antes de racionalizar se extraen los factores que se puedan en el radical del denominador, se tiene: 2 3 2 3 2 3 = = 18 2.32 3 2 Ahora basta multiplicar numerador y denominador por denominador: 2 para eliminar la raíz del 2 3 2 3× 2 2 6 6 = = = 3 3 2 3 2 × 2 3× 2 También se puede directamente multiplicar numerador y denominador por 2 3 2 3. 18 2 54 54 = = = 18 9 18 18. 18 18 Y ahora se extraen factores de la raíz del numerador y se simplifica. 54 = 9 2 × 33 3 2 × 3 6 , como se ve da el mismo resultado. = = 9 9 3 CASO II: Si el denominador de la fracción contiene dos términos en uno de los cuales o en los dos hay una raíz cuadrada, se multiplica numerador y denominador por el conjugado del denominador. O sea si es una suma se multiplica por la resta, y viceversa. Por ejemplo 7 , multiplicar numerador y denominador por 5− 3 7 = 5− 3 7 ( ( 5+ 3 5− 3 )( ) 5+ 3 5+ 3 ) En el denominador siempre va a aparecer un producto de una suma por una diferencia, o sea una expresión del tipo (a + b )(a − b ) = a − b 2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 2 162 MATEMÁTICA 7 = 5− 3 7 ( ( 5+ 3 5− 3 Otro ejemplo: )( ) 5+ ) 3) ( 5) − ( 3) 7 = ( 5+ 3 2 2 = 7 ( 5+ 3 5−3 ) = 7( 5+ 3 ) 2 2 , ahora multiplicar numerador y denominador por 3 − 7 3+ 7 ( ) ( ) ( ) 2 3− 7 2 3− 7 2 3− 7 2 = = = = 3− 7 9−7 2 3+ 7 3+ 7 3− 7 ( )( ) CASO III: Si el denominador sólo tiene un término con una raíz de índice cualquiera, “n”, se multiplica numerador y denominador por otra raíz de índice “n” que complete una potencia de exponente “n”. Por ejemplo: 3 1 25 Se factoriza el radicando del denominador: multiplicar numerador y denominador por 1 = 3 25 Otro ejemplo: 4 1 3 5 2 = 3 3 3 5 1 1 y como 3 5 3 = 5 , se va a = 3 2 3 25 5 5 para completar la potencia de 5: 5 2 3 5 = 3 3 5 5 3 = 3 5 5 2 , 2 Para que se elimine la raíz cuarta, la potencia tiene que estar elevada a 4, luego basta multiplicar por 4 23 2 2 4 23 2 4 23 2 4 23 = = = = 4 4 4 2 2 2 4 23 24 4 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 23 163 MATEMÁTICA EJERCICIOS NIVEL I 1. Extraer la raíz de: a) 2916 b) 45796 c) 2401 d) 63,845 e) 0,8436 2. Valor de potencias: a) (-3)2 = b) (-2)2 + 24 = c) (-4)2 - (-3)2 = d) (-4)3 -2(-4)3 = 3. Suma y resta de potencias: a) 2. 32 + 4.32 = b) 4.33 – 2.33 = c) 2. (-4)2 - 52 = d) (-4)3 +33 -2(-4)3 = 4. Multiplicación de potencias con bases iguales: a) 2. 22 .22.2 2 = b) 3.33 . 3.33 = c) 4. 42 . 42 = d) 2b.23 .2 3 .2b3 = 5. Multiplicación de potencias con exponentes iguales: a) 42 .32.5 2 = b) 23. (0,3)3 = c) 2. 33. 43 = d) 2b3.3b3 .5b 3 = 6. Potencias con exponentes negativos: a) 5 -2 = b) 2-3. 3-2= c) 2-3. 3-2. 4-3 = d) -2-3 +( -3)-3 = 7. División de potencias con bases iguales: a) 25 :22 = b) 33 : 31 = c) 46 : 42 = d) 6n4x5 : 2n4 x3 8. División de potencias con exponentes iguales: a) 45 :25 = b) 63 : 33 = c) 166 : 46 = d) 6n5x3 : 2n5 x3 9. Multiplicación y división de potencias: a) 2.42.5 2.3.5 b) 4.6.5 22.3.5 c) 2b5 .3b.5b 3b.4b3 .6b d) 80b.7 b.6d 16.5b 2 .9d ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 164 MATEMÁTICA 10. Potencia de potencias: a) 23.5 11. b) (3-4)-2 d) (2-2.2-4.32.5-3)-2 Potencia de sumas: a) (2+3).(2+3) 12. c) (-2-3)-2 b) (1+6).(1+6) c) (3a-1)2 = d) (3-2b).(3+2b) = Conversión en factores de potencias: a) 4-4a+a2 b) 25 + 30b +9b2 c) x2 +8x + 15 d) (25-c2)/ (5+c) EXTRACIÓN DE RAÍCES PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I-A 1. Extraer la raíz de: a) b) c) d) e) 2916 45796 8,2944 4,53 2401 f) g) h) i) j) 88,36 6,3504 7,569 63,845 0,8436 2. Un pivote excéntrico se ha de forjar con un corte transversal cuadrado de 15,9 cm2 ¿Qué longitud tienen los lados? 3. La sección transversal normalizada de un eslabón de cadena es de 15,9 cm2. Calcular el diámetro de la cadena. 4. La sección transversal de un vástago de émbolo se tiene que agrandar en un 12,7%, es decir 360 mm2 ¿Qué longitud tendrá el diámetro del vástago de émbolo? 5. La sección transversal interior de una instalación de transporte es de 45,6 cm2. ¿Qué longitud tiene el diámetro interior del tubo? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 165 MATEMÁTICA PROBLEMAS DE RAÍZ CUADRADA NIVEL I-A Problema 1.- VER FIGURA Un punzón perforador con corte transversal cuadrado tiene 2025 mm2 superficie. Calcular la longitud de los lados a) 45 mm b) 17 mm c) 15 mm d) 24 mm de e) 35 mm Problema 2.- VER FIGURA La sección transversal normalizada de un eslabón de cadena es de 176,715mm2 Calcular el diámetro de la cadena. a) 5 mm b) 7 mm c) 15 mm d) 12 mm e) 13 mm Problema 3.VER FIGURA La sección transversal de una costura de garganta (cordón de soldadura) de 45o es de 16 mm2. Calcule la longitud de los catetos. a) 5,65 mm b) 7,1 mm c) 1,5 mm d) 1,25 mm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO e) 1,36 mm 166 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II 1. Determinar la suma de cifras del menor número tal que al agregarle sus tres cuartas partes se obtenga un cubo perfecto. a) 1 b) 16 c) 8 c) 27 d) 9 e) 25 2. ¿Cuántos números cuadrados perfectos hay entre 1521 y 15878? a) 10 b) 87 c) 98 c) 27 d) 39 e) 55 3. Un terreno cuadrado se divide en pequeños lotes cuadrados todos iguales. Si se desea colocar un árbol en cada vértice de los cuadrados; se emplea 261 árboles más cuando los cuadrados son 2 m de lado, que cuando son de 4 m. ¿Hallar el lado del terreno? a) 36 b) 17 c) 48 c) 27 d) 39 e) 35 4. En el centro de un terreno que tiene la forma de un cuadrado, se ha construido un almacén cuyas esquinas forman una superficie de 49 m2 con las esquinas de los límites de la propiedad. Si el almacén ocupa una extensión de 361 m2. ¿Cuál es el área de toda la propiedad? a) 1089 m2 b) 1024 m2 c) 2420 m2 d) 1280 m2 e) 1325 m2 5. Un terreno esta sembrado con árboles equidistantes entre sí. Se sabe que en el interior hay 476 árboles más que en el perímetro, ¿Cuántos árboles hay en total? a) 625 b) 676 c) 576 d) 729 e) 616 6. Hallar el residuo de extraer la raíz cuadrada de 13,5742 a) 318 7. Reducir: a) 12 b) 0,1 c) 0,318 d) 0,0318 e) 4,5742 2 50 + 3 8 − 32 98 − 18 + 3 2 b) 6/7 c) 12/7 d) 5/7 e) 6 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 167 MATEMÁTICA 8. Señale el valor de verdad (V) o falsedad (F) de cada una de las proposiciones: I. (x − n )2 .(x 2 )n = 1 ; ∀ x ≠ 0 II. (- 2 )2 5 . (− 8) 1 = 9 III. 2n IV. ⎛ x 2n ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ 3 −n .27 −n 2 −n 1 =x a) VVFV b) FVVF 5 9. Efectuar: E = 4 3 + a) 5 b) 3 10. Efectuar: a) 9/7 a) 16 108 − a) 10 c) VVVV 3 + 1 .5 4 3 − c) 3 5 c) 1 d) 2/7 ⎛ ⎞ ⎜ 2+ 3 − 2− 3 ⎟ ⎝ ⎠ b) 64 2 3 − 27 c) 8 b) d) 128 15. Efectuar: a) 256 c) 12 24 16 3 12 10 b) 2 ( e) 256 c) –2 3+3 3 b) 37 14. Simplificar : e) 8 6 7 13. El Factor racionalizante de : a) 1 e) -1 equivale a : 19 3 + 1 3 a) 17 e) FFFV 3 +1 d) 1 9 d) VFVV 3 ⎛⎜ 1 3 2 ⎞⎟ 2 − + − ⎜ ⎟ 7 2 7⎝ 2 7 ⎠ b) 7 11. Efectuar: 12. = −2 5 16 − . 54 5 b) 216 54 + . 108 3 , es a b 6 + 2 27 e) 4 108 hallar a + b : e) 1 .6 7 c) 3 3 648 d) 784 5 . 12 13 5 d) 3 d) 4 250 c) 212 e) 5 ) 3 d) 144 e) 128 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 168 MATEMÁTICA [ 0 ,8 0, 6 0, 4 16. Efectuar: E = 32 − 32 − 32 − 32 a) 4 b) 16 c) 20 d) 32 ] .2 , 5 e) 64 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 169 MATEMÁTICA UNIDAD 07 TRIGONOMETRÍA BÁSICA ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 170 MATEMÁTICA 7.1. SISTEMA DE MEDIDAS ANGULARES. Los diferentes sistemas de medidas angulares, usan como unidad de medida alguna fracción del ángulo de una vuelta. Principales sistema de medidas angulares: • Sistema Sexagesimal (inglés) : Sº • Sistema Centesimal (francés): Cg • Sistema Radial o Circular: R rad 7.1.1. SISTEMA SEXAGESIMAL (S). La UNIDAD de medida es el Grado Sexagesimal (1º) que es la 360 ava. Parte del ángulo de una vuelta. El ángulo de una vuelta mide 360º Los submúltiplos del Grado Sexagesimal son el Minuto Sexagesimal (1′) y el Segundo Sexagesimal (1″), donde: 1º equivale a 60′ 1′ equivale a 60″ 1º equivale a (60x60)″ ó 3600″ 180° 90° 7.1.2. SISTEMA CENTESIMAL ( C ). La UNIDAD de medida es el Grado Centesimal (1g) que es la 400 ava. Parte del ángulo de una vuelta. El ángulo de una vuelta mide 400g Los submúltiplos del Grado Centesimal son el Minuto Centesimal (1m) y el Segundo Centesimal (1s), donde: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 171 MATEMÁTICA 200g 100g 7.1.3. 1g equivale a 100m 1m equivale a 100s 1g equivale a (100x100)s ó 10000s SISTEMA RADIAL O CIRCULAR ( R ). La UNIDAD de medida es el Radián (rad.) El radián es la unidad de medida de un ángulo central en un círculo cuya longitud del radio (R) es igual a la longitud del arco de la circunferencia (L) que subtiende dicho ángulo. L θ R “Si L = R entonces la medida del ∠ θ, es igual a un radián o simplemente θ = 1 rad.” El ángulo de una vuelta mide 2π rad. π rad 7.1.4. π rad 2 RELACIÓN ENTRE LOS SISTEMAS DE MEDIDAS DE ÁNGULOS. Sea θ un angulo donde: S representa la medida de θ en grados Sexagesimales. C representa la medida de θ en grados Centesimales. R representa la medida de θ en Radianes. Donde la fórmula de Conversión es: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 172 MATEMÁTICA S 180 C 200 = = R π Observaciones: ¾ S, C y R no representan submúltiplos (minutos ni segundos). ¾ Para convertir grados sexagesimales a centesimales o viceversa se emplea S C S C sólo: = ; simplificando se obtiene: = 180 200 9 10 Donde: S= 9.C 10 C= 10.S 9 ¾ Otras equivalencias importantes: 9° = 10g 27′ = 50m 180° = π rad 200g = π rad 81″ = 250s Ejemplos: 1) Convertir 45° a grados centesimales. Como S = 45°, remplazar en la siguiente fórmula: C= 10.S 9 Ä C= 10.(45º ) = 50 g 9 2) Convertir 125g a radianes. Como C = 125g, remplazar en la siguiente fórmula: R C = π 200 3) Convertir Como R = Ä R 125 5π = Ä R= rad π 200 8 3π radianes a grados sexagesimales. 5 3π rad, remplazar en la siguiente fórmula: 5 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 173 MATEMÁTICA S R = 180 π 3π S 180(3π) Ä = 5 Ä S= Ä S = 108º 180 π 5π OTRA FORMA: Multiplicar la medida dada por un FACTOR DE CONVERSIÓN que está conformado por una fracción equivalente a la unidad. En el denominador de tal fracción se escribe la unidad a eliminar y en el numerador la unidad que se busca. Por ejemplo para convertir 3π rad a grados sexagesimales se hará de la siguiente 5 manera: 3π.rad 3π.rad 180º ×1 = × 5 5 π.rad Se ha reemplazado la unidad por la fracción (FACTOR DE CONVERSION) sabiendo que: 180° = π rad. Luego: 3π 3π.rad 180º 3 × 180º rad = × = = 108º 5 5 5 π.rad 4) Convertir 0,621° a segundos centesimales. Solución: Se va a emplear en una sola línea tres FACTORES DE CONVERSIÓN. No olvidar que: 9°=10g 0,621º = 0,621º× 1g=100m 1m=100s 10 g 100 m 100 s × g × m = 6900 s 9º 1 1 5) Convertir 7500s a minutos sexagesimales. Recordar que: 7500s = 7500s × " 81 1´ × " = 40,5´ s 250 60 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 81” 1´ = 250s = 60” 174 MATEMÁTICA EJERCICIOS 1. Completar el siguiente cuadro en el sistema de medidas angulares pedido: N SEXAGESIMAL ( Sº ) 1 30º 2 60º 3 90º 4 45º 5 27º 6 53º 7 16º 8 74º 9 8º CENTESIMAL ( Cg ) 10 91 1/9g 11 16 2/3g 12 83 1/3g 13 25g 14 75g 15 20 5/9g 16 79 4/9g 17 29 4/9g RADIAL ( R rad ) 18 19 20 21 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 127 π 360 2π 3 5π 4 27 π 36 175 MATEMÁTICA 1. SOLUCIÓN DE LAS APLICACIONES N SEXAGESIMAL ( Sº ) CENTESIMAL ( Cg ) g 1 30º 33 1/3 2 60º 66 2/3g 3 90º 100g 4 45º 50g 5 27º 30g 6 53º 58 8/9g 7 16º 17 7/9g 8 74º 82 2/9g 9 8º 8 8/9g 10 82º 91 1/9g 11 15º 16 2/3g 12 75º 83 1/3g 13 22,5º 25g 14 67,5º 75g 15 18,5º 20 5/9g 16 71,5º 79 4/9g 17 26,5º 29 4/9g 18 63,5º 70 5/9g 19 120º 133 1/3g 20 225º 250g 21 135º 150g ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO RADIAL ( R rad ) 1 π rad 6 1 π rad 3 1 π rad 2 1 π rad 4 3 π rad 20 53 π rad 180 4 π rad 45 37 π rad 90 2 π rad 45 41 π rad 90 1 π rad 12 5 π rad 12 1 π rad 8 3 π rad 8 37 π rad 360 143 π rad 360 53 π rad 360 127 π rad 360 2 π rad 3 5 π rad 4 3 π rad 4 176 MATEMÁTICA 7.2. RAZONES TRIGONOMÉTRICAS DE ÁNGULOS AGUDOS. Son las fracciones que se forman con las longitudes de los lados de un triángulo rectángulo respecto a un ángulo agudo. En el triángulo rectángulo que se muestra, los catetos son los lados a y b; la hipotenusa es c, además: β c a α b Cateto opuesto de α es “a” Cateto adyacente de α es “b” Cateto opuesto de β es “b” Cateto adyacente de β es “a” Las razones trigonométricas que se pueden formar respecto al ángulo “α” serian: Seno α = a Cateto opuesto = c Hipotenusa Cotangente α = b Cateto adyacente = c Hipotenusa Coseno α = Tangente α = Secante α = a Cateto opuesto = b Cateto adyacente b Cateto adyacente = a Cateto opuesto c Hipotenusa = b Cateto adyacente Cosecante α = c Hipotenusa = a Cateto opuesto TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS NOTABLES. 60º 2k 53º 5k k 25k 74º 10k 7k 8º 16º 24k k 4k k 3 7 2k k 45º 37º 30º 45º k 2 3k 82º 4k k 2 75º ( 6 − 2 )k 15º ( 6 + 2 )k ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 177 MATEMÁTICA 10 k 5k k k k 53º 2 37º 2 15° 75° 4k 2k 3k TABLA DE VALORES DE RAZONES TRIGONOMÉTRICAS EN TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS NOTABLES F.T. 8º 15º 16º Sen 2 10 6− 2 4 7 25 Cos 7 2 10 6+ 2 4 24 25 Tng 1 7 6− 2 6+ 2 Ctg 7 1 Sec Csc 7.3. 37/2º 53/2º 30º 37º 45º 53º 60º 1 5 1 2 3 5 1 2 4 5 3 2 3 10 2 5 3 2 4 5 1 2 3 5 1 2 7 24 1 3 1 2 1 3 3 4 1 1 4 3 3 1 6+ 2 6− 2 24 7 3 1 2 1 3 1 4 3 1 1 3 4 1 3 10 7 2 4 6+ 2 25 24 10 3 5 2 2 3 5 4 2 1 5 3 2 1 10 2 4 6− 2 25 7 10 1 5 1 2 1 5 3 2 1 5 4 2 3 1 10 RAZONES TRIGONOMÉTRICAS DE ÁNGULOS CUADRANTALES. Si un ángulo en posición normal hace coincidir su lado final con alguno de los semiejes del sistema de coordenadas, tal ángulo se llama CUADRANTAL. Estos ángulos en una primera vuelta son 0º; 90º; 180º; 270º; 360º. Las razones trigonométricas de estos ángulos cuadrantales se muestran en la siguiente tabla: 90° sen cos tg cotg sec cosec 0º ó 360º 0 1 0 ND 1 ND 90º 1 0 ND 0 ND 1 180º 0 -1 0 ND -1 ND 270º -1 0 ND 0 ND -1 0° 360° 180° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 270° 178 MATEMÁTICA ND: “No definido” Ejemplos de aplicación: Calcular el valor numérico de las siguientes expresiones: 2 2 cos 45º + 6 cos16º cos 53º 2 1. 2. 3 5ctg 2 π π + 3 sec 2 6 3 24 ⎡ 1 ⎤ 2× ⎢ ⎥ + 6× 25 ⎣ 2⎦ = 3 5 12 17 1+ 5 5 = = 3 3 5 5 = 3 5ctg 2 30º +3 sec 2 60º 144 ⎡1 ⎤ 2× ⎢ ⎥ + 25 ⎣2⎦ = 3 5 17 3 = = 3 5× = 3 5× 3 + 3× 4 = 3 7.4. ( 3) = 2 3 + 3 × (2 ) 2 27 RESOLUCIÓN DE TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS. Resolver un triángulo rectángulo es hallar la medida de sus lados y ángulos a partir de dos datos, uno de los cuales debe ser lado. Para resolver triángulos rectángulos se pueden presentar dos casos: I. Los datos conocidos son: dos lados. II. Los dos datos conocidos son: un lado y un ángulo agudo. Ejemplos: 1. Resolver el triángulo que se muestra continuación: Solución: Como datos se tienen la medida de dos lados, “este problema corresponde al caso I.” Para hallar el tercer lado “a”, se aplica el Teorema de Pitágoras. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 35 m β a α 28 m 179 MATEMÁTICA a 2 + 28 2 = 35 2 a 2 = 35 2 − 28 2 a 2 = 441 a= 441 a = 21 El ángulo α se halla estableciendo una razón trigonométrica que relacione lados conocidos. 28 4 = ; Cosα = 35 5 Pero el Cos53 o = 4 ; 5 α = 53º Entonces : " β" es el complement o de " α" , por lo tanto : β = 90º - 53º β = 37 º 2. Resolver el triángulo que se muestra continuación: Solución: 50cm Como datos se tienen la medida de un ángulo agudo y un lado, “este problema corresponde al caso II.” β a 16° b Hallando β, que es el complemento de 16° β = 90° - 16° β = 74° Se calcula “a”: tomando una razón trigonométrica de 16°, que relacione el dato con la incógnita. Lado desconocid o = RT (α ) Lado conocido Razón Trigonométrica de α a = sen 16º 50 cm 50cm 7 a = 50 cm 25 β a 16° b a = 14 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 180 MATEMÁTICA Se calcula “b” en forma similar que el caso anterior, pero esta vez conviene trabajar con la razón trigonométrica coseno de 16°. b = Cos 16º 50 cm β 50cm a 16° 24 b = 25 50 cm b b = 48 cm 7.5. RESOLUCIÓN DE TRIÁNGULOS OBLICUOS – LEY DE SENOS. “En todo triángulo, las longitudes de los lados son proporcionales a los senos de los ángulos opuestos” b θ a α a b c = = Sen α Sen β Sen θ β c Ejemplo: 1. Resolver el triángulo que se muestra continuación: Solución: Resolver el triángulo consiste en hallar medida de sus lados y sus ángulos internos. Se tiene que hallar las medidas de “L”, “β” y “θ”. 37º L 70 m la β θ 84 m Primero hallar el valor de “θ” aplicando la ley de senos: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 181 MATEMÁTICA 84m 70m = Sen 37º Sen θ Sen θ = 70 × Sen 37º 84 37º 70 m ⎛3⎞ 70 × ⎜ ⎟ ⎝5⎠ Sen θ = 84 Sen θ = 1 ; Entonces 2 L 113° 30° 84 m : θ = 30º Ahora hallar el valor de “β”: 37º + 30º + β = 180º β = 113º Aplicando la Ley de senos para calcular el valor de “L”: L 70m = Sen 113º Sen 30º L= 70 m × Sen 113º Sen 30º Pero : Sen 113º = Sen67º (Reducción I Cuadrante) 70 m × Sen 67º 70 m × 0,9205 = ; 1 Sen 30º 2 Entonces : L = 128,87 m L= 7.6. Sen 67º = 0,9205 (Por Tablas) RESOLUCIÓN DE TRIÁNGULOS OBLICUOS – LEY DE COSENOS. “En un triángulo cualquiera, el cuadrado de la longitud de uno de sus lados es igual a la suma de los cuadrado de las longitudes de los otros dos lados, menos el doble producto de ellos, multiplicado por el coseno del ángulo comprendido entre ellos”. c 2 = a 2 + b 2 − 2ab.Cosθ c a θ b ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 182 MATEMÁTICA Ejemplo: 1. Hallar la medida del lado “x” Solución: x 2 = 12 2 + 20 2 − 2(12)(20 )cos37º ⎛4⎞ x 2 = 144 + 400 − (480 )⎜ ⎟ ⎝5⎠ 2 x = 544 − 384 x = 160 = 4 10 m. x 20 m 37º 12 m PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I 1. Sobre un cuerpo actúa una fuerza vertical de 20 N hacia arriba, una fuerza hacia la izquierda de 15 N. ¿Qué ángulo forma la resultante con la horizontal? a) 53° b) 33,7° c) 25° d) 37° e) 45° 2. Un cuerpo que pesa 100kg fuerza, sube un plano inclinado de 37° ¿Hallar aproximadamente el valor de la normal en Newton? . (1kg-f = 9,81 N) a) 298 b) 537 c) 706 d) 593 e) 785 3. Convertir 5° a radianes. a) π 8 b) π 7 c) π 6 d) π 3 e) π 36 4. Convertir 0.5 radianes a grados sexagesimales ( π = 3,1416): a) 35° b) 44,1° c) 50° d) 28,65° e) 39° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 183 MATEMÁTICA 5. Hallar el valor de 2 radianes en grados ( π = 3,1416): a) 77° 47´ 45 ´´ b) 57° 37´ 45 ´´ c) 27° 17´ 25 ´´ d) 114° 35´ 29 ´´ e) 58° 17´ 45 ´´ 6. Encontrar el valor del cosθ , si el senθ = 0.5 a) 0.78 b) 0.86 c) 0.5 d) 0.63 e) 0.83 7. Hallar el valor de la Tgθ , si la Ctgθ = 4 . a) 0.31 b) 0.20 c) 0,25 d) 0.34 e) 0.60 8. Se observa un árbol a una distancia de 25m, con una ángulo de elevación de 53° ¿Cuál es la altura del árbol aproximadamente? a) 85m b) 33,3 m c) 125m d) 37,4 m e) 29,5 m 9. Se observa desde lo alto de un edificio de altura 20m a un auto, con un ángulo de depresión de 37°. Si el auto de aleja del edificio a una velocidad de 15m/s ¿A qué distancia del edificio se encontrará aproximadamente el auto, en 2 segundos? a) 75m b) 56,67m c) 115m d) 50m e) 250m 10. ¿A qué es equivalente a) b) c) d) e) 4π rad? 5 130° 124° 136° 124° 164° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 184 MATEMÁTICA 11. Expresar 150° en radianes. a) 4π 5 rad b) 5π 4 rad c) 4π 3 rad d) 5π 6 rad e) π 6 rad 12. En un triangulo rectángulo, el perímetro es 90 cm y el coseno de uno de los ángulos agudos es 12/13. Hallar la longitud de su hipotenusa. a) 13 b) 26 c) 39 d) 52 e) 65 13. En un triangulo rectángulo la hipotenusa mide el triple del cateto menor. Calcular la tangente del mayor ángulo agudo de dicho triángulo a) b) c) d) e) 2 2 2 3 2 2 4 14. En un triángulo rectángulo ABC, recto en B, se cumple que: cotA = a) b) c) d) e) 5 . 12 Calcular : M = senA − SenC 3/13 5/13 7/13 9/13 11/13 15. Si Tg α = Sen245° + Cos60°. Hallar. Sen a) 2 2 b) 3 2 2 c) 2 4 α ( α Es un ángulo agudo) d) 2 8 e) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 2 185 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II 1. Hallar “ x” a) 4 b) 4 2 c) 4 3 d) 4 6 e) 6 2. Hallar AF si AM= 2 5 a) 3.873 b) 7.746 c) d) e) 2 5 5 5 3 10 3. Hallar (X + Y): a) b) c) d) e) 35 30 40 20 25 4. Hallar R: a) b) c) d) e) 11 12 13 14 15 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 186 MATEMÁTICA UNIDAD 08 MEDIDAS DE LONGITUD ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 187 MATEMÁTICA 8.1. MEDIDAS DE LONGITUD. Medir es comparar una magnitud con otra de la misma especie, tomada como unidad de medida Cientos de años atrás, la gente media el largo de objetos usando partes del cuerpo. Por ejemplo, el pie de una persona representaba a un pie de largo, el ancho de un pulgar era una pulgada, el espacio entre brazos extendidos (de la punta de un dedo hasta la punta del otro), eran 6 pies. Cuando los británicos comenzaron a establecerse en Norteamérica las colonias usaban pesos y medidas que eran comunes en aquel tiempo. Aún había confusión entre medidas que llegaron hacerse hasta más confusas después de la Revolución Americana, pues cada una de las 13 colonias trataba de encontrar una norma uniforme de pesas y medidas. También los Franceses, Españoles y Holandeses tenían sus propias normas y nadie estaba de acuerdo. Es así que en el año 1832, el Departamento de Tesorería dispuso que Ferdinad Rudolph Hassler construyera las normas de medida y masas, y en el año 1836, el Congreso oficialmente creó la Oficina de Pesos y Medidas. Hassler escogió el Sistema Imperial de Inglaterra sobre el sistema métrico. Sin embargo, el Sistema Internacional (SI) de Unidades (Sistema Métrico), es aceptado como la norma de medidas. 8.1.1. UNIDAD FUNDAMENTAL (EL METRO). Teniendo el marco del Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad fundamental de la magnitud longitud es el METRO. MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO DEFINICIÓN DE LA UNIDAD Longitud del trayecto recorrido en el vacío, por un rayo de luz en el tiempo de Longitud metro m 1 s 299 792 458 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 188 MATEMÁTICA 8.1.2. PREFIJOS EN EL S.I. Los prefijos del SI son prefijos empleados para nombrar a los múltiplos y submúltiplos de cualquier unidad del Sistema Internacional (SI), ya sean unidades básicas o derivadas. SÍMBOLO FACTOR exa E trillón peta P 10 18 10 15 T 10 12 billón G 10 9 mil millones M 10 6 millón 1.1 Para formar múltiplos decimales PREFIJO tera giga mega kilo Para formar submúltiplos decimales 3 NOMBRE DEL VALOR NUMÉRICO mil billones k 10 hecto h 10 2 cien deca da 10 diez deci d Décima centi c 10 -1 10 -2 mili m 10 -3 milésima micro μ 10 nano pico femto atto n p f a -6 mil centécima millonésima 10 -9 mil millonésima 10 -12 billonésima 10 -15 mil billonésima 10 -18 trillonésima En el caso de la medida de longitud: Múltiplos Submúltiplos kilómetro 1.2 HECTÓMETRO decámetro X 1000 1.3 X 100 X10 1000 m 1.4 100 M 10 m 1 km 1.5 1 HM 1 dam metro decímetro centímetro milímetro : 10 : 100 : 1000 1m 0,1 m 0,01 m 0,001 m 1m 1 dm 1cm 1 mm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 189 MATEMÁTICA Aplicar este conocimiento midiendo el largo, ancho y alto de su mesa de trabajo. Anotar estos datos, usando como unidades de medida el centímetro y el milímetro. Largo ....................... cm ... ........................ mm Ancho ...................... cm ........................... mm Alto ........................... cm ........................... mm Sin embargo, el centímetro y el milímetro, no son las únicas unidades de medida, si se toman 10cm, se tiene 1 decímetro. 1 decímetro = 10 centímetros Y si se toman 10 decímetros, se tiene 1 metro (1 m) que es la unidad principal de medida de longitud. Como ejercicio, tomar las medidas de longitud y anotar sus resultados. ⇒ a) Un libro b) Un salón de clase ⇒ c) Un lápiz ⇒ Continuar multiplicando cada unidad por 10 y se tiene: 10 m forman 1 decámetro ⇒ dam 10 dam forman 1 hectómetro ⇒ hm Observar, con atención, los dibujos de abajo. Cada una de las aristas de los cuerpos recibe, en geometría, el nombre de segmento de recta. Medir algunos de ellos, recordando que medir un segmento de recta es verificar cuantas veces una unidad está contenida en él. 2 2 Largo = …………unidades ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 190 MATEMÁTICA 3 Ancho = ……. Unidades 4 Muy Importante: Altura = ……. Unidades El número es la MEDIDA y el segmento (u) es la UNIDAD DE MEDIDA. Subrayar, entonces, con un trazo, la medida, y con dos, la unidad de medida. Ejemplo: La longitud de la regla es de seis pulgadas. La broca de tres cuartos está sobre la bancada. Compré mil milímetros de alambre de cobre. Esta caja contiene doce docenas de pernos. La primera clase comienza a las 7 h y 15 minutos. En los dibujos de la página anterior, los segmentos medidos representan: Largo, ancho y altura. La unidad (u), tomada como medida, fue el centímetro (cm). Notar que cada centímetro está dividido en partes iguales, cada una de las cuales se llama milímetro (mm). En la medición de la longitud: se tiene: 6 u = 6 cm = 60 mm. Se puede comprobar que: 10 veces 1 milímetro es igual a 1 centímetro 10 x 1 mm = ........ mm = 1 ....... Completar: Ancho = 2,5 u = alto = 1 u = 2,5 cm = .......... mm 1 cm = .......... mm Por consiguiente, se acaba de formar un conjunto (Sistema Internacional) de unidades de medidas de longitud. Observar el cuadro: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 191 MATEMÁTICA 8.1.3. MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS DEL METRO. MÚLTIPLOS km 4.1 kilómetro 4.2 1000 m 4.3 UNIDAD dam HM HECTÓMETRO decámetro 10 m 100 M SUBMÚLTIPLOS m dm cm mm metro decímetro centímetro milímetro 1m 0,1 m 0,01 m 0,001 m Observación: Es preciso aclarar que: • Existen múltiplos mayores que el kilómetro. • Existe submúltiplos menores que el milímetro. Por ejemplo: En mecánica de precisión y en trabajos científicos, se usan otros submúltiplos del metro, como por ejemplo la millonésima parte (μ micra) del metro que se denomina micra (μ m). Resumiendo se tiene: Medidas mayores que el metro, o sea, múltiplos del metro: decámetro dam 1 dam = 10 m hectómetro hm 1 ....... = 100 ........ kilómetro km 1 .........= ……........ 1 KM = 10 HM = 100 DAM = 1 000 M ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 192 MATEMÁTICA Medidas menores que el metro, o sea submúltiplos del metro: decímetro dm 1 dm = 0,1 m centímetro cm 1 ....... = ......... m milímetro mm 1 ....... = ............. 1 MM = 0,1 CM = 0,01 DM = 0,001 M EJERCICIOS Haciendo uso de los conceptos vertidos y detallados anteriormente: 1. Completar: a) 5 dam = cinco decámetros b) 18 mm = ................................................... c) ........................... = doce kilómetros d) ........................... = nueve hectómetros e) 35 cm = ..................................................... f) . .....................dm = siete .......................... 2. Completar: 3. a) 9,082 km = 9 km, 8 dam y 2 m b) 13,052 km = ......... km, ........ hm, ...... dam y ...…. m c) ............dam = 19 dam, 5m y 3dm d) 9,5 ..............= 9 m y 5 dm e) 8,25 dm = ............. y ............. Se sabe que: 1 dam = 10 m ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 193 MATEMÁTICA Entonces, completar: 4 a) 8 dam = 8 x 10 = 80 m b) 28 dam = ............................ = .......................... m c) 3,4 dam = ........................... = …………………. m d) 53 m = 53 ÷ 10 = 5,3 dam e) 156 m = ……………………. = …………………. dam f) 90 m = ……….……………. = ……………….… dam También se sabe que: 1 hm = 10 dam Completar entonces: a) 5 hm = 5 x 10 = 50 dam b) 0,8 hm = ......................... = ........................ dam c) 58 hm = ......................... = ….……………. dam d) 30 dam e) 48 dam = …………..…… = ……..………….. hm f) 0,08 dam = …………… .. = …….………...… hm = 30 ÷ 10 = ………. hm 5. Siguiendo el raciocinio de las preguntas 3 y 4, para las otras unidades, completar: a) 2 km = 2 x 10 = 20 hm b) 72 km = ........................... = …………………. hm c) 0,8 km = ……………….… = …………………. hm d) 5 m = 5 x 10 = 50 dm e) 3,8 m = ..………………….. = …………………. dm f) 4 dm = 4 x 10 = 40 cm g) 52 dm = …………………... = ….………..……. cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 194 MATEMÁTICA 8.1.4. CONVERSIÓN DE UNIDADES. La unidad escrita se refiere a la cifra que está a la izquierda de la coma decimal, que usted debe haber observado. Ejemplo: En 45,87dm, se tiene 5 que corresponde al casillero de dm. Para convertir unidades, basta recordar el principio de la numeración decimal. Por consiguiente, para escribir 45,87 dm en metros, se tiene: M dm cm Mm 4 5 8 7 4,587 m que se lee, 4 metros y 587 milímetros Observar con atención, la escalinata con sus “carteles”. km hm dam m dm cm mm Pues bien: Cada grada que descienda, corra la coma decimal un lugar hacia la derecha. Cada grada que suba, corra la coma decimal un lugar hacia la izquierda. Realizar ahora los ejercicios que siguen: 6. De las equivalencias: 1 dam = ........... m 1dm = ….............. m 1 hm = ………….m 1cm = ..…………..m 1 km = .…………m 1mm = ….……….. m ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 195 MATEMÁTICA 7. 8. Siguiendo el Ejemplo, no olvidar que la unidad indicada se refiere al orden colocado inmediatamente antes de la coma decimal. Ejemplo: 35,40 m = 35 m y 40 cm 2,5 mm = ..................................... 802,7cm = ................................... 1,520 km = .................................... 7,28 dm = .................................... 0,85 m = .................................... Completar, observando el ejemplo: a) Nueve metros y treinta centímetros = 9,30 m b) Doce decímetros y doce milímetros = ............................................. c) Cuarenta y ocho centímetros y siete milímetros = ........................... d) Treinta y dos milímetros y ocho décimos de mm = .......................... 9. Complete el cuadro, observando los ejemplos: Ejemplo: m a) 7 mm a b) 14,5 dm b c) 4,5 m c d) 20,1 cm d e) 0,2 m e f) 12,5 cm f g) 3m g h) 0,8 dm h dm cm mm 7 1 4 5 10. Responder: a) ¿Cuál es mayor? ¿5cm ó 25 mm? ............................................. b) ¿Cuál es menor? ¿2dm ó 12 cm? ............................................... c) ¿Cuántos dm hay en 1 metro? .................................................... d) ¿Cuántos cm hay en 1 metro? .................................................... e) ¿Cuántos mm hay en 1 metro? ................................................... ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 196 MATEMÁTICA 11. Completar: a) En 1 km hay ........................................ metros b) En 1 hm hay ........................................ metros c) En 1 dam hay ...................................... metros d) En 3 m hay ...........................................decímetros e) En 5 m hay ...........................................centímetros f) En 10 m hay ........................................ milímetros 12. Completar: 6m = .................................. dm 23 dm = ......................... m 9,7m = …………………….. dm 80 dm = ………………… m 88,53 m = ……………….… dm 8,2 dm = ……...………… m 0,44 m = ………………….. dm 33,4 dm = ..……..…..….. m 13. Colocar convenientemente los símbolos en las siguientes conversiones: a) 45,67 m = 456,7 ................ g) 289,05 km=28 905 .............…… b) 45,67 m = 4567 ……….…. h) 300,7 mm = 3,007 …..…………. c) 45,67 m = 45 670…………. i) 0,7 dam = 0,007 …………………. d) 45,67 m = 4,567 …………. j) 10 hm = 100 000 ………………… e) 45,67 m = 0,4567 ………... l) 9,47 cm = 94,7 ............................ f) 45,67 m = 0,04567 ............ m) 4000 dm = 4 ……………………. 14. Escribir en los puntos, los valores correspondientes: a) 8 m = ........................ cm g) 4 cm = ......…...........…..... dam b) 17 m = ………………. mm h) 38 cm = .….………….….. m c) 9,5 m = ……………… cm i) 680 cm = …………….…. m d) 0,16 m = ………….… dm j) 77,5 cm = ………………… hm e) 0,007 m = ………….. km l) 6,91 cm = ......................... dm f) 2800 m = .................... cm m) 0,25 cm = ……………….. mm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 197 MATEMÁTICA 15. Efectuar, haciendo la conversión de unidades conveniente: 80 cm + 0,7 Km + 5,2 m = ............................................................ m 4,8 dam – 1 000 mm + 85 cm = …………………………………… cm 27,6 m – 1,360 dam = …………………...………………………… m Solucionario: 1. b) Dieciocho milímetros c) 12 km d) 9 hm e) Treinta y cinco milímetros f) 7 dm = siete decímetros 2. b) 13 km, 0 hm, 5 dam y 2 m c) 19,53 dam d) 9,5 m e) 8 dm, 2 cm y 5 mm 3. b) 28 x 10 = 280 m c) 3,4 x 10 = 34 m e) 156 : 10 = 15,6 dam f) 90 : 10 = 9 dam 4. b) 0,8 x 10 = 8 dam c) 58 x 10 = 580 dam d) 30 : 10 = 3 hm e) 48 : 10 = 4,8 hm f) 0,08 : 10 = 0,008 hm 5 b) 72 x 10 = 720 hm c) 0,8 x 10 = 8 hm d) 3,8 x 10 = 38 dm c) 52 x 10 = 520 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 198 MATEMÁTICA 6. 1 dam = 10m 1 dm = 0,1 m 1 hm = 100 m 1 cm = 0,01 m 1 km = 1000 m 1 mm = 0,001 m 7. 802,7 cm = 802 cm y 7 mm 7,28 dm = 7dm y 28 mm 2,5 mm = 2 mm y 5 décimos de mm 1,520Km = 1 Km y 520 m 0,85 m = 85 cm 8. Doce decímetros y doce milímetros = 12,12 dm Cuarenta y ocho centímetros y siete milímetros = 48,7cm Treinta y dos milímetros y ocho décimos de mm = 32,8 mm 9. m ........ 4 .......... c d e f g h Cm ............ mm .......... 0 1 2 5 0 8 3 10. a) 5 cm 11. a) 1000 m d) 30 dm b) 100 m e) 500 cm c) 10 m f) 10 000 mm 12. b) 12 cm 0 dm .......... 5 2 2 1 6m = 60 dm 9,7 m = 97 dm 88,53 m = 885,3 dm 0,44 m = 4,4 dm c) 10 dm d) 100 cm e) 1000 mm 23 dm = 2,3 m 80 dm = 8 m 8,2 dm = 0,82 m 33,4 dm = 3,34 m ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 199 MATEMÁTICA 13. a) ………………. = 456,7 dm g) ……………. = 29 905 dam b) ………………. = 4567 cm h) ……………. = 3,007 dm c) ………………. = 45 670 mm i) ………….…. = 0,007 km d) ………………. = 4,567 dam j) …………….. = 100 000 cm e) ………………. = 0,4567 hm l) …………….. = 94,7 mm f) ........................ = 0,04567 km m) .................. = 4 hm 14. 15. a) ……………….. = 800 cm g) …………….. = 0,004 dam b) ……………….. = 17 000 mm h) …………….. = 0,38 m c) ……………….. = 950 cm i) ……………… = 6,80 m d) ……………….. = 1,6 dm j) ……………… = 0,00775 hm e) ……………….. = 0,000 007 km l) ……………… = 0,691 dm f) ………………… = 280 000 cm m) ……………. = 2,5 mm 0,80 m + 700 m + 5,2 m = 706 m 4800 cm – 100 cm + 85 cm = 4785 cm 27,6 m – 13,6 m = 14 m Observación: Unidades que permiten medir a seres microscópicos o distancias inapreciables por los seres humanos: 1 micra <> 0,001 milímetros. 1 nanómetro <> 0,000 001 milímetros. 1 angstron (A°) < > 0,000 000 1 milímetros. Unidades que permiten medir enormes distancias, como la distancia de los planetas: 1 año luz <> 9,461 mil millones de kilómetros. (distancia que recorre la luz en un año) 1 unidad astronómica <> 149 600 000 km de longitud. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 200 MATEMÁTICA 8.2. SISTEMA INGLÉS. Ahora se va a pasar de una a otra unidad (pulgada) que además se emplea en las especificaciones de materiales y de productos de USO industrial: la pulgada. En la industria, las medidas de máquinas, herramientas, instrumentos e instalaciones, se utiliza también otra unidad de medida, denominada PULGADA. 8.2.1. PULGADA. La pulgada se representa simbólicamente por dos comillas (“) colocadas a la derecha y un poco encima de un número. Dos pulgadas se abrevia 2” Tres pulgadas se abrevia 3” La figura de abajo representa un tipo de regla de 6 pulgadas de longitud. Observe con atención: La palabra INCH que se encuentra escrita en esta regla, en inglés significa “pulgadas”. 1” 25,4 mm 8.2.2. EQUIVALENCIAS DE PULGADAS. Por consiguiente una pulgada corresponde a veinticinco milímetros y cuatro décimos, aproximadamente. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 201 MATEMÁTICA Además: 1pie = 1′ = 12″ pulgadas 1yarda = 3 pies = 3′ = 36″ 1 pie = 0,3048 m 1pulgada = 1” = 25,4 mm 1 yarda = 0,9144 m 1 m = 3,28 pies 1 pie = 1′ Las medidas en PULGADAS pueden ser expresadas: En NÚMEROS ENTEROS Ej.: 1”; 2”; 17” 1″ En FRACCIONES ORDINARIAS de denominadores 2; 4; 8; 16; 32; 64 y 128. Ej.: 1" 2' ; 3" ; 4 5" 8 3” 4 En NÚMEROS MIXTOS, cuya parte fraccionaria tendrá, también, como denominador 2; 4; 8; 16; 32; 64 y 128. Ej: 2 1" 2' ; 1 3" 4 ; 7 13" 64 1 3” 4 Se encuentran algunas veces pulgadas escritas en forma decimal. Ej.: 1" =0,5" 2 1" =0,25" 4" 1" = 0,125" 8 3" = 0,75" 4" ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 202 MATEMÁTICA Para medir una longitud utilizando pulgadas, es necesario que se observen las divisiones de la regla: 1. En la parte superior, cada pulgada fue dividida en 8 partes iguales, por tanto cada división es 1/8” (un octavo de pulgada). 2. Cada pulgada fue además dividida en 16 partes iguales (la menor división es 1 1 ); excepto una parte de 1” cuya menor división es (de 1” a 32”) 16 32 Ver la medida de la longitud AB La regla indica: 3. La pulgada está dividida en 8 partes iguales. De A hasta B se tienen .......... partes iguales. . Por consiguiente la pulgada fue dividida en 8 partes y se están tomando 5 partes, luego: La medida de A hasta B es …… Observar finalmente la lectura de las medidas indicadas en las reglas que siguen, comenzando siempre la cuenta del inicio de la regla. Medida A = 2” Medida D = 3 3" 4 Medida B = 1 Medida E = 5" 8 1" 16 Medida C = 2 Medida F = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 1" 2 13" 16 203 MATEMÁTICA Ejercicio: 1" 2 Medida H = 7" 8 Medida I = 3 17" 32 Medida L = 15" 16 Medida M = 1 Medida G = 2 Medida J = 1" 4 7" 32 Efectuar las lecturas de las medidas indicadas en la regla de abajo: 8.2.3. TRANSFORMACIÓN DE PULGADAS EN MILÍMETROS. Para transformar pulgadas en milímetros, usted debe multiplicar el número presentado en pulgadas por 25,4 mm. Es fácil llegar a esta conclusión: 1. Si 1” es igual a 25,4 mm 5” será igual a 5 veces 25,4 mm ¿Cierto? 5” = 5 x 25,4 mm = ........................................... mm 3" 3 3x 2. = x 25,4 = = ………………………….. mm 4 4 4 3. 0,8” = 0,8 x 25,4 mm = ........................................... mm 4. 1 3" 11 = x .......... ... = .......... .......... .. 8 8 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 204 MATEMÁTICA Observar los ejemplos del cuadro y complételo convenientemente. Pulgada Número x 25,4 mm mm 1” 1 x 25,4 mm 25,4 mm 3” 3 x 25,4 mm 76,2 mm 5” 5 x 25,4 mm ............. 10” 10 x ................................. ............. 1" 2 1 25,4 mm 25,4 mm x = 2 1 2 12,7mm 3" 4 3 25,4 mm 25,4 x = 3x mm 4 1 4 19,05 23 25,4 mm 25,4mm = 23 x x 8 1 8 .............. 11" x.......... = .......... 16 .............. 2 7" 8 11" 16 Se verá ahora cómo se hace el problema inverso, esto es. 8.2.4. TRANSFORMACIÓN DE MILÍMETROS A PULGADAS. Para transformar milímetros en pulgadas, usted debe dividir el número presentado en milímetros entre 25,4 y después multiplicar el resultado por 1” o fracción equivalente, es decir: 2" 4" 8" 16" 32" 64" 128" ; ; ; ; ; ó 2 4 8 16 32 64 128 Hacer esta multiplicación para obtener la fracción de pulgada. Observar con atención los ejemplos y completar: 1. Transformar 50,8 mm a pulgadas: 1" 25,4mm → 50,8mm x → 50,8mm 25,4mm =2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 205 MATEMÁTICA 2.1” = 2” Rpta. = 50,8 mm = ....................... 2. Transformar 12,7 mm a pulgadas: 12,7mm = 0,5 25,4mm 0,5 . 1” = 0,5” = 0,5 . 3. 1" 2 128" 64 64 1" : = = 128 128 64 2 Rpta. = 12,7 mm = ........................... Transformar 10 mm a pulgadas: 10 mm = .................... 25,4 mm ....................... x 1” = ....................... ó ................................ x x Rpta. = 10 mm = 128" 50" ≈ = _________ 128 ...... 25" 64 Resolver los ejercicios siguientes: Transformar: a) 21,2 mm a fracción irreductible de pulgada. 21,2 mm = ................ x 1” = ............................ 25,4 mm ó ............... x 128" = ................... 128 Rpta. = 21,2 mm = ............. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 206 MATEMÁTICA b) 2 mm a fracción irreductible de pulgada: Rpta. = 2mm = .................... Para resolver estos problemas se acostumbra usar REGLA PRÁCTICAS ver: TRANSFORMAR MILÍMETROS A PULGADAS (NÚMERO DECIMAL). En este caso, se tendrá que dividir el número de milímetros entre......... Pues bien, dividir entre 25,4 mm es lo mismo que multiplicar por 1 , ¿De 25,4 acuerdo? Como: 1 = 0,03937 , se puede escribir la primera regla práctica: 25,4 Para transformar milímetros a pulgadas representadas por números decimales, ......................... se multiplica obteniéndose el los milímetros resultado en por pulgadas (decimales). Ejemplo: Transformar 10 mm a pulgadas, representado en número decimales. 10 x 0,03937 = 0,3937” Ejemplo: Transformar ahora 25 mm en fracción decimal de pulgada. Rpta. ....................... TRANSFORMAR MILÍMETROS A FRACCIÓN ORDINARIA DE PULGADA. Ahora multiplicar por 1 128 128 = 5,04 se tiene la segunda regla , pero como x 25,4 128 25,4 práctica. Luego: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 207 MATEMÁTICA Para transformar milímetros a fracción ordinaria de pulgada, se multiplica los milímetros por 5,04 (numerador), y se coloca el resultado sobre el denominador 128. Observar el ejemplo con atención, que se entenderá mejor la segunda regla práctica. Ejemplo: Transformar 10 mm a fracción de pulgada: 10 x 5,04 50" 25" = = 128 128 64 Rpta. ..................... Resolver ahora aplicando la regla práctica. 1. Transformar 21,2 mm a fracción ordinaria de pulgada 21,2 x 5,04 = 128 2. = 107" 128 Transformar 2 mm a fracción de pulgada: Rpta. ................... ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 208 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS 1. Una cuadrilla de trabajadores asfaltaban en el mes de enero 3 km de una carretera, en febrero 3 hm 8m y en el mes siguiente 14 dam 34m. ¿Cuántos hectómetros de carretera se han asfaltado en los tres meses? km 3 hm 0 3 1 dam m 0 4 3 8 dm 4 Es decir, 34,82 hm 2. ¿Cuántas varillas de 28 cm de longitud se pueden obtener de una tira de madera de 5 m 6dm? hm 0, dam 0 M 5 dm 0 6 cm 0 0 Es decir, 560 cm, luego el número de varillas = 560 cm = 20 28 cm 3. Una lámina de acero de 29,343 cm de longitud se divide en 12 partes iguales. ¿Cuál es la longitud de cada parte, si en cada corte se pierde 0,93 mm del material? Para obtener 12 partes se deberá hacer 11 cortes, pero en cada corte se pierde 0,93 mm del material. Luego, por los 11 cortes se perderá: 0,93 mm x 11 = 10,23 mm = 1,023 cm. Entonces quedará: 29,343 cm – 1,023 cm = 28,32 cm Por lo tanto, la longitud de cada parte será: 28,32 cm = 2,36 cm 12 4. ¿Cuántos cuadraditos de 5 mm de lado se cuentan en una hoja cuyas medidas son 20 cm de largo y 0,1 m de ancho? Largo 20 cm = 200 mm Ancho 0,1 m = 10 cm = 100 mm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 209 MATEMÁTICA Área de la hoja = (200 mm) . (100 mm) = 20 000 mm2 Área del cuadradito = (5 mm) . (5 mm) = 25 mm2 2 Por lo tanto, el número de cuadraditos será = 20 000 mm = 800 25 mm2 5. El perímetro de un rectángulo mide 1500 mm y el ancho mide 25 cm, ¿Cuánto mide el largo del rectángulo, expresar la respuesta en dm? Perímetro del rectángulo = 2(l + a) =1500 mm, de lo cual (l +a) = 750 mm Como el ancho mide 250 mm, el largo medirá: 750 mm – 250 mm = 500 mm. 6. Convertir a fracción de pulgada 92,075 mm. Aplicando la regla de conversión: 92,075 × 5,04 464 29 5 = 〈 〉 〈 〉 3 pulgadas. 128 128 8 8 7. Una cinta metálica esta graduada en pies, pero en forma errónea, de tal manera que cuando mide 15 pies, en realidad su verdadera longitud es 18 pies. ¿Cuál es la verdadera medida de una tira de madera de 6,25 pies? Si 6,25 pies = 6,25 x 12 pulg = 75 pulg 15 pies = 15 x 12 pulg = 180 pulg 18 pies = 18 x 12 pulg = 216 pulg Aplicando regla de tres simple directa, se tendrá: 180 pulg _________ 216 pulg 75 pulg _________ x Luego: x = 90 pulg 3 8. A qué es equivalente 7 pulgadas en metros. 4 3 3 7 = 7 + = 7 + 0,75 = 7,75 pu lg , que convertidos a mm dará: 4 4 7,75 x 25,4 mm = 196,85 mm; y expresado en metros. 0,19685 m ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 210 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I CONVERSIÓN DE UNIDADES DE LONGITUD 1. Convertir en cm: 0,36 dm; 312mm; 0,8m; 3,7 dm; 0,01 m; 62,8 mm; 0,68 dm 2. Convertir en dm: 3,21 m; 0,48 m ; 3,4 mm; 8,6 cm; 7,88 mm; 32, 08 m; 7,85 cm 3. Convertir en mm: 2,84 dm; 6,82 m ; 5,8 dm; 0,3 m; 6,76 cm; 0,685 m; 0,0045 dm 4. Convertir en m: 2,84 dm ; 7621 cm ; 0,5 mm ; 7,8 cm ; 3,41 dm; 482,5 mm; 0,85 cm 5. Sumar en mm: 3, 42 m + 34 cm + 68, 1 dm + 34, 1 mm + 0,085m + 3,485 cm + 0, 05 dm 6. Sumar en cm: 3,42 m + 38 cm + 0,12 mm + 0, 03 dm + 0,045 m + 0,00875 dm + 22,2 cm 7. Restar en m: 86, 4m – 8,2 cm – 3,45 cm – 0,87 dm – 0,0034m – 0,082 dm 8. Un acero cuadrado con 1430 mm de longitud se reduce en 138 cm. ¿Qué longitud tiene la pieza restante (en m)? 9. Los extremos de dos tubos de 420 mm y 38,2 cm de longitud se sueldan a tope entre sí. Calcule la longitud del tubo soldado en cm. 10. La distancia entre centros de dos perforaciones de 44 y 23 mm de diámetros respectivos es de 318,5 mm. ¿Qué distancia existe entre las perforaciones? 11. Se quieren poner dos soportes en un eje de 732 mm de longitud a tres distancias iguales ¿Qué longitud tienen los espacios? 12. En un hierro plano de 5,81 m de longitud se quieren perforar 6 agujeros a igual distancia entre si y de los extremos. Calcule dicha distancia. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 211 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II. 1. Efectuar y expresar en metros la respuesta: 1,23 dam + 25,4 cm + 0,04 hm A) 52,554 m B) 16,554 m C) 46,56 m D) 26,45 m E) 12,954 m 2. Efectuar y expresar en milímetros la respuesta: 0,123 dm + 42,7 cm + 0,0057 m – 240 mm A) 367 mm B) 20,5 mm C) 2040 mm D) 205 mm E) 248 mm 3. ¿Cuántas varillas de 2,8 dm de longitud, se podrán obtener de una varilla de 5m 6 dm? A) 36 B) 18 C) 20 D) 40 E) 48 4. Se tiene una canaleta de 124,8 dm y se corta los 3/8 de ella, ¿Qué longitud queda? A) 7,8 m B) 0,078 8 m C) 780 dm D) 780 mm E) 78,8 dm 5. Cierta persona compró 123,45 dam de cable eléctrico, de los cuales vende 0,004 km, utiliza 1246 cm y dona 340 dm. ¿Cuánto le queda? A) 116,5 dam B) 1184,04 m C) 11,84 dm D) 1184 cm E) 116,52 m 6. La medida de la arista de un cubo es 0,52 m, ¿Cuál será la suma de las medidas de todas sus aristas? A) 31,2 dm B) 20,8 dm C) 41,6 dm D) 42,7 dm E) 62,4 dm 7. El perímetro de un hexágono regular mide 450 cm, ¿Cuánto mide cada lado? A) 0,75 cm B) 0,007 5 m C) 0,075 m D) 75 dm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO E) 0,75 m 212 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL III-A 1. Calcular en centésimas de hectómetro: a) 660,33m b) 660,33cm 200” + 205,25m + 0,45km c) 660,033mm d) 606,30m e) 660,33hm 2. De una pieza de madera de 10yd 7,62cm se ha obtenido trozos de 33cm cada una. ¿Qué longitud falta para completar un trozo más, si en cada corte se pierde 1cm? a) 5,02cm b) 2,6cm c) 28,98cm d) 29,98cm e) 310,2cm 3. Del gráfico hallar: a+b+c+d. a) 123 mm b) 20,23 mm c) 19,8 mm d) 10,2 mm e) 310,2 mm 4. Reducir a milésimas de dam: a) 12,620m 5. Si: b) 122,175cm 12dam 6cm 20dm 11,5cm c) 12217,5cm d) 12217,5mm e) 122,75cm A= 45,8cm – 0,0428m; B= 0,82dm + 14,3cm. C= 2(A – B)/3. Hallar el exceso de A sobre C. a) 28,84cm b) 10,2cm c) 2,16cm d) 24,12cm e) 48,24c 6. Hallar el perímetro de la figura: a) 158,342mm b) 159,524mm c) 162,412mm d) 222,25mm e) 222,5mm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 213 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL III-B 1. ¿A cuántos centímetros equivale 3 1" ? 4 a) 2,54cm b) 10,2cm c) 8,255cm d) 6,72cm e) 9,28Cm 2. El equivalente de 127mm a pulgadas es: a) 4” b) 5” c) 6” d) 8” e) 3” 3. Indicar verdadero (V) o falso (F) en las proposiciones. I. II. III. IV. 13,56dm < > 1m 35cm 6mm 31,67m < > 3Dm 16dm 7cm 5,608Hm < > 56Dm 8m 2,24dm < > 0,2m 24cm a) VVFF b) VVFV c) VVVF d) VVVV e) FVVF 4. ¿Cuántas partes de 16mm de longitud pueden cortarse de una barra de 14,696dm de longitud, usando una herramienta de 2,4mm de ancho sin que sobre material? a) 8 b) 79 c) 80 d) 75 e) 87 5. Efectuar: 0,222dm + 48,5cm – 0,025m – 4,269dm a) 2,048dm b) 10,2dm c) 0,25dm d) 0,553dm e) 1,248dm 6. Cortando los 2/7 y los 3/5 de una varilla de cobre, la longitud de ésta ha disminuido en 124cm. ¿Cuál era la longitud de la varilla en centímetros? a) 140 b) 120 c) 160 d) 144 e) 158 7. ¿Cuántos centésimos de milímetro están contenidos en dos décimos de metro? a) 200 b) 2 000 c) 20 000 d) 200 000 e) 20 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 214 MATEMÁTICA 8. Al dividir un listón de madera de 2,1 pies de longitud, de tal manera que el trozo menor mida los ¾ de la longitud del mayor. Dar la medida, en centímetros, del trozo mayor. a) 36,57 b) 36,576 c) 36, 574 d) 36, 5 e) 43 9. Hallar el perímetro de la figura en fracción de pulgadas. π = 3,14 a) 53 128 " 0,24 mm 0,24 mm " 53 b) 32 " 1 c) 8 " 25 d) 128 2,34 mm 21 e) 32 " 2,34 mm 10. Convertir 2,04mm a fracción ordinaria de pulgada. a) 1 8 " b) 1 16 " c) 7 64 " d) 5 64 " e) 3 8 " 11. Hallar el perímetro de la región sombreada. Si R = 2,4 mm π = 3,14 a) 31/64” b) 25/64” c) 29/32” d) 43/64” e) 19/32” R r r 12. Hallar la longitud del contorno de la figura. a) 370,44mm. b) 342,32mm. c) 387,35mm. d) 328,52mm. e) 387,24mm. 3 1 8 ″ 4 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 1 2 ″ 215 MATEMÁTICA 13. Hallar el radio de la circunferencia: a) 1/32” b) 19/128” c) 7/16” d) 11/64” e) 7/32” 14. 98 006 dm se puede expresar como: a) 9 Km 7 Hm 6dm b) 8 Km 8 Hm 8dm c) 8 Km 7 Hm 8dm d) 9 Km 8 Hm 6dm e) 9 Km 6 Hm 6dm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 216 MATEMÁTICA UNIDAD 09 MEDIDAS DE TIEMPO ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 217 MATEMÁTICA 9.1. MEDIDA DE TIEMPO. En la antigüedad, la vida del hombre no era apresurada y sus relojes, de sol, de agua o de arena, carecían de divisiones especiales para contar los minutos. Hasta principios del siglo XVIII los relojes no tenían minutero, pero a comienzos del siglo XIX aparece ya hasta el segundo. ¿Qué puede ocurrir en una milésima de segundo? ¡Muchas cosas! Es verdad que, en este tiempo, un tren solamente puede avanzar unos tres centímetros, pero el sonido recorre ya 33 centímetros; un avión cerca de medio metro, la Tierra, en este intervalo de tiempo, recorre 30 metros de su órbita alrededor del sol, y la luz, 300 kilómetros. En la actividad laboral y académica, por lo general, establecemos un registro del tiempo empleado en la confección de un artículo, en los trabajos de taller, para la investigación, la elaboración de un informe, la atención al cliente, etc. En Informática hablamos de tiempo de acceso; en fotografía, tiempo de exposición; en el deporte, tiempo muerto; en astronomía, tiempo sideral; en religión, tiempo litúrgico; en lingüística, tiempo compuesto como forma verbal, entre otros. Y tal como otras magnitudes, los intervalos de tiempo pueden medirse. Unidad Fundamental. Teniendo el marco del Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad fundamental de la magnitud tiempo es el SEGUNDO. MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO DEFINICIÓN DE LA UNIDAD Es la duración de 9 192 631 770 períodos de Tiempo segundo s la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 218 MATEMÁTICA 9.2. MULTIPLOS DEL SEGUNDO. Se tiene al MINUTO y a la HORA. El instrumento para medir el tiempo se llama ....................................... El tiempo es la única magnitud no decimal del SI, por lo que para expresar la hora local utilizando el segundo y sus múltiplos (minuto y hora) se recomienda lo siguiente: 1. En la representación numérica del tiempo se emplearán las cifras arábigas (0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9) y se emplearán únicamente los siguientes símbolos: h hora min minuto s segundo 2. El tiempo se expresará utilizando dos cifras para indicar los valores numéricos de las horas, de los minutos y de los segundos, separados de los símbolos de estas unidades mediante espacios en blanco y de acuerdo al siguiente orden: Primero: HORA Ejemplo: 08 h 23 min 43 s Segundo: MINUTO ; y Tercero: SEGUNDO 18 h 54 min 27 s 3. Cuando el tiempo se exprese en horas, minutos y segundos, o en horas y minutos, puede omitirse el último símbolo respectivo. Ejemplo: 05 h 11 min 20 s ⇒ 05 h 11 min 20 00 h 39 min 08 s ⇒ 00 h 39 min 08 23 h 42 min ⇒ 23 h 42 15 h ⇒ 15 h 4. Las 24 horas corresponden a las 00 h 00 del día siguiente. Ejemplo: Las 24 horas del lunes, corresponden a las 00 h del día martes. 5. Para escribir el tiempo en horas, minutos y segundos, se recomienda usar el modo descrito anteriormente, dejando de lado la forma antigua. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 219 MATEMÁTICA Ejemplo: Denominación recomendada Denominación antigua 08 horas 8 a.m. 15 h 30 min ó 15:30 h 15:30 p.m. ó 3 p.m. 12 h 12 m 23 h 42 ó 23:42 h 11:30 p.m. 24 h 12 p.m. 6. Cuando se escriba una cantidad acompañada de una unidad del SI, se recomienda escribir la cantidad seguida del símbolo de la unidad y no del nombre del mismo, en especial cuando se trate de documentos técnicos. Ejemplo: Correcto Incorrecto 47 s cuarenta y siete s 27 min veintisiete min RECOMENDACIONES PARA LA ESCRITURA DE FECHAS EN FORMA NUMÉRICA a) En la representación numérica de fechas se utilizarán las cifras arábigas, es decir {0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9}. b) Para expresar el año se utilizarán cuatro cifras, las que se escribirán en bloque. Cuando no exista riesgo de confusión podrá utilizarse sólo dos cifras. Ejemplo: 2007 ó 07 1998 ó 98 Para expresar el mes se utilizarán dos cifras, desde 01 hasta 12. Para expresar el día se empleará dos cifras, desde 01 hasta 31. Al escribir la fecha completa, se respetará el orden siguiente: Primero: AÑO Segundo: MES y Tercero: DÍA ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 220 MATEMÁTICA Además se usará preferentemente un guión para separarlos, también se puede usar un espacio en blanco cuando no exista riesgo de confusión. Ejemplo: 2005-03-17 ó 2005 03 17 98-09-23 ó 98 09 23 c) Ejemplos de escritura de fechas numéricas: Correcto Incorrecto 20 de marzo del 2007 2007-03-20 20-3-2007 25 de diciembre de 1998 1998-12-25 25 / 12 / 98 28 de julio de 1821 1821-07-28 28 / VII / 1821 30 de abril de 2007 2007-04-30 2,007-04-30 15 octubre de 2003 2003-10-15 15 de octubre de 2003 9.3. EQUIVALENCIA DE UNIDADES DE TIEMPO. El tiempo se mide de la unidad más grande a la más pequeña en: Milenio Siglo Década Lustro Año <> <> <> <> <> 1000 años. 100 años. 10 años. 5 años. 12 meses, 365 días o 366 en los años bisiestos. (una vez cada 4 años el mes de febrero tiene 29 días) Semestre Trimestre Bimestre Mes <> <> <> <> 6 meses. 3 meses. 2 meses. 30 días (abril, junio, septiembre y noviembre). 31días (enero, marzo, mayo, julio, agosto, octubre y diciembre). Quincena Día Hora Minuto <> <> <> <> 15 días. 24 h < > 1440 min <> 60 min <> 3600 s 60 segundos ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 86 400 s 221 MATEMÁTICA 9.4. OPERACIONES CON LA MEDIDA DE TIEMPO. ADICIÓN. Operar: 07 h 45 min + 07 h 15 min + 02 h 14 min 04 h 50 min 09 h 59 min 11 h 65 min < > 12 h 05 min Ahora sumar: 5d 08h 20 min + 12 h 48 min Muy bien, el resultado es: 5d 21h 08min Ahora sumar: 23d 18 h 20 min + 36 h 48 min El resultado será: …………………….. SUSTRACCIÓN. Operar: 16 h 50 min - 18 h 30 min - < > 17 h 90 min - 12 h 30 min 17 h 45 min 04 h 20 min 00 h 45 min 17 h 45 min Observar que no se puede restar 45 min de 30 min, por eso, usar el artificio de “pedir prestado” una unidad del orden inmediato superior, en este caso, 1 h. Observación: 05 h 30 min es diferente de 5,30 h Dado que: 05,3 h equivale a 05 h 18 min, pues 0,3 de 60 min = 18 min ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 222 MATEMÁTICA MULTIPLICACIÓN. Operar: 06 h 14 min 29 s × _____________5__ 30 h 70 min 145 s < > 31 h 12 min 25 s 03 h 12 min 25 s × ______ 18__ 54 h 216 min 450 s < > 57 h 43 min 30 s Ahora multiplicar: 5d 08h 20min 24s × 12 el resultado es: ........................................................ DIVISIÓN. Operar: Dividir: 57 h 43 min 30 s 18 54 h 180 min 420 s 03h 12min 25 s 03 h × 60 180 223 min 18 43 36 7× 60 420 450 s 36 90 00 28d 09h 35min ÷ 7 Muy bien, el resultado es: 4d 01h 22min 08 4/7s Dividir: 4d 13h 30min 20s ÷ 5 El resultado es: ................................................. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 223 MATEMÁTICA EJERCICIOS 1. Sumar 07 h 25 min con 08 h 55 min 2. De 17 h restar 12 h 30 min 3. Utilizar los símbolos de acuerdo al ejemplo: Ejemplo: Diez horas y cincuenta y cinco minutos ⇒ 10 h 55 min a) Cinco horas y cuarenta y cinco minutos ⇒ b) Dieciocho horas y cinco minutos ⇒ c) Trece horas y media ⇒ d) Doce horas y media ⇒ 4. Escribir conforme al ejemplo: Ejemplo: 07 h 15 min ⇒ siete horas y quince minutos. a) 05 h 45 min ⇒ b) 18 h 30 min ⇒ 5. Indicar los valores que corresponden, siguiendo el ejemplo: Ejemplo: 08 h ⇒ 480 min ⇒ 28 800 s a) 05 h 30 min ⇒ 330 min ⇒ b) 04 h 10 min ⇒ ⇒ c) 02 h 50 min ⇒ ⇒ d) 09 h 15 min ⇒ ⇒ 6. Desarrollar: a) 05 h 40 min + 03 h 35 min ⇒ b) 03h 35 min + 02 h 40 min ⇒ c) 05 h 45 min + 55 min + 01h 25 min ⇒ d) 08 h 12 min + 06 h 55 min + 01 h 45 min ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO ⇒ 224 MATEMÁTICA e) 03 h 35 min + 50 min + 03 h 25 min + 30 min ⇒ f) 55 h 05 min + 09 h 23 min 56 s + 234 min 45 s ⇒ 7. Una pieza requiere 06 h 25 min, en el torno, 45 min en la fresadora y 01 h min en el acabado. Calcular el tiempo total que requiere la pieza. 30 8. Realizar las siguientes sustracciones: a) 18 h 30 min – 13 h 15 min ⇒ b) 12 h 45 min – 07 h 30 min ⇒ c) 04 h 15 min – 30 min ⇒ d) 03 h 20 min – 50 min ⇒ e) 12 h – 07 h 30 min ⇒ 9. El tiempo previsto para ejecutar una pieza es de 07 h 15 min. Un trabajador pudo hacerla trabajando desde las 07 h 50 min hasta las 11 h 15 min, y desde las 12 h 45 min hasta las 16 h 30 min. Calcular la diferencia entre el tiempo empleado y el tiempo previsto. 10. Completar el cuadro: 01 min ……………… s 01h ……………… s 01h ……………… min 1d ..................... h 1 semana ..................... d 1 año ..................... d 1 década ..................... años 11. Colocar el signo igual (=) o diferente (≠) a) 07 h 45 min .................. 07,45 h b) 07, 45 h ………..…. 07 h 27 min c) 12,30 h ……………. 12 h 18 min d) 12 h 30 min ……………. 12,30 h e) 17,15 h ……………. 17 h 15 min f) 17 h 15 min ……………. 17,25 h 12. Cada uno de los 8 funcionarios de una empresa trabajaron 24 d 5 h. Calcular el total de tiempo trabajado por dichos funcionarios en días y horas (1 día laborable es 8 horas) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 225 MATEMÁTICA 13. Una pieza fue fabricada en 4 períodos iguales. Si cada período fue de 06 h 50 min, ¿Cuál es el tiempo empleado en la pieza? 14. Un instalador hidráulico trabaja desde las 07 h hasta las 11 h 30 min, y desde las 13 h hasta las 15 h. Después de 6 días de trabajo. ¿Cuánto debe recibir, si por hora cobra S/. 6? 15. Calcular los 3/5 de 2 d 05 h 20 min 16. Un obrero, en un mes, trabaja 22 d 2 h 40 min. Si un segundo obrero ha trabajado la tercera parte de este período, ¿Qué tiempo ha trabajado el segundo obrero? (Trabajan 8 horas diarias) 17. Para pavimentar 8 salas, un grupo de operarios demoró 15 d 6 h 30 min. ¿Qué tiempo emplearán en pavimentar 3 salas, si se trabaja 08 h diarias? Muy Importante: Sería necesario memorizar las equivalencias de los múltiplos del tiempo, según esto, numerar la segunda columna de acuerdo a la primera: (1) 1 año ( ) 30 minutos (2) media hora ( ) 100 años (3) 3 minutos ( ) 3 meses (4) 1 siglo ( ) 180 segundos (5) 1 bimestre ( ) 365 días (6) 1 trimestre Escribir los meses que tienen 31 días: Escribir (V) ó (F), si es verdadero o falso: Febrero tiene 31 días ( ) Un trimestre tiene 3 años ( ) Un día tiene 24 horas ( ) Una hora tiene 3600 segundos ( ) Un día tiene 1440 segundos ( ) Una semana tiene156 horas ( ) Un año tiene 4 trimestres ( ) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 226 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS 1. Al mirar el reloj se observa que los 3/5 de lo que falta para acabar el día es igual al tiempo transcurrido. ¿Qué hora es? ⎧horas transcurridas x Día = 24 h ⎨ ⎩horas que faltan transcurrir 24 − x 3 (24 − x ) = x ⇒ 72 − 3x = 5 x ⇒ x = 9 5 Luego: ∴ Es las 9 de la mañana 2. Maruja trabaja 15 d 16 h 30 min, su hermana Palmira labora la tercera parte de este periodo. ¿Qué tiempo trabaja Palmira? 15d − 16h 1h 30 min 3 5d 5h 30 min × 60mi → 90 min − ∴ Palmira trabaja 5d 5 h 30 min 3. Un ómnibus que va de Lima a Pisco recorre en cierto tramo 120 km a 2 h 40 min. ¿Cuántos metros recorre por minuto en dicho tramo? 2h 40 min = 160 min 120 km = 120 000 m ∴ Recorre por minuto = 120 000 m = 750 m / min 160 min 4. ¿A qué es igual 121 207 segundos? 121 207 s : 60 s = 2020 min y 7s de resto 2020 min : 60 min = 33 h y 40 min de resto 33 h : 24 h = 1d y 9 h de resto ∴ 9 h 40 min 7 s ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 227 MATEMÁTICA 5. Un padre tiene 3 hijos cuyas edades son: Pedro: 15 años 5 meses 6 días, Marisol: Roberto: 4 años 18 días, ¿Cuánto suman las tres edades? 15 años 5 meses 6 días 7 años 4 meses 8 días 4 años 7 años 4 meses 8 días 18 días ∴ 26 años 9 meses 32 días = 26 años 10 meses 2 días 6. Un mecanógrafo ha empleado 3 h 16 min 18 s en hacer un trabajo. ¿Cuánto necesitará para hacer 7 veces más el mismo trabajo? 3h 16 min 18 s x 8 = 24 h 128 min 144 s = 1 d (2 h 8 min) (2 min 24 ) ∴ 1 d 2 h 10 min 24 s 7. En una fábrica trabajan 14 operarios y cada uno de ellos laboró 25 d 4 h 35 min. ¿Calcular el tiempo trabajado por dichos operarios, considere 1 d = 8 h? 25 d 4h 350 d 56 h 35 min x 14 = 490 min = 350 d (7 d) (8 h 10 min) ∴ 358 d 10 min 8. Seis obreros pueden hacer una obra en 15 d 6 h, después de 6 d de trabajo se retiran 2 de ellos. ¿Con qué atraso se entregará la obra? 6 obr 6 obr 4 obr 15 d 6 h 9 d 6 h = 78h (como trascurren 6 d) x x= 6 obr × 78 h = 117 h 〈 〉 14 d 5 h 4 obr ∴ 14 d 5 h – 9 d 6 h = 4 d 7 h ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 228 MATEMÁTICA 9. Una persona nació el 15 de setiembre de 1986. ¿En qué fecha cumplirá 36 años 8 meses y 20 días de edad? 1986 años 9 meses ∴ 15 d + 36 años 8 meses 20 d 2022 años 17 meses 35 d = 2023 años 6 meses 5 d 10. Una obra está programada para hacerla en 12 h 18 min por un trabajador. Este empieza la jornada a las 8 h 20 min y para a las 14 h 40 min para refrigerar. Si prosigue su labor a las 15 h 17 min, ¿A qué hora deberá acabar su trabajo? 15 h 17 min - 14 h 40 min = 37 min de refrigerio Hora de inicio 8h 20 min + Duración del trabajo 12 h 18 min Refrigerio 37 min ∴ 20 h 75 min = 21 h 15 min ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 229 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I 1) Convertir en: a) horas: 312min; 6374 s; 3,2min; 6800min; 22850 s; 415min b) minutos: 32h; 4350h; 6,8h; 8400 s; 18215 s; 12h c) segundos: 21h; 320min; 7,3min; 4600min; 12860min; 15h d) decimales: 6h 36min; 12h 34min; 16h 48min 56 s; 46min 48 s e) h,min,s : 12,334h; 2,4h; 46,86h; 0,866h; 18,48h f) restar: 143h 36min 18 s -45h 39min 26 s 2) Convertir en: a) grados: 240' ;35' ; 4200”; 31,2' ; 0,68' ; 0,42” ; 425' b) minutos: 360” ;38° ;4600” ; 38,6° ; 0,64° ; 172” ; 86” c) segundos: 314' ;56' ; 3800' ;68,2” ; 0,45° ; 0,012°; 15° d) decimales: 6°4' ; 2°8”; 126°27'42” ; 3638'°18” ; 42° 12' 48” e) ° , ' , “ : 14,38° ; 6,3° ; 12,7° ; 0.38° ; 18,75° f) sumar: 14°46'+181°34”+37°8' + 9° 12' 32” 3) El tiempo de trabajo de una maquina es de 1h 13 min 19 s. Reducir el tiempo a decimales. 4) En 32h 38min 42s se fabrican 4 piezas de trabajo iguales. Calcule el tiempo para una pieza de trabajo. 5) En una pista se corren 12 vueltas en 1h 8min 36 s. ¿Cuánto tiempo fue necesario para dar una vuelta? 6) Para trabajar una pieza hay que ajustarla en un angulo de 14° 12' 56”. Para el ajuste se requiere el ángulo en decimales. 7) La suma de los dos ángulos de un triangulo es de 139° 37' 4”. Calcular el tercer ángulo. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 230 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS – NIVEL II. 1. Me desperté a las 7 h 32 min 14 s e ingresé a Estudios Generales 12 432 segundos después. ¿A qué hora ingresé a estudiar? A) 9 h 59 min 27s B) 7 h 32 min 43 s C) 3 h 29 min 50 s D) 10 h 59 min 26s E) 13 h 2 min 59 s 2. Cada día de lunes a viernes, gané S/. 6 más de lo que gané el día anterior. Si el viernes gané el quíntuple de lo que gané el lunes, ¿Cuánto gané el jueves? A) 30 B) 25 C) 28D) 27 E) 24 3. La bajada de una montaña se hace ordinariamente en los 4/5 del tiempo empleado en la subida. Si una persona bajó desde la cúspide en 1 h 56 min y subió a razón de 50 m cada 5 min, ¿Calcular la altura de la montaña? A) 860 m B) 1160 m C) 1450 m D) 950 m E) 1830 m 4. Un elástico al ser estirado 3 cm vuelve a su estado primitivo al cabo de 30 s. Si se estira 3 mm, ¿Cuánto tiempo después volverá a su estado primitivo? A) 30 s B) 3 s C) 0,3 s D) 5 s E) 4 s 5. Desde las 24 horas hasta este momento han transcurrido 84 352 s, ¿Qué hora es? A) 23 h 25m 51 s B) 23 h 25min 52 s C) 24h 25 min 52 s D) 22 h 32 min 25 s E) 21 h 23 min 35 s 6. Una cuadrilla de trabajadores empieza a asfaltar una avenida el 4 de enero. Si asfaltan una cuadra en 4 días, ¿En qué fecha se acaba la obra, si la avenida tiene 43 cuadras? A) 05-26 B) 06-24 C) 07-26 D) 04-26 E) 07-25 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 231 MATEMÁTICA 7. Expresar en días, horas, minutos y segundos: 31 183 625 s A) 114 d 22 h 07 min B) 360 d 22 h 07 min C) 360 d 22 h 07 min 05 s D) 866 d 20 h 07 min 05 s E) 368 d 22 h 07 min 8. Si a la mitad de los días transcurridos en el año, se le agrega 1/3 de los que falta para acabarse, se obtiene el número de días transcurridos. ¿En qué fecha estamos?. Considerar año no bisiesto. A) 05-25 B) 05-26 C) 05-27 D) 04-26 E) 04-27 9. En una oficina trabajan 14 empleados y cada uno de ellos laboró 25 d 04 h 35 min. Calcular el tiempo total de trabajo de dichos empleados. Considerar 1 d: 08 horas de trabajo. A) 357 d 05 h B) 358 d 40 min C) 358 d 10 min D) 357 d 49 min E) 358 d 06 h 10. Un tornero fabrica una matriz en 8 h 34 min 15 s, un aprendiz lo hace en 20 h 45 min 15 s. Si cada uno debe fabricar 10 matrices en el taller, ¿Cuánto tiempo de ventaja le lleva el tornero al aprendiz? A) 3 d 02 h 15 min B) 5 d 01h 40 min C) 3 d 04 h 40 min D) 4 d 02 h 50 min E) 5 d 01 h 50 min ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 232 MATEMÁTICA 11. Para construir un barco trabajan 120 soldadores; cada uno suelda 2 m2 en 05 h 30 min. Si el barco tiene una superficie total de 347 760 m2, ¿En cuánto tiempo estará listo el barco? A) 11 meses 2 d 01 h 30 min B) 11 meses 15 d 03 h 25 min C) 11 meses 04 d 15 min D) 10 meses 3 d 02 h 10 min E) 11 meses 28 d 10 h 15 min 12. Un caño llena un depósito en dos horas, y estando lleno el desagüe lo vacía en tres horas. ¿En cuánto tiempo se llenará el depósito si se abre el caño y el desagüe al mismo tiempo? A) 02 h B) 03 h C) 04 h D) 05 h E) 06 h ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 233 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL III Medida de tiempo 1. Un tren parte a las 8 horas y 20 minutos para Hacer un recorrido de 500 Km. ; lo que efectúa en 16 horas y 40 minutos. ¿Qué velocidad debe llevar un segundo tren, que parte 2 horas y 58 minutos después que el primero, para que alcance a éste en una estación situada a 156Km. Del punto de partida? a) 60 km/h b) 30 km/h c) 40 km/h d) 50 km/h e) 69,85 km/h 2. Un caracol sube por una pared, cada día logra ascender un metro, pero cada noche baja 600 mm. ¿Cuánto tardará en llegar a lo alto de la pared que mide 10m de altura? a) 22 días b) 23 días c) 24 días d) 25 días e) 26 días 3. En una casa encantada, un fantasma aparece en cuanto empiezan a dar las 12, en el reloj de pared y desaparece en cuanto a sonar la última campanada. ¿Cuánto dura la aparición del fantasma, si además el reloj tarda 6 segundos en dar las 6? a) 10 seg b) 12 seg c) 13 seg d) 13,2 seg e) 15 seg 4. ¿A que hora entre las 2 y las 3, el horario y el minutero estarán en direcciones opuestas? a) 2h 43min 38s d) 2h 43min 28s b) 2h 23min 38s e) 2h 43min 18s 5. ¿Qué tiempo tardará un auto en recorrer 60 Km/h? a)2,69h b)2h 42min 30s c)2,72h c) 2h 33min 38s 1626 Hm con una velocidad de d)2h 44min 36s e)2h 42min 36s 6. Carlos demora 12 minutos en comerse una pizza de 10cm de radio ¿Cuánto demora en comerse una Pizza de 15cm de radio? a)18min b)36min c)15min d)27min e)24min ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 234 MATEMÁTICA 7. Rosa, Chabela, Margarita demoran 15 minutos en limpiar ½, 1/3y 1/4 de su casa respectivamente. Si juntas se ponen a limpiar todo su casa ¿En qué tiempo lo harían? a) 12/13 min b)15 12/13min c)15 11/13 min d) 12 11/13min e)13 11/13 min 8. Un ladrón arrebata una cartera a una señora escapándose con una velocidad de 8 m/s y la señora la persigue a 3 m/s . Cuando el ladrón ha sacado 120 m de ventaja, lo atrapa un policía ¿Qué tiempo demoró la fuga del ladrón? a) 32s b)15s c)24s d)18s e)30s 9. En 7 horas 30 minutos una costura puede confeccionar un pantalón y 3 camisas, o dos pantalones y una camisa ¿En cuánto tiempo puede confeccionar un pantalón y una camisa? a) 3h b) 3h 30min c) 4h d) 4h 30min e) 5h 10. A cuánto equivale 3,5 trimestres: a) 3m b) 2m 1d c) 40d d) 10m 15d e) 6m 2d 11. Un padre tiene 30 años y su hija 3 ¿Dentro de cuántos años la edad de padre será el cuádruple de la edad de su hija? a) 15años b) 3años c) 5años d) 6años ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO e)10años 235 MATEMÁTICA UNIDAD 10 RAZONES Y PROPORCIONES ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 236 MATEMÁTICA 10.1. RAZÓN. Es la comparación que se establece entre dos cantidades de una magnitud mediante las operaciones de sustracción o división. 10.2. ¾ TIPOS DE RAZONES. RAZÓN ARITMÉTICA. Es la comparación de dos cantidades que se obtiene mediante la sustracción, y consiste en determinar en cuánto excede una de las cantidades a la otra. a–b= r ∴ a menos b ∴ ∴ el exceso de a sobre b a excede a b Ejemplo: Las velocidades de dos autos son Va = 30 m/s y Vb = 24 m/s. Razón aritmética Valor de la razón Va – Vb = 30 m/s – 24 m/s = ↑ ↑ Antecedente Consecuente 6 m/s ∴ La velocidad del auto “a” excede en 6 m/s a la velocidad del auto “b”. ∴ El exceso de Va sobre Vb es 6 m/s. ∴ La velocidad de Va excede a Vb en 6 m/s. APLICACIONES: 1. Hallar la razón aritmética de: a) Las edades de Adán y Eva que son de 20 años y 11 años. Rpta. 9 años. b) Los precios de dos artículos son S/. 1,40 y S/. 3,60. Rpta. S/. 2,20 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 237 MATEMÁTICA 2. La diferencia entre las temperaturas de dos cuerpos es 20º C, si la menor temperatura marca 50º C, ¿cuál es la mayor temperatura? Rpta. 70ºC 3. La edad del padre excede en 24 años a la edad del hijo, y éste tiene 40 años. Hallar la edad del hijo. Rpta. 16 años. 4. La razón aritmética de dos números es 15, si el menor es 30. Hallar el número mayor. Rpta. 45. ¾ RAZÓN GEOMÉTRICA. Es la comparación de dos cantidades mediante el cociente. ∴ ∴ ∴ a k b Razón de a sobre b a es a b a entre b Ejemplo: Las edades de dos personas son 48 años y 36 años respectivamente Razón geométrica Antecedente → Consecuente→ a b = 48 años = 4 36 años 3 valor de la razón APLICACIONES: 1. La diferencia de dos números es 280 y están en la relación de 7 a 3. Hallar el mayor número. Rpta. 490. 2. Las edades de dos personas son: 20 años y 12 años, ¿En qué relación están sus edades? Rpta. 5 / 3. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 238 MATEMÁTICA 3. De dos números, cuya razón aritmética es 19, y su suma es 35. Hallar la razón geométrica. Rpta. 27/ 8. 4. La razón aritmética de dos números es 26, y la razón geométrica es 3. Hallar el menor número. Rpta. 13. 10.3. PROPORCIÓN. Es el resultado de comparar dos razones. DIFERENCIA: a–b = c–d = r COCIENTE: a=c=k b d ⇒ También se expresa como: ⇒ PROPORCIÓN ARITMÉTICA PROPORCIÓN GEOMÉTRICA “a” es a “b” como “c” es a “d” a : b :: c : d a y d se llaman EXTREMOS. Para ambos casos, b y c se llaman MEDIOS. 10.4. CLASES DE PROPORCIONES. ¾ PROPORCIÓN ARITMÉTICA (P.A.) (Equidiferencia). A) PROPORCIÓN ARITMÉTICA DISCRETA. • Los cuatro términos de la proporción son diferentes: a ≠ b ≠ c ≠ d. • El 4º término (d) de la proporción se llama: CUARTA DIFERENCIAL. Términos ⇒ 1º 2º a – b = 3º 4º c – d = r medios ⇒ a , c : b , d : extremos antecedentes consecuentes ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO ∧ 239 MATEMÁTICA PROPIEDAD BÁSICA: B) suma de extremos = suma de medios a = b + d + c PROPORCIÓN ARITMÉTICA CONTINUA. • Los términos medios son iguales. • El 3º término (c) de la proporción se llama: TERCERA DIFERENCIAL. • MEDIA DIFERENCIAL o MEDIA ARITMÉTICA ⇒ b = a+c 2 Términos ⇒ 1º a – 2º b = 2º 3º b – c = ¾ PROPORCIÓN GEOMÉTRICA (P.G.) (Equicociente). A) PROPORCIÓN GEOMÉTRICA DISCRETA. • Los cuatro términos son diferentes: a ≠ b ≠ c ≠ d r • El 4º término (d) de la proporción se llama: CUARTA PROPORCIONAL Términos ⇒ 1º Antecedentes Consecuentes ⇒ a b Términos ⇒ 2º 3º = c d = Medios Extremos 4º PROPIEDAD BÁSICA: Producto de extremos a. d B) = Producto de medios = b.c PROPORCIÓN GEOMÉTRICA CONTINUA. • Los términos medios de la proporción son iguales. • El 3º término (c) de la proporción se llama: TERCERA PROPORCIONAL. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 240 MATEMÁTICA 1º ⇒ antecedentes consecuentes 2º a b = b c 2º = k 3º • MEDIA PROPORCIONAL o MEDIA GEOMÉTRICA⇒ 10.5. PROPIEDADES DE LAS PROPORCIONES. a = k b a1 b1 b = ____ √ a. c ∧ c= k ⇒ d a= c =k b d 1º a + b = c + d = k + 1; b d 2º a+b = c+d = k+1 a–b c–d k–1 3º a + c = k; a+b 4º a a ±b 5º 6º = a–b = c–d = k–1 b d c–d b–d = k c c±d = k k±1 a 2 + b2 = a 2 – b2 c2 + d2 c2 – d2 = k2 axc = bxd (a + c)2 (b + d)2 = k2 a2 b2 = = a3 b3 = a4 b4 = ….. = a(n – 1) = an = k ….. b(n – 1) bn 7º a1 + a2 + a3 + a4 + ….. + a(n – 1) + an b1 + b2 + b3 + b4 + ….. + b(n – 1) + bn = k 8º a1 x a2 x a3 x a4 x ….. x a(n – 1) x an b1 x b2 x b3 x b4 x ….. x b(n – 1) x bn = kn ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 241 MATEMÁTICA 10.6. ESCALAS GRÁFICAS. La ESCALA es la razón entre la longitud representada en un plano y la longitud en tamaño real. La ESCALA es una fracción con numerador unitario. El denominador indica las veces que se repite el numerador para obtener la medida o dimensión real. ESCALA = Longitud en el plano Longitud del tamaño real Tamaño real = 4,50 m Tamaño en el plano = 0,09 m Tamaño en el plano Tamaño real Escala: = 0,09 m 4,50 m 1 : 50 REPRESENTACIÓN. 1 :100 →“indica: 1 mm de trazo en el papel es a 100 mm de longitud real” 1/100→“indica: 1 cm de trazo en el papel representa 100 cm de longitud real” 1 → “indica: 1 m de trazo en el papel representa 100 m de longitud real” 100 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 242 MATEMÁTICA PROBLEMAS DE APLICACIÓN: 1. 1 750 ¿Cuántos centímetros representa en el papel un puente de 45,00 m de largo, si el dibujo se hace a una escala de 1:750? = ⇒ X 45 m X = 45 m 750 = 0,06 m = 6 cm Rpta. 6 cm 2. En un plano a escala 1 : 50 , se observa que las dimensiones del dormitorio son de 3 cm de ancho por 4 cm de largo. ¿Cuáles son las dimensiones reales del dormitorio? Rpta. 1,5 m.; 2,0 m. 3. a distancia gráfica entre dos ciudades en un plano a escala 1 : 2 500 es 20 cm. Hallar la distancia gráfica en otro plano a Escala 1 : 10 000. Rpta. 5 cm 4. Completar el siguiente cuadro y hallar X, Y, Z, W, P, Q y R, en las unidades medidas: Nº ESCALAS DISTANCIA GRÁFICA DISTANCIA REAL 1 2 3 4 5 6 7 1 : 20 1 : 25 1 : 50 1 : 75 1 : 100 1 : 150 1 : 200 X mm 5 ½ cm 5 ¼ cm W mm 6,5 m 4 cm R mm 2,40 m Ym Z cm 0,02 km P cm Q km 0,54 m Solución de la aplicación, completando el cuadro: Nº ESCALAS DISTANCIA GRÁFICA DISTANCIA REAL 1 2 3 4 5 6 7 1 : 20 1 : 25 1 : 50 1 : 75 1 : 100 1 : 150 1 : 200 120 mm 5 ½ cm 5 ¼ cm 3 750 mm 6,5 m 4 cm 27 mm 2,40 m 1 3/8 m 262,5 cm 0,020 km 65 000 cm 0,006 km 0,54 m ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 243 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS. 1. La razón de dos números es 6/5, y la suma de dichos números es igual a 33. ¿Cuáles son estos números? A) 20; 13 2. B) 18; 15 D) Igual Antonio y Pepe B) 216 C) 208 D) 360 E) 192 B) 30 l C) 80 l D) 40 l E) 100 l ¿Cuántos centímetros representa en el papel un puente de 43,20 m de largo, si el dibujo se hace a una escala de 1 : 720 ? A) 2 cm 6. C) Antonio Se tienen dos barriles que contienen 400 litros y 500 litros de vino respectivamente. ¿Cuántos litros de vino se debe de pasar del primer al segundo barril, para que las cantidades de vino en cada barril estén en la relación de 2 a 3? A) 68 l 5. E) 16; 13 Una pieza de franela de 72 m de longitud se ha dividido en dos partes, cuya diferencia es de 18 m. Hallar el precio de la parte mayor, si el precio por metro es de S/. 8. A) 352 4. D) 30; 3 En un concurso de tiro, Antonio acertó 50 sobre 75 tiros; Pepe 70 sobre 90 tiros ; y Ricardo 48 sobre 60 tiros. ¿Quién logró mayor razón de tiros acertados? A) Pepe B) Ricardo E)Faltan datos. 3. C) 16; 17 B) 3 cm C) 4 cm D) 5 cm E) 100 cm Un objeto se dibuja a escala de 1 : 30 , y tiene una altura de 0,40 m ; si se desea dibujarlo a una escala de 1 : 20, ¿Cuál será su altura? A) 80 cm B) 40 cm C) 200 cm D) 60 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO E) 100 cm 244 MATEMÁTICA 7. Sí: A 2 = A) 12 8. = B) 18 C 7 y (A + B) = 30. ¿Cuánto vale “C”? C) 21 D) 30 E) 42 La suma, la diferencia y el producto de dos números están en la misma relación que los números 11; 5 y 144. Hallar el mayor dichos números. A) 15 9. B 8 B) 48 C) 60 D) 52 E) 24 El producto de los antecedentes de una serie de 3 razones iguales es 288, y el producto de los consecuentes de dicha serie es 2 304. ¿Cuál es la suma de los consecuentes, si la suma de los antecedentes es 21? A) 42 B) 90 C) 91 D) 32 E) 62 10. Un empelado ahorra S/. 5 940 por día; si lo que cobra y lo que gasta diariamente está en la relación de 13 a 7. Determinar en cuántos soles debe disminuir sus gastos diarios para que la relación entre lo que cobra y lo que gasta sea de 9 a 2. A) S/. 2 035 B) S/. 4 070 C) S/. 5 040 D) S/. 4 505 E) S/. 6 015 SOLUCIÓN DE LOS PROBLEMAS 1. Sean A y B los números A B = 6k 5k A=6k B= 5 k A + B = 33 ⇒ 6k + 5k= 33 K=3 ⇒ A = 18 B = 15 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO Rpta. B 245 MATEMÁTICA 2. 3. A : Antonio; P : Pepe; R : Ricardo A = P = 70 = 7 90 9 R = 48 = 4 60 5 50 = 2 75 3 MCM (3; 9; 5) = 45 ⇒ A = 30 45 P = 35 45 Rpta. B A + B = 72 m Sumando ambas ecuaciones: A – B =18 m Precio = 45 m x S/. 8 / m ⇒ Precio= S/. 360 Rpta. D 400 – X = 2 ⇒ 500 + X 3 5. Escala = 45 m X = 40 l Rpta. D ⇒ X 4 320 cm H = altura real del objeto; 1 30 = 40 cm H 1 20 = X H X = 6 cm Rpta. E X = tamaño del objeto en el dibujo Dividiendo ambas proporciones: X=60 cm A = B = C 2 8 7 Propiedad: A = Longitud en el plano Longitud de tamaño real 1 cm = 720 cm 7. R = 36 45 Sean A y B las dos partes de la tela 4. 6. homogenizando los denominadores: Rpta. D = k A+B+C = C 2+8+7 7 30 + C 17 = C 7 ⇐ (A + B) = ⇒ C = 21 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 30 dato Rpta. C 246 MATEMÁTICA 8. A +B = A–B = AxB = k 11 5 144 A + B = A – B = 11 k 5k A x B = 144 k A = 8k B = 3k k A = 6x8 ⇒ (8 k) x (3 k) = 144 k 9. = 6 Rpta. B A = C = E = k B D F Producto de antecedentes: Producto de consecuentes: Propiedad: A x C x E = k3 B x D x F 288 2 304 = Propiedad: A + C + E = k B + D + F 21 B + D + F 10. A = 48 k3 = 1 2 ⇒ A x C x E = 288 B x D x F = 2 304 k = ⇒ B + D + F = 42 Sea: C = cobra; G = gasta; A = C = 1/2 Rpta. A ahorra G + A C – G = S/. 5 940 …………. (1) C = 13 k G 7k ⇒ C = 13 k ^ G = 7k C = 13 x 990 = 12 870 G = 7 x 990 = Reemplazando en (1): 13 k – 7 k = 5 940 4k = 5 940 K = 990 6 930 Sea X soles la cantidad en que debe de disminuir sus gastos diarios ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 247 MATEMÁTICA C = G – X 9 2 12 879 = 6 930 – X 9 2 ⇒ X = S/. 4 070 Rpta. B PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I 1. En un corral hay N aves (patos y gallinas). Si el número de patos es a N como 3 es a 7; y la diferencia entre patos y gallinas es 20. ¿Cuál será la relación entre patos y gallinas, luego de retirar 50 gallinas? A) 4 : 3 2. D) 3 : 20 E) 2 : 3 B) 160 C) 170 D) 180 E) 190 La cantidad de dinero que tiene A es a lo que tiene B como 7 es a 3. Si A le da a B la quinta parte de su dinero; y luego B le da a A la cuarta parte de lo que tiene ahora. Al final A tiene S/. 3 350. ¿Cuánto de dinero tenía A al principio? A) S/. 2 800 4. C) 3 : 4 En una reunión hay 60 adultos, y por cada 5 jóvenes hay 7 niños. Luego llegan a la reunión 50 jóvenes, 40 niños y cierto número de adultos. ¿Cuántos adultos llegaron al final, si los jóvenes niños y adultos son ahora proporcionales a 5; 6 y 8 respectivamente? A) 150 3. B) 2 : 1 B) S/. 3 000 C) S/. 3 200 D) S/. 3 500 E) S/. 4 000 En una carrera a dos vueltas sobre un circuito cerrado, A le ganó a B por 1/2 vuelta; y B le ganó a C por 1/4 de vuelta. Cuando A llega a la meta, hallar la fracción de vuelta con que B aventaja a C. A) 1 / 4 B) 3 / 16 C) 1 / 5 D) 3 / 8 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO E) 1 / 8 248 MATEMÁTICA 5. La suma de los cuadrado de los 4 términos de una proporción geométrica continua es 7 225. Hallar la media proporcional, si la diferencia de extremos es 75. A) 85 6. l E) 20 B) 60 l C) 110 l D) 119 l E) 120 l B) 18 C) 20 D) 24 E) 25 Cierto número de canicas se divide en tres grupos, cuyos números son proporcionales a los números 5, 7 y 11 respectivamente. Si del tercer grupo pasa al segundo grupo 8 canicas; en el tercer grupo queda el doble de lo que hay en el primer grupo, ¿Cuántas canicas hay finalmente en el segundo grupo? A) 50 9. D) 10 A es la tercera proporcional de 24 y 12; B es la cuarta proporcional de 56, 7 y 64; C es la media proporcional de 256 y 4. Halle la cuarta proporcional de B, A y C. A) 16 8. C) 80 En un tonel hay una mezcla de 63 litros de agua y 36 litros de vino, se extraen 22 litros del contenido y se añade al recipiente N litros de vino para tener finalmente una mezcla cuya relación es de 1 a 3 respectivamente. Hallar el valor de N. A) 80 7. B) 55 B) 54 C) 58 D) 62 E) 64 Sean A y B dos cantidades: A es la cuarta proporcional de 12; 5 y 16, B es la media proporcional de 1 y 81. La correcta relación de orden entre A y B es: A) A < B B) A = B C) A > B D) A +1= R E) A2 < B 10. Se desea preparar una solución utilizando los componentes líquidos A, B y C en la proporción de 2; 5 y 8. Pero para preparar la solución le faltan 2 litros del componente B y 2 litros del componente C; los cuales son remplazados por el componente A, siendo la proporción final obtenida de 2; 3; X. Hallar X. A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO E) 7 249 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II 1. Se quiere cortar un tubo de acero de 2,75 m de longitud en razón directa de 2:3. Calcular las longitudes parciales. 2. El diámetro y la longitud de un eje están en razón directa de 2:7. El diámetro del eje es de 40 mm. Calcular la longitud del eje. 3. Los brazos de una palanca de 1,75 m de longitud están en relación directa de 3:7. ¿Cuál es la longitud menor cuando para la otra se miden 1,48 m.? 4. Una chapa de acero de 800 x 1400 mm ha de ser representada en un dibujo en la proporción de 1:20 ¿Qué longitud tendrán los lados en el dibujo? 5. La escala de un mapa automovilístico es de 1:500 000. ¿Qué longitud natural corresponde al trayecto de 4,5 cm medido en el mapa? 6. Un trayecto de 2,875 Km de longitud está representado en un mapa con 11,5 cm. Determinar la escala del mapa. 7. Un letrero advierte »Pendiente de 5% en 1200 m «. Calcular la altitud a superar. 8. El diámetro y la longitud de un cono están en razón directa de 1:10. Calcular el diámetro correspondiente a la longitud de 150 mm. 9. Una chaveta tiene una razón de inclinación de 1:20. ¿ Qué altura corresponde a una longitud de chaveta de 140 mm? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 250 DIRECCIÓN NACIONAL GERENCIA ACADÉMICA Estudios Generales NIVEL TÉCNICO OPERATIVO Matemática Parte II CÓDIGO: 89001293 SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL 000977 MATEMÁTICA UNIDAD 11 MAGNITUDES PROPORCIONALES ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 5 MATEMÁTICA 11.1. MAGNITUD. Es todo aquello susceptible de variación (aumento o disminución) y que puede ser medido. 11.2. CANTIDAD. Es el valor de un estado particular de la magnitud, posee dos partes: valor numérico y unidad. MAGNITUD Tiempo Longitud Temperatura Masa CANTIDAD 60 h 15 m 35º C 40 kg 11.3. CLASIFICACIÓN DE MAGNITUDES. 11.3.1. Magnitudes Directamente Proporcionales ( D.P. ó ). Se sabe que al abastecer un carro en un grifo, cuanto más gasolina se coloque en el tanque, más soles pagará. Para tener una idea, basta observar en el cuadro de abajo, suponiendo que el precio de la gasolina por galón sea de S/. 8. GASOLINA (GALONES) 1 2 5 10 15 30 PRECIO (S/.) 8,00 16,00 40,00 80,00 120,00 240,00 Al colocar 1 galón de gasolina, se pagará S/. …………pero, si se colan 15 galones de gasolina, el precio será 15 veces mayor, o sea; 15 x 8.00 que es igual a S/. ………….. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 6 MATEMÁTICA Así, si se aumenta la magnitud “gasolina”, la otra magnitud “precio” (soles) aumentará el mismo número de veces, o sea, las magnitudes varían en el mismo sentido. Por tanto, dos magnitudes son DIRECTAMENTE PROPORCIONALES: Cuando al aumentar o disminuir los valores de una de ellas los valores correspondientes en la otra magnitud también aumentan o disminuyen en la misma proporción. Ejemplo de magnitudes directamente proporcionales: Número de libros y costo total. Si se compran libros, cada uno a S/. 2 (precio constante); a mayor cantidad de libros el costo total será mayor, pero; si compra menor cantidad de libros el costo total será menor. Además, se verifica que la razón entre el número de libros y el costo total es CONSTANTE, esto es, la razón tiene siempre el mismo valor (0,25). 1 0,25 4 4 0,25 16 24 0,25 96 3 0,25 12 Entonces se puede escribir: 1 4 24 3 0,25 4 16 96 12 Interpretación geométrica. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 7 MATEMÁTICA Conclusión. Si: I. La gráfica de 2 magnitudes D.P. es una recta que pasa por el origen de coordenadas. II. En cualquier punto de la gráfica (excepto en origen de coordenadas) el cociente de cada par de valores correspondiente resulta una constante. III. La función de proporcionalidad directa será: F(X) = K x K: pendiente (constante) 11.3.2. Magnitudes Inversamente Proporcionales ( I.P Ó 1 ). Dos magnitudes son INVERSAMENTE PROPORCIONALES cuando al aumentar o disminuir los valores de una de ellas, los valores correspondientes en la otra magnitud disminuyen o aumentan en la misma proporción. Observar el cuadro que representa las velocidades de un auto y el tiempo empleado en recorrer una misma distancia: VELOCIDAD 90 km/h 60 km/h 45 km/h 36 km/h TIEMPO 2 horas 3 horas 4 horas 5 horas Disminuyendo la velocidad del auto, aumentará el tiempo empleado, luego la velocidad y el tiempo son magnitudes inversamente proporcionales. Observar, que el producto de dos valores correspondientes (velocidad y tiempo) es siempre el mismo. 90 x 2 = 180 ; 60 x 3 = 180 ; 45 x 4 = 180 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO ; 36 x 5 =180 8 MATEMÁTICA Se puede finalmente concluir que: Interpretación Geométrica: Conclusión. valor " A" I.P."B" Si: de A x valor de B Constante Importante: I. La gráfica de dos magnitudes I.P. es una rama de una hipérbola equilátera. II. En cualquier punto de la gráfica el producto de cada par de valores correspondientes, resulta una constante. III. La función de proporcionalidad inversa será: F(x ) K x K: constante PROPIEDADES: I. II. Si : A D.P. B B D.P. C Si: A I.P. B o: A D.P. B A D.P. C A D.P. 1 B A I.P. 1 B ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 9 MATEMÁTICA III. Si: A D.P. B ( C es constante) A D.P. C ( B es constante) A BxC IV. Si: K A I.P. B ( C es constante) A I.P. C ( B es constante) AxBxC =K Nº obrerosx eficiencia x Nº días x h/d Constan te obra x dificultad ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 10 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS 1. La magnitud A es D.P. a la magnitud B cuando A= 51, B = 3. Hallar el valor que toma B, cuando A = 34. Resolución: Se debe plantear: A1 A2 B1 B2 51 34 3 x 2. X=2 Del siguiente gráfico de magnitudes proporcionales, calcular (a + b) Resolución: Se debe plantear: a 24 51 3 10 b 85 5 a=6 ; b = 40 ; a + b = 46 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 11 MATEMÁTICA 3. La magnitud A es I.P. a B , además cuando A es igual a 6 entonces B es igual a 16. Halle B cuando A es igual a 4. Resolución: Se debe plantear: A1 B1 A2 B2 6 16 4 x x = 36 4. El precio de una casa es directamente proporcional al área e inversamente proporcional a la distancia que se encuentra de Lima. Si una casa ubicada a 65 Km cuesta S/. 180 000. ¿Cuánto costará una casa del mismo material, si su área es el doble y se encuentra a 120 Km de distancia de Lima? Resolución: ( precio )(distancia ) k, (área) ( k = constante ) Entonces: (180 000) . (65) ( x) . (120) s 2s 5. x = S/. 195 000 Si “A” es el triple de rápido que “B”. Si juntos pueden hacer cierto trabajo en 12 días. ¿Cuánto tiempo le tomará a “A” hacerlo sólo?. Resolución: Sea R rapidez: R A = 3 RB Días I.P. Rapidez (Días) . (Rapidez) = cte Reemplazando valores: ( RA + RB ) x 12 = RA x X ( 3RB + RB ) x 12 = 3 RB x X 4 RB x 12 = 3 RB x X Simplificando: X = 16 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 12 MATEMÁTICA EJERCICIOS DE REFUERZO Seguir los modelos para decir si las series siguientes representan sucesión de números directa o inversamente proporcionales: a) b) Valores de magnitud Q: 6 1 8 48 0,1 Valor de magnitud R: 4 24 3 0,5 240 Valores de magnitud M: 0,4 10 16 13 0,1 2,5 Valor de magnitud N: 2,4 60 96 78 0,6 15 18 108 Resolver los ejercicios para fijar lo que estudió sobre magnitudes proporcionales. 1. Observar los ejercicios siguientes y responder: Valor de magnitud x: 5 2 10 1 0,4 Valor de magnitud y: 8 20 4 40 100 5 9 ….. ….. ¿Cómo se denominan las magnitudes “x” e “y”? 2. Completar: Valor de magnitud A: 7 3 Valor de magnitud B: 28 12 ¿Cómo se denominan las magnitudes “A” y “B”? 3. En estos ejercicios se tiene valores correspondientes a dos magnitudes directa o inversamente proporcionales. Completar conforme el caso: a) b) c) Valor de magnitud y: 10 25 2 …. 5 Valor de magnitud z: 20 8 …. 4 …. Valor de magnitud x: 2 3 1 Valor de magnitud y: 6 9 24 0,5 69 90 7 …. …. …. …. …. …. Valor de magnitud A: …. …. 7 …. …. …. …. …. Valor de magnitud B: 20 40 35 100 10 8 45 15 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 13 MATEMÁTICA d) Valor de magnitud M: 6 1 8 48 Valor de magnitud R: 4 …. 3 …. …... 240 Corregir respuestas: 1. 5 x 8 = 2 x 20 = 10 x 4 = 1 x 40 = 0,4 x 100 = 40 Rpta.: inversamente proporcional. 2. 5 9 20 36 Rpta. 3. a) directamente proporcional 2 50 5 100 4 40 b) 3 72 1,5 207 270 21 c) 4 8 7 20 2 1,6 d) 4 24 3 0,5 0,1 9 11.4. REPARTO PROPORCIONAL. Consiste en distribuir una cantidad en partes proporcionales a ciertos números llamados “índices” del reparto; ya sea en forma directa o inversamente proporcional. 11.4.1. TIPOS DE REPARTO. A. REPARTO SIMPLE DIRECTO: Cuando las partes a obtener son proporcionales a los índices. Ejemplo: Repartir 400 en 3 partes que sean proporcionales a 2, 3 y 5. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 14 MATEMÁTICA Resolución: Las partes serán: “2k” , “3k” y “5k” las cuales deben sumar 400, entonces: 2 k + 3 k + 5 k = 400 K ( 2 + 3 + 5 ) = 400 K = 40 Suma de índices Constante de reparto Ahora, damos lo que le toca a cada uno: 2 (40) = 80 ; 3 (40) = 120 ; 5 (40) = 200 Método Práctico: PARTES 400 D.P. A 2k B 3k C 5k + k = 400 = 40 10 10k Luego: A = 2 (40) = 80 ; B = 3 (40) = 120 ; C = 5 (40) = 200 Observación: Si a los índices de un reparto, se dividen o multiplican por un mismo número positivo, el reparto no varia es decir se obtiene las mismas partes. Ejemplo: Repartir 470 en 3 partes que sean proporcionales a los números: 5 ; 6 3 ; 8 3 4 Resolución: Es conveniente que los números proporcionales sean enteros, entonces buscamos números que estén en la misma relación que las fracciones; para ello es necesario considerar el MCM de los denominadores, para multiplicar a los índices. MCM ( 6 ; 8 ; 4) = 24 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 15 MATEMÁTICA PARTES A 470 5 x 6 : D.P 24 = 20 k = B : 3 x 8 24 C : 3 x 4 24 = K 9k 470 10 47 18 k 47 k Luego las partes serán: A = 20 (10); B = 9 (10); C= 18 (10) B. REPARTO INVERSO. Recordando que: ( “A” IP “B” ) ( “A” DP “1” ) B Inversamente Proporcional Directamente Proporcional Entonces para repartir una cantidad en forma inversamente proporcional a ciertos índices, es suficiente repartir directamente proporcional a las inversas de los índices: Ejemplo: Repartir 390 en 3 partes que sean inversamente proporcionales a los números de 6 ; 9 y 12. Resolución: Partes 390 I.P. A : 6 B : 9 C : 12 Las partes serán: A = 6 (30) = 180; D.P. 1 x 36 = 6 k 6 1 x 36 = 4 k 9 1 x 36 = 3 k 12 13 k B = 4 (30) = 120; k = 390 = 30 13 C = 3 ( 30) = 90 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 16 MATEMÁTICA C. REPARTO COMPUESTO. Se da cuando el reparto se hace en partes que son proporcionales a varios grupos de índices. Recordar: “A” D.P. “B” y también con “C” , entonces “A” D.P. (“B” x “C”). Si: EJEMPLO: Repartir 2 225 en 3 partes que sean D.P. a los números: 3 , 5 y 8 e I.P. a los números 4, 6 y 9. Resolución: MCM ( 4, 6, 9 ) = 36 Partes D.P. 2 225 I.P. D.P. A : 3 4 B : 5 6 C : 8 9 1 3 x 1 = 3 x 36 = 4 4 4 1 5 x 1 = 5 x 36 = 6 6 6 1 8 x 1 = 8 x 36 = 9 9 9 27k 30k k = 2225 = 25 89 32k 89k Las partes son: A = 27 (25 ) = 675 ; B= 30 ( 25 ) = 750 y C = 32 ( 25 ) = 800 REGLA PRÁCTICA PARA EFECTUAR UN REPARTO COMPUESTO Primero : Se convierte la relación I.P. a D.P. Segundo: Los grupos de los índices D.P. se multiplican. Tercero : Se efectúa el reparto simple directo a los nuevos índices. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 17 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS 6. Repartir el número 32 en partes D.P. a los números 3, 5 y 8 Resolución: Partes D.P. 32 A : 3 3k B : 5 5k C : 8 8k 16 k k = 32 = 2 16 Las partes son: A = ……………… B = …………………. C = ………………… Luego los valores que satisfacen al problema son: 6 , 10 y 16. 7. Repartir el número 63 en partes D.P. a los números 2, 3 y 4. Resolución: Partes 63 A : B : C : D.P. …. .… …. …. …. ….. k Luego los valores son: A = ………….…., …… = …… …… B = ……………, C = ……………… Comparar respuestas: 6) A=3(2)=6 7) …. las partes son: , : : : B = 5 ( 2 ) = 10 DP 2 3 4 A = 2 ( 7 ) = 14 2k 3k 4k 9k , , C) = 8 ( 2 ) = 16 + B = 3 ( 7 ) = 21 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO k y 63 9 C = 4 ( 7 ) 28 18 7 MATEMÁTICA Resolver: 8. Una firma instituye un premio de S/. 470 para ser distribuido entre sus trabajadores en orden inverso a las faltas de los mismos. Al final del semestre éste debe distribuirse entre tres trabajadores que tienen 3, 5 y 4 faltas, respectivamente. ¿Cuánto recibe cada uno? 9. Una mezcla de bronce tiene 5 partes de cobre, 3 de estaño y 2 de zinc. ¿Cuántos Kg. de cada metal serán necesarios para preparar 40 Kg. de esa mezcla? Corregir: 8) Partes 470 I.P. D.P. A : 3 B : 5 C : 4 1 x 60 3 1 x 60 5 1 x 60 4 , MCM ( 3, 5 4 ) = 60 = 20 k = 12 k + k = 470 = 10 47 = 15 k 47 k Las partes serán: A = 20(10 ) = 200 ; B = 12 (10) = 120 ; C = 15 ( 10) = 150 9) 40 : : : 5 3 2 DP 5k 3k 2k 10 k + k = 40 = 4 10 Las partes son: A = 5 ( 4 ) = 20 Kg cobre B = 3 ( 4 ) = 12 Kg estaño C=2(4)= 8 Kg zinc ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 19 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL I 1. Se tienen dos magnitudes A y B, tales que: A = 8, B = 6. Hallar A, si B = 2. A) 218 B) 212 C)216 3 A D) 220 es I.P. a B. Si cuando E) 228 2. Si el peso de un elefante blanco es D.P. a sus años, si un elefante tuviera 360 Kg, entonces su edad sería 32 años. ¿Cuántos años tendrá sabiendo que pesa 324 Kg? (1 año = 365 días) A) 28a, 294d B) 27a, 280d C) 27a, 294d D) 28a, 292d E) 30a. 3. El área cubierta por la pintura es proporcional al número de galones de pintura que se compra. Si para pintar 200 m2 se necesitan 25 galones. ¿Qué área se pintará con 15 galones? A) 367 B) 300 C) 100 D) 320 E) 120 4. Manolo descubre que los gastos que hace en celebrar su cumpleaños son D.P al número de invitados e I.P. a las horas que ocupa en preparar la reunión. Si la última vez gastó S/. 1 200; invitó a 100 personas y ocupó 12 horas. ¿Cuánto ahorrará invitando 20 personas menos y ocupando 4 horas más? A) 480 B) 230 C) 460 D) 320 E) 485 5. Una rueda A de 60 dientes engrana con otra de 25 dientes. Fija al eje de esta última hay una tercera de 40 dientes que engrana en una rueda B de 75 dientes. Si A da una vuelta cada 2/3 segundos. ¿Cuántas vueltas dará B en 2 horas 30 minutos? A) 36750 B) 17280 C) 46000 D) 32000 6. Repartir 22270 inversamente proporcional a como respuesta la menor de las 3 partes. A) 140 B) 150 C) 160 D) 170 E) 48000 5(n + 2) ; 5(n + 4) ; 5(n + 5) . Dar E) 180 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 20 MATEMÁTICA 32 ; 72 ; 162 7. Repartir “N” directamente proporcional a los números obteniendo que la media geométrica de las partes obtenidas es 4/19 de “N” más 578. Hallar “N”. A) 5941 B) 2300 C) 2100 D) 4200 E) 1800 8. Una herencia dejada por un padre a sus tres hijos se repartió I.P. a sus edades siendo; 12 ; n ; y 24 años si el reparto hubiera sido D.P. a sus edades, el que tiene “n” años hubiera recibido los 13/12 de lo que recibió. Calcular el valor de “n”. A) 13 B) 18 C) 15 D) 16 E) 17 9. Al repartir 22 050 directamente proporcional a las raíces cuadradas de los números 7,2; 9,8 y 12,8. ¿En cuánto excede la parte mayor a la parte menor? A) 3600 B) 2300 C) 2100 D) 4200 E) 1800 3 1 3 10. Repartir 33 000 en 4 partes que sean D.P. a los números. 7 ; 3 ; 8 ; 0,5; indicar una de las cantidades. A) 8000 B) 6720 C) 10000 D) 10 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO E) 100 21 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II REPARTOS PROPORCIONALES. En este tipo de problemas se divide un total en varias partes que han de ser proporcionales a ciertos números dados. 1. Tres hermanos se han repartido cierta cantidad de dinero en partes proporcionales a sus edades. Si el mayor tiene 23 años y le han correspondido S/. 184, ¿cuánto se llevará cada uno de los otros dos que tienen 15 y 12 años, respectivamente? 2. Repartir 559 en partes proporcionales a 4, 4, 3 y 2. 3. Se ha encargado a un orfebre el diseño y la fabricación de un trofeo que ha de pesar 5 kg y ha de estar fabricado con una aleación que contenga tres partes de oro, tres de plata y dos de cobre. ¿Qué cantidad se necesita de cada metal? 4. Se ha pagado S/. 37500 por tres parcelas de terreno de 7,5 Ha, 4 Ha y 36000 m2, respectivamente. ¿Cuánto ha costado cada parcela? 5. La nómina de una empresa asciende a 1,5 millones de nuevos soles. Un doceavo corresponde a los sueldos de los directivos, tres doceavos a los sueldos de los técnicos y ocho doceavos a los de los obreros. ¿Qué cantidad corresponde a cada grupo? 6. Para fabricar una pieza de tela de 1,10 m de ancho y 65 m de largo, se necesitan 35,75 kg de algodón. ¿Cuánto pesará una pieza de tela de la misma clase que mide 0,95 m de ancho y 120 m de largo? 7. Un grifo arroja 100 litros de agua por minuto y otro arroja 80 litros en el mismo tiempo. ¿Cuánto tardarán, entre los dos ,en llenar un depósito de 540 litros? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 22 MATEMÁTICA 8. La ruedas delanteras de una locomotora tienen un radio de 0,45 m y las traseras, 0,65 m. ¿Cuántas vueltas darán las primeras mientras las segundas dan 2600 vueltas? 9. Una pieza de cierta aleación metálica contiene 24 g de cobre, 5 g de estaño y 15 g de níquel. Si en la fabricación de una partida de esas piezas se han invertido 84 kg de cobre, ¿Cuáles son las cantidades de estaño y níquel empleadas? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 23 MATEMÁTICA UNIDAD 12 REGLA DE TRES ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 24 MATEMÁTICA CONCEPTO. Es una de las más usuales aplicaciones de la proporcionalidad que consiste en calcular el valor desconocido de una magnitud relacionado dos o más magnitudes y esta puede ser regla de tres simples o bien regla de tres compuesta. 12.1. REGLA DE TRES SIMPLE (R3S). Es Cuando intervienen dos magnitudes proporcionales de las cuales se conocen tres valores, dos pertenecientes a una de las magnitudes y la tercera a la otra magnitud y debemos calcular el cuarto valor. La R.3.S. Puede ser de dos tipos: R3S DIRECTA. Se plantea cuando las magnitudes que intervienen son directamente proporcionales (D.P). EN GENERAL: Dada las magnitudes A y B directamente proporcionales los valores a; b; c y la incógnita “X”. Se plantea así: Supuesto: Pregunta: (D) MAGNITUD A a b MAGNITUD B c ……………. X Como son magnitudes directamente proporcionales se está indicando por (D) y aplicando la definición se tiene: a b c x Despejando la incógnita “X” x bc a ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 25 MATEMÁTICA REGLAS PRÁCTICAS. REGLA 1°.Una vez planteado se multiplica en “aspa”; es decir, de se efectúa: a. X b.c x bc a REGLA 2°. Del planteado la incógnita “X” es igual al valor que está sobre él, b multiplicado por la fracción . a X = c. b a Se coloca de manera diferente como se indica en el planteo EJEMPLO (1): Si 3 limas cuestan S/. 144, ¿Cuánto se pagará por 7 limas iguales que las primeras? RESOLUCIÓN. Las magnitudes que intervienen son la magnitud de cantidad de limas y el costo las cuales son D.P. porque a mayor cantidad de limas el costo será mayor y a menor cantidad de limas el costo será menor y se plantea: Supuesto: Pregunta: Cantidad Limas Costo (s/.) 3 7 (D) 144 X Aplicando la 2da regla práctica, se tiene: x 144. 7 336 soles 3 OBSERVACIÓN: Para aplicar esta regla práctica es necesario que la incógnita se ubique en la segunda fila además se está indicando con (D) porque son directamente proporcionales. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 26 MATEMÁTICA EJEMPLO (2): Esmeralda al comprar 5 revistas gastó “x” soles pero si hubiera comprado 12 revistas el gasto sería S/, 28 más. Hallar el valor de X. RESOLUCIÓN. Del enunciado se nota que intervienen las magnitudes N° de revistas y el gasto respectivo, el cual se plantea del modo siguiente: Supuesto: Pregunta: Nº REVISTAS Costo (s/.) 5 12 (D) X X + 28 En este caso es conveniente utilizar la primera regla práctica por lo cual se multiplica en “aspa”: 5 (X + 28) = 12X 5X + 140 = 12X 140 = 7X X = 20 R3S INVERSA. Resulta de comparar dos magnitudes inversamente proporcionales (I.P) EN GENERAL: Dada las magnitudes A y B inversamente proporcionales los valores a, b y c y a incógnita “X” se plantean: Supuesto: Pregunta: MAGNITUD A a b (I) MAGNITUD B c …………… X Por definición de magnitudes inversamente proporcionales x.b c.a x c. a b ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 27 MATEMÁTICA REGLAS PRÁCTICAS: REGLA Nº 1. Una vez planteado se multiplica en “Línea” y éstas deben ser iguales, tal como se ha hecho en la solución anterior. REGLA Nº 2. Del planteo (β) la incógnita “X” es igual al valor que se encuentra a sobre ella multiplicado por la fracción ; es decir, se copia Igual como está en b el planteo. X c. a b Se copia Igual como está en el planteo EJEMPLO 3: ¿En qué tiempo 2 albañiles pueden hacer un muro, que un albañil lo hace en 8 horas? RESOLUCIÓN. Del enunciado se nota que las magnitudes que intervienen son número de albañiles y el tiempo los cuales son inversamente proporcionales, ya que a mayor número de albañiles se demora menos tiempo y a menor número de albañiles mayor tiempo, por lo cual se plantea: N albañiles Tiempo (horas) Supuesto: 1 8 Pregunta: 2 (I) t Para hallar el valor de “t” se aplica la REGLA Nº 2: t 8. 1 4horas 2 EJEMPLO 4: Un móvil a una velocidad de 90km/h emplea X horas para recorrer un trayecto pero si aumenta su velocidad a 120 Km/h empleara 2 horas menos. Hallar X. RESOLUCIÓN. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 28 MATEMÁTICA Se sabe que a mayor velocidad demora menos tiempo y viajando a menor velocidad demora más tiempo lo cual indica que la velocidad y el tiempo son I.P. Supuesto: Pregunta: VELOCIDAD 90 120 (I) TIEMPO X X - 2 En este caso conviene utilizar la REGLA Nº 1 y para ello se multiplica en” Línea”: 90(x) = 120 (x – 2) 3x = 4x – 8 x 8 NOTA: En una regla de tres cuando se conocen tres valores de los cuatro es conveniente aplicar la regla Nº 1 ya sea del D.P como el ejemplo (1) y (3). En una regla de tres cuando se conocen dos valores de los cuatro es conveniente aplicar la regla Nº 2 ya sea multiplicar en aspa si es D.P o multiplicar en línea si es I.P. como el caso del ejemplo (2) y (4). Los valores correspondientes a una misma magnitud o columna se pueden dividir o multiplicar por el mismo valor y el resultado no se altera. 12.2. REGLA DE TRES COMPUESTA (R.3.C). Se plantea cuando intervienen más de dos magnitudes. MÉTODO DE SOLUCIÓN. Existen varios métodos de solución pero en este caso vamos a utilizar las reglas prácticas que se han estudiado en R.3.S directa e inversa y para ello se van a seguir los siguientes pasos: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 29 MATEMÁTICA 1º. Se reconocen las magnitudes que interviene en el problema 2º. Se disponen los datos de manera que los valores pertenecientes a una misma magnitud se ubique en una misma columna y es adecuada que estén en las mismas unidades. 3º. En la primera fila (supuesto) se colocan los datos y en la segunda fila (pregunta) los demás incluido la incógnita. 4º. La magnitud en la cual se ubica la incógnita se compara con las demás, indicando en su parte inferior si es directamente proporcional por (D) y si es inversamente proporcional con (I). 5º. El valor desconocido o incógnita es igual al valor que se encuentra sobre ella por las diferentes fracciones que se conforman en cada magnitud si es D.P. se coloca de manera Diferente y si es I.P se copia Igual. EJEMPLO (5). Qué rendimiento deben tener 6 obreros que en 16 días trabajando 9h/d han hecho 21m3 de una obra cuya dificultad es como 3 si para hacer 14 m 3 de la misma obra de 5 como dificultad se empleara 8 obreros de 60% de rendimiento durante 12 días de 8 h/d. RESOLUCIÓN. RENDIMIENTO Nº OBREROS Nº DIAS H/D Supuesto 60% 8 12 8 14 5 Pregunta X% 6 16 9 21 3 X % OBRA DIFICULTAD (I) (I) (I) (D) (D) Igual Igual Igual Diferente Diferente = 60%. 8 12 8 21 3 . . . . 48% 6 16 9 14 5 NOTA: Cuando en una R.3.C intervienen la magnitud número de obreros y el rendimiento de c/u se multiplican porque son I.P y se reemplaza por una sola magnitud que sería el rendimiento total. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 30 MATEMÁTICA Si en un problema se tiene el número de días y las horas diarias ambas se multiplican y se remplazan por una sola magnitud que sería el tiempo. Igualmente si se tiene la obra y su respectiva dificultad ambas se multiplican y se RENDIMIENTO TOTAL TIEMPO OBRA 60 % • 8 12. 8 <> 2 14..5 <> 10 x%•6 16..9 <> 3 21..3 <> 9 (I) (D) remplazan por la magnitud obra. 2 9 X % 80%. . 48% 3 10 PROBLEMAS PROPUESTO NIVEL I Resolver los siguientes problemas: 1) 18 tornillos hexagonales cuestan s/. 3,20. ¿Cuánto cuestan 5 tornillos? 2) Un obrero gana 528 nuevos soles en 48 horas. ¿Cuánto gana por hora? 3) Tres aprendices efectúan un trabajo en 2 ½ días ¿Qué parte del trabajo realizan en un día? 4) Dos planchas de chapa de acero pesan 31,2 kg. ¿Cuál es la masa referida a la superficie de cinco planchas de magnitudes idénticas? 5) Determinar la masa referida a la longitud de una barra perfilada de 1 m cuando para 6,1 m se da una masa de 32 kg. 6) Una polea de transmisión con un diámetro de 120 mm efectúa 1200 revoluciones. ¿Cuál es el número de revoluciones de la polea accionada de 720 mm de diámetro? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 31 MATEMÁTICA 7) Un automóvil consume 8,4 litros de gasolina por 100 km. ¿Qué trayecto puede recorrer con 40 litros en el tanque? 8) Un automóvil recorrió 33 km en 12 minutos. ¿Cuál era su velocidad de marcha en km/h? 9) Una rueda dentada impulsadora con 42 dientes ejecuta 96 revoluciones. ¿Cuántos dientes ha de tener la rueda accionada para que ejecute 224 revoluciones? 10) Una bomba transporta en 2 horas 1200 l de agua. ¿Cuánto tiempo se necesita para vaciar un sótano inundado de 2x1, 5 x 3 m? 11) Para la obtención de 40Kg de bronce se necesitan 2,4 kg de estaño ¿Cuánto estaño es necesario para 122 kg de bronce? 12) Cuatro obreros roblonan 480 remaches en 3 horas. ¿Cuántos remaches roblonan 2 obreros en 4 horas? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 32 MATEMÁTICA PROBLEMAS DE REFUERZO-NIVEL II. 1) Para recorrer 44 km; una persona dio 60 000 pasos, si sus pasos son de igual longitud. ¿Cuántos pasos dará para recorrer 33 km? A) 44000 2) Un trabajo puede ser hecho por 16 hombres en 38 días. Si 5 hombres aumentaron su rendimiento en un 60 %, ¿en que tiempo terminaron el trabajo? A) 30 3) B) 45 000 C) 44000 D) 33 000 E) 30 B) 26 C) 32 D) 25 E) 40 Un reloj que marcaba las O horas se adelanta 6 minutos en cada hora. ¿Dentro de qué tiempo marcará la hora exacta? A) 3 días B) 4 días C) 5 días D) 6días E) 7 días 4) Una persona demora 10 horas para construir un cubo compacto de 9 dm de arista. Después de 320 horas de trabajo. ¿Qué parte de un cubo de 36 dm de arista se habrá construido? A) 5) 1 2 C) 1 5 D) 1 6 E) 1 3 B) 12 C) 20 D) 15 E) 18 En 9 litros de agua se han disuelto 580 gramos de azúcar ¿Cuántos litros de agua serán necesarios añadir para que el litro de la mezcla tenga 29 gramos de azúcar? A) 8 l 7) 1 4 Una obra puede ser realizada por 6 obreros en 20 días ¿Cuántos obreros más se necesitarán para hacer el mismo trabajo en las 310 partes de ese tiempo? A) 14 6) B) B) 9 l C) 10 l D) 11 l E) 20 l Si 8 obreros hacen una obra en 20 días y después de 5 días se retiran 3 obreros. ¿Cuántos días se retrasará la obra? A)4 B)5 C)8 D)9 E) 15 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 33 MATEMÁTICA 8) Si 10 obreros trabajando 8 horas diarias emplean 12 días para terminar un trabajo. ¿Cuántos días emplearan 5 obreros, trabajando 6 horas diarias para hacer el mismo trabajo? A)8 9) B) 18 C) 24 D) 32 E) 34 Se tiene un cubo de madera que cuesta S/.1 920.¿Cuánto costará un cubo cuya arista sea los 5/4 de la arista anterior? A) S/.3 750 B)S/.3 850 C)S/.4 530 D)S/.1 890 E)S/.3 560 10) Si 15 obreros van a hacer una obra en 30 días trabajando 10 horas diarias y después de 8 días se acordó que la obra termine 12 días antes del plazo. ¿Cuántos trabajadores deben contratarse , teniendo en cuenta que se aumento 1 hora de trabajo diario? A)8 B) 12 C) 15 D) 18 E) 20 11) Si 12 obreros pueden hacer una obra en 21 días .Si 8 de ellos aumentan su rendimiento en 60%, qué tiempo empleará para realizar la obra. A) 12 B) 15 C) 18 D) 24 E) 17 12) Un ingeniero puede construir 600 metros de carretera con 40 hombres ,en 5 días , trabajando 8 h/d ¿Cuántos días tardara este ingeniero en construir 800 metros de carretera con 80 obreros doblemente eficientes que los anteriores en un terreno de triple dificultad, trabajando 2 horas más por día? A)4 B)5 C)8 D)9 E) 15 13) Despepitando 8250 kg de ciruelas se ha obtenido 6750kg de pulpa. ¿Cuál sería el importe que se tendría que gastar para obtener 9 kg de pulpa?, si las ciruelas se compran a razón de S/. 0.81 el kg. A) SI. 91,81 B) SI. 8,91 C) SI. 8,80 D) S/. 72,90 E) SI. 7,29 14) Quince obreros han hecho la mitad de una obra en 20 días. En ese momento abandonan el trabajo cinco obreros. ¿Cuántos días tardarán en terminar el trabajo los obreros que quedan? A) 24 B) 26 C) 28 D) 30 E) 32 15) Un auto va de P a Q y llega a cierta hora; si aumentara su velocidad un 50 % ahorraría 2 horas. ¿En qué porcentaje debe aumentarla, si quiere llegar una hora antes? A) 100% B) 15% C) 20% D) 25 E) 40% ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 34 MATEMÁTICA UNIDAD 13 PORCENTAJE ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 35 MATEMÁTICA 13.1. PORCENTAJE. En matemáticas, un porcentaje es una forma de expresar un número como una fracción de 100 (por ciento, que significa “cada 100”). Es a menudo denotado utilizando el signo porcentaje %. 20 Por Ciento = 20 1 = 20 x = 20 % 100 100 % 13.2. 1 100 TRANSFORMACIÓN DE PORCENTAJE A NÚMERO. Todo porcentaje puede ser expresado como número, se convertir en fracción con denominador 100; por ejemplo: 20 1 a) 20% = = 100 5 60 3 b) 60% = = 100 5 1 24 1 3 c) 2,4% = 2,4 = = 100 10 100 125 2 1 1 d) 0,002% = = 1000 100 50000 12 12 1 3 e) % = = 17 100 425 17 13.3. TRANSFORMACIÓN DE NÚMERO A PORCENTAJE. Todo número puede ser expresado como porcentaje, multiplicando dicho número por 100 %. Ejemplos: a) 1 < > 1 x 100% = 100 % b) 3 < > 3 x 100% = 300 % ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 36 MATEMÁTICA c) 0,25 < > 0,25 x 100% = 25 % 3 3 d) <> x 100% = 60 % 5 5 4 14 e) 2 < > x 100% = 280 % 5 5 13.4. ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE PORCENTAJES DE UNA MISMA CANTIDAD. Se puede sumar y restar porcentaje de una misma cantidad. Ejemplos I: a) 30%.A + 10%.A – 5%.A = 35%.A b) 7%.45%.B + 13%.45%.B = 20%.45%.B c) 37%.40%.25%.B + 23%.40%.25%.B - 20%.40%.25%.B = 40%.40%.25%.B Ejemplos II: a) Una cantidad más su 20% = 120% de la cantidad b) Mi edad menos su 30% = 70% de mi edad c) “C” menos su 40% = 60% “C” 13.5. PROBLEMAS DE APLICACIÓN. Problemas I: a) Hallar el 30% de 6000. Solución: Recordar que “de”, “del” y “de los”, en el lenguaje matemático representa a la operación de la multiplicación. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 37 MATEMÁTICA 30% de 6000 = 30 6000 100 = 180 b) Hallar el 0,4% de 50000 Solución: 0,4% de 50000 = 4 1 50000 = 200 10 100 c) Hallar el 3% del 20% del 5% de 6 x104 Solución: 3% del 20% del 5% de 6 x104 = 3 20 5 6 104 = 18 100 100 100 d) Si Esmeralda recibe el 32 % de 200 soles ¿Cuánto no recibe? e) Calcular el porcentaje de los siguientes números: 1a. 10% de 2860 1b. 10% de 1280 1c. 50% de 4970 2a. 10% de 3060 2b. 10% de 1340 2c. 10% de 50 3a. 50% de 2710 3b. 10% de 2400 3c. 50% de 1060 4a. 10% de 3440 4b. 50% de 1520 4c. 50% de 1470 5a. 50% de 2500 5b. 50% de 1600 5c. 10% de 3860 6a. 50% de 1370 6b. 10% de 4940 6c. 10% de 100 f) Sombrear el porcentaje correspondiente a cada figura. a. 25% de la figura ( 25% ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 25 1 ) 100 4 38 MATEMÁTICA (100% ) b. 100% de la figura c. 80% de la figura (80% ) d. 50% de la figura (50% ) e. 60% de la figura (60% ) Problemas II: a) ¿20% de qué número es 70? Solución: 20% de que número es 70 20%.N = 70 20 N = 70 N = 350 100 b) ¿4 es el 0,25% de qué número? Solución: 0,25%.N = 4 25 1 N = 4 N = 1600 100 100 c) Si tuviera 30% más del dinero que tengo, tendría 260 soles ¿Cuánto es el dinero que tengo? Solución: Lo que tengo: T, entonces si tuviera 30% más; tendría 130% de T. 130 T = 260 T = 200 130%.T = 260 100 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 39 MATEMÁTICA d) Si vendiera mi libro de razonamiento matemático en un 40% menos; costaría 6 soles. ¿Cuál es el precio real del libro? Solución: El libro “L” lo estaría vendiendo en un 60% de su valor real. 60 60%.L = 6 L = 6 L = 10 100 e) Jaime reparte su fortuna de la siguiente manera: a Rosa le da el 28% de la fortuna, a María el 32% y a Fidel los 160 soles restantes ¿De cuanto fue la Fortuna? Solución: Problemas III: a) ¿Qué porcentaje de 80 es 4? Solución: En el lenguaje matemático, “de” es una multiplicación y la palabra “es”, significa igual. x 80 = 4 x = 5Rpta: 5% x% . 80 = 4 100 b) De 460 operarios que existen en una fábrica, 115 son mujeres. ¿qué tanto por ciento de los operarios no son mujeres? Solución: El personal que no son mujeres serán: 460 – 115 = 345 personas ¿Qué porcentaje de 460 es 345? x 460 = 345x = 75 Rpta 75% X%.(460) = 345 100 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 40 MATEMÁTICA c) En la figura ¿Qué porcentaje representa la parte sombreada? Solución: Si preguntan qué porcentaje representa la parte sombreada, es equivalente a que pregunten qué fracción está sombreada; ya que toda fracción se puede escribir como porcentaje. Por lo tanto, se hallará la fracción sombreada y luego se convertirá en porcentaje. A cada cuadrito se le asignará una “k”, total se tienen 64k. k Recordar: S S S S “La diagonal de un paralelogramo divide a este en dos triángulos de igual superficie.” Además en “todo paralelogramo al unir cualquier punto de uno de los lados con los extremos del lado opuesto se formará un triangulo, cuya superficie es la mitad del paralelogramo.” S Área total: 2S Ahora se va a analizar por partes la figura: 16k 16k El rectángulo contiene 32k por lo tanto la parte no sombreada del lado inferior derecho será 16k, 2k 9k 9k El rectángulo contiene 18k por lo tanto la parte no sombreada del lado superior 9k, 9k Trabajando en forma similar las otras partes, observamos que la parte no sombreada es 36k Resumiendo: Total = 64k ; No sombreado = 36k; Sombreado = 64k – 36k = 24k sombreado 24k 3 = = total 8 64k 3 100% = 37,5% Porcentaje sombreado = 8 Fracción sombreada = ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 41 MATEMÁTICA d) ¿0,0072 que porcentaje es de 0,36? e) ¿Qué porcentaje del 80% del 40% de25 es el 0,8% del 20% de 100? f) ¿Qué tanto por ciento representa la parte sombreada de la no sombreada? : PROBLEMAS SOBRE PRECIO DE COMPRA Y VENTA. Rossmery es comerciante y realiza las siguientes transacciones comerciales según muestra los gráficos siguientes: PC: Precio de costo Pv: Precio de venta $ 100.00 $ 120.00 Ganancia de $ 20.00 Rossmery compra un TV a $ 100.00 Rossmery vende el TV a $ 120.00 PC Pv $ 100.00 $ 70.00 Pérdida de $ 30.00 Rossmery compra un TV a $ 100.00 Rossmery vende el TV a $ 70.00 Del ejemplo anterior se puede deducir lo siguiente: PV = Precio de Venta. PC = Precio de Compra o Precio de Costo G = Ganancia P = Pérdida PV = PC + G PV = PC - P ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 42 MATEMÁTICA Pv: Precio de Venta PF: Precio Fijado o Precio de Lista $ 40.00 $ 100.00 Rossmery realiza un Descuento de $ 60.00 Rossmery vende el vestido a $ 40.00 Rossmery desea vender un vestido y lo exhibe en su tienda a $ 100.00 De lo cual se deduce que: PVENTA = PFIJADO O LISTA - Descuento Si hubiera sido un aumento entonces: PVENTA = PFIJADO O LISTA + Aumento Problemas: a) Esmeralda compra un vestido en 120 soles ¿En cuánto debe venderlo para ganar el 15% sobre el precio de compra? Solución: Datos: Pc = 120 Pv = ? G = 15%.Pc PV = PC + G PV = 120 + 15%.(120) PV = 120 + 15%.(120) PV = S/ 138 b) Oswaldo compra un taladro pagando S/ 120, ¿hallar el precio de Lista, si le hicieron un descuento del 25%? Solución: Datos: Pv = 120 PF = ? Descuento = 25%.PF PVENTA = PFIJADO O LISTA - Descuento 120 = PF - 25%. PF 120 = 75%. PF 120 = 75 PF 100 PF = 160 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 43 MATEMÁTICA c) ¿Cuáles precio de venta de un artículo, cuyo precio de costo es 46 soles y la ganancia es el 8% del precio de venta? d) El precio de venta de un televisor es $150, en esta venta se ha perdido el 25% del precio de costo. Hallar el precio de costo. DESCUENTOS Y AUMENTOS SUCESIVOS. Este tipo de problema es cuando a una cantidad se le aplica varios descuentos o aumentos en forma sucesiva. Por ejemplo: PF $ 8000.00 Se hace 3 descuentos sucesivos de 20%, 25% y 30% del precio inicial del auto: En el 1º descuento es del 20% de $8000, por lo tanto el nuevo precio será: PFINAL = 80%(8000) Rossmery desea compra un auto cuyo precio de Lista es $ 8000.00 El 2º descuento es de 25% de 80%(8000) entonces el nuevo precio será: PFINAL = 75%.80%(8000) El 3º descuento es del 30% del 75%.80%(8000), entonces el nuevo precio será: PFINAL = 70%.75%.80%(8000) = $ 3360 Entonces el descuento único fue de: $8000 - $ 3360 = $ 4640 ¿Qué % es el descuento único? X%.8000 = 4640 X 8000 = 4640 X = 58% (Descuento único) 100 Problemas: a) ¿Dos descuentos sucesivos del 20% y 40% equivalen a un descuento único de? Solución: Una forma práctica de resolver este tipo de problema será de la siguiente manera: PINICIAL = 100% ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 44 MATEMÁTICA PFINAL = 80%.100% PFINAL = 60%.80%.100% 60 80 PFINAL = 100% 100 100 Después de 1º descuento del 20% Después de 2º descuento del 40% PFINAL = 48% Descuento único = 100% - 48% = 52% b) ¿Dos aumentos sucesivos del 20% y 30% equivalen a un aumento único de? Solución: PINICIAL = 100% PFINAL = 120%.100% PFINAL = 130%.120%.100% 130 120 100% PFINAL = 100 100 PFINAL = 156% Después de 1º aumento del 20% Después de 2º aumento del 30% Aumento único = 156% - 100% = 56% c) Un Artículo cuyo precio de lista es de $240, se vende haciendo 2 descuentos sucesivos del 25% y 15%. ¿Calcular el precio de venta? d) ¿Cuál era el precio de lista de un artículo si la venta fue de 204 soles luego de los descuentos sucesivos de 20% y 15%? VARIACIONES PORCENTUALES. Se denomina así al cambio que experimenta una cantidad, con relación a su valor original, y que es expresado en forma de Tanto Por ciento. Problemas: a) ¿En que porcentaje se ha incrementado el área de un rectángulo, si la base se incremento en un 20% y su altura en un 50%? Solución: Método I: h B Área Inicial = B.h < > 100% La Base aumenta el 20% y su altura aumenta en un ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 45 MATEMÁTICA 50% Área Final = 120%B.150%h = 150% h 120 150 B.h 100 100 Área Final = 1,8.B.h 120% B Aplicando regla de tres simple: Bh 100% 1,8 Bh X X = 100%. 1,8 Bh = 180% Bh El aumento de área en porcentaje fue de: 180% Método II: Con este método no es necesario saber las formulas de áreas de los diferentes figuras planas, por que las constantes que existieran en dichas formulas se anularían. AINICIAL = 100% +20% AFINAL = +50% 120% .150% = 120 150% = 180% 100 El aumento de Área = 180% - 100% = 80% b) ¿La base de un triángulo se ha incrementado en un 10% y la altura ha disminuido en un 40%. ¿En que porcentaje ha variado su área? Solución: AINICIAL = 100% +10% AFINAL = 110% .60% = -40% 110 60% = 100 66% El Área disminuye en: 100% - 66% = 34% ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 46 MATEMÁTICA c) ¿En que porcentaje aumenta el área de un círculo, si su radio aumenta en un 30%? Solución: Área del círculo es .r 2 = .r r , la dimensión de longitud “radio” se multiplica dos veces, entonces el aumento de 30 % se repetirá dos veces y la constante , se cancela. AINICIAL = 100% +30% AFINAL = 130% .130% = +30% 130 130% = 100 169% El Área aumenta en: 169% - 100% = 69% d) ¿La base de un triángulo aumenta en sus 3/5 y su altura disminuye a la mitad. ¿Cuánto % varía su área? Solución: 3/5 equivale al 60%, entonces la base aumenta en 60% y su altura disminuye en un 50% AINICIAL = 100% +60% AFINAL = 160% .50% = -50% 160 50% = 100 80% El Área disminuye en: 100% - 80% = 20% e) ¿El radio de una esfera disminuye en un 20% ¿En que porcentaje varia su volumen ? Solución: Nota: En caso de variación de volúmenes, con este método se tendría que realizar 3 variaciones porcentuales “Flechas”, por que la magnitud física de volumen es L3. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 47 MATEMÁTICA VINICIAL = 100% -20% VFINAL = 80% .80% .80% = -20% -20% 80 80 80% = 51,2% 100 100 El Volumen disminuye: 100% - 51,2% = 48,8% RESOLVER: f) ¿En qué porcentaje varía el área de un paralelogramo, si su altura aumenta en un 10 % y su base disminuye en un 10%? g) Si la base de rectángulo disminuye en un 20%, ¿En que porcentaje debe de aumentar la altura para que su área aumente en un 25%, h) Si el largo de un prisma rectangular disminuye en un 20% y su ancho aumenta en un 10%, ¿En que porcentaje debe de variar su altura, para que su volumen no varíe? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 48 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS (NIVEL I) 1. Para una puerta se necesitaron 1,86 m2 de una plancha de metal, la plancha de metal perdida por recortes fue de 0,2 m2, Calcular el recorte en %. 2. Un obrero especializado trabaja a destajo por 9 dólares la hora. ¿En qué tanto por ciento supera su salario a destajo el salario normal de 7,20 dólares? 3. Una taladradora usada se vende con 16% de descuento. El comprador paga 820,00 nuevos soles. ¿Cuánto hubiera costado la máquina sin descuento? 4. Una pieza a trabajar tiene un peso bruto de 45,4 Kg. Con la elaboración pierde la pieza un 14% de su peso. Calcular el peso final. 5. El alquiler mensual de un taller es de 1860,00 nuevos soles. Habiendo sido aumentado a S/. 3160,00. Calcular el porcentaje de aumento del alquiler. 6. En una escuela vocacional hay 88 mecánicos, los que constituyen el 22% de todos los escolares. ¿Cuántos escolares tiene la escuela? 7. Una aleación se compone de 27 kg de cobre y 18 kg de cinc. Calcular las proporciones de cobre y cinc en %. 8. 60 kg de fundición roja contienen 51,6 kg de Cu, 5,4 kg de Sn y 0, 6 kg de Pb; el resto es cinc. Calcular las proporciones en % ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 49 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS Y PROPUESTOS (NIVEL II). 1. Determinar el 3% de 600 piezas. Solución: Los datos desconocidos se disponen de igual manera que en la regla de tres directa. En total de piezas (600) corresponderá al 100%. 3% es la parte del todo que se debe calcular, luego, corresponderá x. PIEZAS POR CIENTO 600.......................100% X ....................... 3% 600 100 x .............. piezas.... x 3 100 2. ¿Cuál será él numero de piezas cuyo 3% es igual a 18 piezas? Solución: El problema consiste en calcular ¿Cuánto corresponderá al 100 %? (que es el total de piezas). POR CIENTO PIEZAS 3% ...........................18 100% ............................X 3 ....... 100 x x ___________ .................... piezas 3. José compró un televisor de S/. 1800 por S/. 1 440 ¿Cuánto por ciento obtuvo de descuento? Solución: VALOR PIEZAS 1 880 ...........................100% 1 440 ............................X x ___________ 80% José pago lo que corresponde al 80 %, luego el descuento obtenido fue: 100% ..................% ....................% ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO Rpta. 20 % 50 MATEMÁTICA 4. Calcular el 8% de 320 octavos. Solución: Total = 320 Tasa = 8 Porcentaje = ¿ 8% de 320 p B.% 320 8 ............. 100 100 5. ¿Qué por ciento es 5 de 30? Solución: Total = 30 5 es de 30 Porcentaje = 5 Tasa = ¿ % 100. p ............. ............. B 6. Determinar: a. b. c. d. 4% de 10 25% de 80 2,5% de 3 10% de 480 7. Escribir en forma de porcentaje: a. 0,75 _________________ b. 0, 4 _________________ c. d. 2 _________________ 5 1 _________________ 10 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 51 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS (NIVEL III): 1. Hallar el 0,05% de 4 200. A) 0,12 B) 0,021 C) 2,1 D) 2,01 E) 210 2. Hallar los 3/5% de 6000. A) 16 B) 20 C) 162 D) 36 E) 45 3. El 32% del 45% de 5 300, ¿Qué porcentaje representa del 25% de 4 770? A) 30% B) 60% C) 64 % D) 44% E) 80% 4. Si el precio de un artículo se rebaja en 40%, ¿En qué porcentaje hay que aumentar el nuevo precio para obtener el original? A) 40% B) 50% C) 30% D) 66 32 % E) 60% 5. ¿Cuál es el valor de “n” después de ser disminuido en 14 72 %? A) 1 6 n B) 5 6 n C) 7 6 n D) 1 3 n E) 6 7 n 6. En una clase de 60 alumnos, el 25% son niñas. Si el 40% de los niños y el 20% de las niñas salen de paseo, ¿Qué porcentaje de la clase salió de paseo? A) 30% B) 32 21 % C) 35% D) 32% E) 20 21 % 7. Para una puerta se necesitaron 1,86 m2 de chapa, la chapa perdida por recortes fue de 0,2 m2, Calcular el recorte en %. 8. De una chapa cuadrada de 400 mm de lado se desea cortar el mayor círculo posible. Calcule el resto de recorte en % 9. Un obrero especializado trabaja a destajo por S/. 9 la hora. ¿En qué tanto por ciento supera su salario a destajo el salario normal de S/. 7,20? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 52 MATEMÁTICA 10.Una taladradora usada se vende con 16% de descuento. El comprador paga S/. 820,00. ¿Cuánto hubiera costado la máquina sin descuento? 11.Una pieza a trabajar tiene un peso bruto de 45,4 Kg. Con la elaboración pierde la pieza un 14% de su peso. Calcular el peso final. 12.El alquiler mensual de un taller es de S/. 1860,00. Habiendo sido aumentado a S/. 3160,00. Calcular el porcentaje de aumento del alquiler. 13.En una escuela vocacional hay 88 mecánicos, los que constituyen el 22% de todos los escolares. ¿Cuántos escolares tiene la escuela? 14.Una pieza se tornea con una pieza de acero al tungsteno-silicio en 25 minutos, con otra de acero rápido en 20,5 minutos ¿Cuál es el ahorro de tiempo en por ciento? 15.Por refinado se mejora la resistencia a la tracción de un acero en un 36% alcanzando entonces el valor de 11,2 N/mm2. ¿Qué resistencia a la tracción tenía el acero antes del refinado? 16.Una aleación se compone de 27 kg de cobre y 18 kg de cinc. Calcular las proporciones de cobre y cinc en %. 17.60 kg de fundición roja contienen 51,6 kg de Cu, 5,4 kg de Sn y 0, 6 kg de Pb; el resto es cinc. Calcular las proporciones en % 18.Un árbol de 26 mm de diámetro recibe un corte de 2,4 mm de profundidad. ¿En que porcentaje disminuye la sección transversal?. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 53 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS (NIVEL IV): 1. Calcular los siguientes porcentajes: a. b. c. d. e. f. g. h. 20 % de 240; 5 % de 900; 60 % de 1240; 40 % de 12000; 8 % del 40 % de 160000; 5 % del 30 % de 400000; 10 % del 50 % de 60000; 250 % de 840000. 2. En una clase de 30 alumnos y alumnas, hoy han faltado 6. ¿Cuál ha sido el tanto por ciento de ausencias? 3. En una ciudad de 23500 habitantes, el 68 % están contentos con la gestión municipal. ¿Cuántos ciudadanos se sienten satisfechos con el ayuntamiento? 4. Un hospital tiene 210 camas ocupadas, lo que representa el 84% de todas las camas disponibles. ¿De cuántas camas dispone el hospital? 5. El 24% de los habitantes de una aldea tienen menos de 30 años. ¿Cuántos habitantes tiene la aldea, si hay 90 jóvenes menores de 30 años? 6. Calcular en cuánto se transforman las siguientes cantidades si varían según el porcentaje indicado: a. b. c. d. e. f. 3500 nuevos soles, si aumentan el 8 %. 8500 litros, si aumentan el 27 %. 360000 personas, si aumenta el 3 %. 2300 discos, si aumentan el 150 %. 546 alumnos, si aumentan el 4 %. 1600000 nuevos soles, si aumentan el 16 %. 7. El precio de un libro, después de haber aumentado un 12 %, es de S/. 26,5. ¿Cuánto valía antes de la subida? 8. Con las últimas lluvias el contenido del pantano ha aumentado el 27 % y tiene 321,6 hm3. ¿Cuánta agua tenía antes de las lluvias? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 54 MATEMÁTICA 9. He conseguido que me rebajaran la nevera un 18 %, con lo que me ha costado S/. 340. ¿Cuánto valía antes de la rebaja? 10.Si el precio de una mercancía se sube el 50 % y después se baja el 50 %, ¿cómo queda con respecto al precio inicial? Compruébalo con un precio de S/. 100. 11.En las rebajas de una tienda se descuentan todos los artículos un 10 %. Si compras por valor de 1580 S/. , ¿cuánto tendrás que pagar? 12.Una tienda carga el 12 % de IGV sobre cada factura. Si el importe de las ventas es de S/. 30500, ¿a cuánto asciende con el IGV? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 55 MATEMÁTICA UNIDAD 14 ÁNGULO ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 56 MATEMÁTICA 14.1 DEFINICIÓN: RECTA, RAYO, SEMIRRECTA. RECTA. Conjunto infinito de puntos que siguen una misma dirección. Veamos: los puntos A y B determinan una RECTA. A B r Así, la recta puede ser representada de dos maneras: - Postulados: La línea recta posee dos sentidos. La línea recta se extiende indefinidamente en ambos sentidos. Dos puntos determinan una recta Por un punto pasan infinitas rectas. Con una letra minúscula: r, s,t,…. Con dos letras mayúsculas: AB , CD , …. Completar entonces, correctamente, la indicación de cada recta: s D E F G C Recta …………..o CD t recta t, o……….. H u recta ……… o ……….. RAYO. Se determina en la línea recta tomando un punto como origen y uno de los sentidos. La figura muestra un rayo donde el punto O se llama origen y forma parte de la figura. Notación: OA SEMIRRECTA. Es uno de los sentidos de la recta. A diferencia del rayo una semirrecta no considera el origen. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 57 MATEMÁTICA Gráficamente: Notación : OA 14.2. ÁNGULO. Es la región del plano limitado por dos rayos que tienen un origen común. Parte común a dos semiplanos. Es la unión de dos rayos que tienen el mismo punto extremo. Se llama ángulo a la abertura que forman dos rayos que tienen el mismo origen. Elementos del ángulo: vértice “O”; lados OA y OB; abertura ●A lado ángulo cóncavo O ángulo convexo abertura lado ●B 180º < < 360º 14.2.1 UNIDADES DE CONVERSIÓN. S: sistema sexagesimal C: sistema centesimal R: sistema radial S 360º C 400g R 2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 58 MATEMÁTICA En el sistema sexagesimal: 1º = 60´ ; 1´ = 60” 90º /2 II I 180º 360º 2 o III IV 270º 3/2 14.2.2 INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE ÁNGULOS. A) TRANSPORTADOR. B) GONIÓMETRO. C) FALSA ESCUADRA. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 59 MATEMÁTICA D) ESCUADRA. 14.2.3 I. A) CLASIFICACIÓN DE LOS ÁNGULOS. De acuerdo a su medidas. Ángulo agudo. 0º < m < 90º B) Ángulo recto. m = 90º C) Ángulo obtuso. B 90º < m < 180º O D) C Ángulo llano o lineal. m = 180º A E) Ángulo convexo. 0º < θ < 180º F) Ángulo no convexo (ó cóncavo). 180º < θ < 360º O B θ θ ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 60 MATEMÁTICA II. De acuerdo a la posición de sus lados. A) ÁNGULOS ADYACENTES. Son dos ángulos que tienen un lado común . B) ÁNGULOS CONSECUTIVOS. Son dos o más ángulos adyacentes y están uno al lado del otro. C B A O C) D ÁNGULOS OPUESTOS POR EL VÉRTICE. Tienen el mismo vértice y los lados de uno son las prolongaciones de los lados del otro: m = m III. De acuerdo a la suma de sus medidas. A) ÁNGULOS COMPLEMENTARIOS. + = 90º C ()= 90º – n = par: C C C C C C () = n=6 n = impar: C C C C C () = C () n=5 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 61 MATEMÁTICA B) ÁNGULOS SUPLEMENTARIOS. + = 180º S () = 180º – S S S S () = n = 4 n = par: n = impar: S S S S S () = S () n=5 C) ÁNGULOS REPLEMENTARIOS. + = 360º R ()= 360º – R R R R R R () = n = par: n=6 n = impar: R R R () = R () n=3 14.2.4 OPERACIONES CON ÁNGULOS. ADICIÓN. Para sumar unidades angulares, debe de disponerse en columnas las unidades de igual denominación (de modo que se correspondan en columnas vertical), ya se vio esto anteriormente. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 62 MATEMÁTICA Observar la operación siguiente. 32° 17‟ 30” + 19° 13‟ 15” 51° 30‟ 45” Sólo se pueden sumar magnitudes de la misma especie; esto es, segundo con segundo, minuto con ................... y grado con ............... En cambio, en la suma de unidades angulares, a veces se hace necesario usar las relaciones existentes entre ellas. 1 grado (°) = 60 minutos („) 1 Minuto („) = 60 Segundos (“) 17° 36‟ 35° 45‟ 52° 81‟ + En la suma del lado, hay 81’, esto es un grado y veintiún minutos (1° 21’). Se tendrá entonces una nueva forma a la suma (resultado) que pasará a ser 53° 21’. Pues bien, para que esto ocurra se debe dividir 81’ por 60’, que dará como cociente el número de grados y el residuo -si hubiera- será el número de minutos: 1° 17° 36‟ 35° 45‟ 52° 81‟ 53° 21‟ 81‟ | 60 21‟ 1° + Observar además estos otros ejemplos: 35° 16’ 45° 45’ 80° 61’ 81° 1’ + 17’ 42” 20’ 41” 37’ 83” 38’ 23” + EJERCICIOS DE ADICIÓN: 1. Sumar las siguientes medidas angulares: a. 31° 17’ + 3° 38’ = .............................. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 63 MATEMÁTICA b. 105° 18’ + 25° 17’ + 10° 25’ = ..................... c. 21’ 30” + 2° 13’ 40” = .................................. d. 2° 45’ + 10° 10” = ................................... 2. Calcular la medida del ángulo x: a = 27° 25’ b = 16° 13’ x = a + b = ........... 3. ¿Cuál es la medida del ángulo y? a = 42° b = 36° c = 19° y = ................= ........... RESPUESTAS: 1. 2. 3. a) 34° 55’ 43° 38’ 97° b) 141° c) 2° 35’ 10” d) 12° 45’ 10” SUSTRACCIÓN. En la resta se procederá de la misma manera que en la suma haciendo corresponder en columnas las unidades de la misma denominación, y cuando sea necesario, tomando en cuenta las relaciones existentes entre ellas. Observar: 49° 20‟ 20° 14‟ 29° 6‟ - ¿Cuándo es posible hacer una resta? Sólo es posible efectuar la resta cuando las magnitudes: Del minuendo son mayores o iguales que las del Sustraendo. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 64 MATEMÁTICA Por tanto ¿Cómo sería posible resolver la resta de abajo? 74° 5‟ De 5’ no se puede restar 16’ 18° 16‟ ? Pues bien, la resta se hará de la siguiente manera: El ángulo 73° 65‟ es igual a 74° 5‟ Se pide prestado 1° a los 74°. El mi nuendo, pasará entonces A ser 73° 65’. Ud. debe de haber notado que de los 74° fue Retirado 1° quedando entonces 73°, este 1° fue transformado 73° 65‟ 18° 16‟ 55° 49‟ En minutos(1° = 60’= y después, sumado a los 5’ existentes 60’ + 5’ = 65’ Así fue posible la resta. Observar con atención los ejemplos y completar. EJEMPLOS DE SUSTRACCIÓN DE MEDIDAS DE ÁNGULOS: a) 13° 16’ -8° 27’ _________ 4° 49’ d) 10’ 25” -8’ 45” _________ ………… b) 35° 25’ -17° 35’ _________ ................ e) c) 12’ 16” -9’ 40” ____________ 2’ 36” f) 12° 15’ 18” -9° 20’ 25” ___________ 2° 54’ 53” 20° 10’ 35” -18° 15’ 30” ____________ …………. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 65 MATEMÁTICA Respuestas a los Ejemplos: b) 17° 50’ c) 11’ 76” d) 9’ 85” - 1’ 40” f) 19° 70’ - 1° 55’ 5” EJERCICIOS DE SUSTRACCIÓN: 1. Calcular la medida del ángulo x: x = .......... 2. ¿Cuál es la medida del ángulo y? a = 35° b = 10° 15” y =a - b 3. ¿Cuál es la medida del ángulo b? a = 35° 25’ b = 90° - a 4. Restar las siguientes medidas angulares: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 66 MATEMÁTICA a. 45° 30’ - 22° 15’ = .................... b. 53° - 19° 45’ = ................. c. 65° 17’ - 42° 36” = .................. d. 20’ 18” - 15’ 30” = ............... e. 28° 16’ 30” - 17° 40’ 18” = ....... f. 47° 48’ 23° 55’ 10” = ........... g. 45° - 12’ 29” = ............... h. 36’ - 18’ 30” = .................... i. 56° 17” - 5° 10’ 10” = ............... 5. Efectuar: 18° 36’ - 15° 42’ 37” + 3° 55’ MULTIPLICACIÓN. Para multiplicar un ángulo por un número natural se debe multiplicar por ese número cada una de las unidades del ángulo (grados, minutos y segundos). Si alguno de los productos de los segundos o minutos es superior a 60, se transformamos en una unidad de orden inmediatamente superior. 18º 26' 35" X3 54º 78' 105" Pero 105" = 1' 45", luego 54º 79' 45" Pero 79' = 1º 19', luego 55º 19' 45" ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 67 MATEMÁTICA 6. Realizar los siguientes productos: a. 56º 20' 40" * 2 b. 37º 42' 15" * 4 c. 125º 15' 30" * 2 d. 24º 50' 40" * 3 e. 33º 33' 33" * 3 f. 17º 43' 34" * 2 DIVISIÓN. Para dividir un ángulo por un número natural dividir los grados entre ese número. Transformar el resto de la división en minutos, multiplicándolo por 60, y se suma a los que se tenían. Dividir los minutos. Transformar el resto de la división en segundos, multiplicándolo por 60, y sumar a los segundos que se tenían. Dividir segundos. 7. Realizar las siguientes divisiones: a. 56º 20' 40" : 5 b. 37º 42' 15" : 4 c. 125º 15' 30" : 5 d. 25º 50' 40" : 6 e. 33º 33' 33" : 2 f. 17º 43' 24" : 12 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 68 MATEMÁTICA ÁNGULOS CONGRUENTES (). Dos ángulos son congruentes cuando tienen igual medida. A B P R 30º 30º mABC m PQR C Q BISECTRIZ DE UN ÁNGULO La bisectriz es un rayo cuyo origen es el vértice del ángulo y divide a éste en dos ángulos de igual medida o congruentes. OM : Bisectriz 14.3 TEOREMAS RELATIVO A LOS ANGULOS. 1. Las bisectrices de dos ángulos consecutivos y complementarios forman un Angulo de 45º 2. Las bisectrices de dos ángulos adyacentes suplementarios forman 90º 3. Las bisectrices de dos ángulos opuestos por el vértice son colineales. 45º Teorema 1 Teorema 2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO Teorema 3 69 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS 1. Calcular la mitad de la tercera parte del complemento del suplemento de 120º. 2. Calcular el valor de la razón aritmética entre el duplo del complemento de la mitad de un ángulo y la tercera parte del suplemento del triple de dicho ángulo. 3. Del gráfico mostrado la medida del ángulo DRO es tres veces la media del ángulo ARE. Calcular el valor de “x”. Si los rayos RD y RO son las bisectrices del ángulo MRA y ERN. 4. Dos ángulos adyacentes suplementarios están en la relación de 3/ 5. Calcular la medida del ángulo menor. 5. En la siguiente figura, los ángulos AOB y AOC son complementarios. Hallar la medida del ángulo AOX, siendo OX bisectriz del ángulo BOC. 6. Se tienen los ángulos consecutivos AOB, BOC y COD, tal que: m AOC = 80º y m BOD = 60º. Hallar la medida del ángulo determinado por las bisectrices de los ángulos AOB y COD. 7. En la figura, calcular el ángulo AOB. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 70 MATEMÁTICA 8. Se tiene los ángulos consecutivos AOB, BOC, COD y DOE, tal que m AOB=20º, m BOD = m DOE y m COE = m BOC + m BOD = 90º. Calcule m AOC. 9. En la siguiente figura, las medidas de los ángulos AOB, BOC, COD, DOE y EOA está, en progresión aritmética. Hallar la medida del ángulo COD. 10. Sobre una recta se marcan los puntos consecutivos A, B, C, D y E, de AB BC CD DE modo que: y AE = 42 cm. Calcular CD. 2 3 4 5 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS: 1. 1 1 x CS120º 2 3 1 1 x x 90º (180º 120º ) 2 3 x 5º x La ecuación será: 2. Del enunciado se tiene: 1 X = 2C S 3 2 3 Donde : En ( I) : ...(I) * * x Medida del ángulo en mención Valor de la Razón Aritmética 1 x = 2 90 180 3 2 3 x = 180° - - 60° + x = 120º ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 71 MATEMÁTICA 3. Dato: mDRO 3mARE x 3x 2x según el gráfico : 2 2 x 90 2( ) x 90 2(2 x) x 90 5x 90 ; X 18º 4. Sea “x” el ángulo menor: x 3 180º x 5 x 67,5º 67º30 5. Sea m AOX = θ m AOB + m AOC = 90º (θ + α ) + (θ – α ) = 90º α α θ = 45º 6. Se pide: α + β + θ = ? Como: 2 α + β = 80º 2 θ + β = 60º Al sumar y simplificar: α + β + θ = 70º ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 72 MATEMÁTICA 7. Sea m AOB = X Del gráfico, por ángulo de una vuelta: m DOB + m BOD = 360º ( 210º - X ) + 190º = 360º X = 40º 8. Piden m AOC = ? Sean m BOC = α m BOD = θ Del enunciado α + θ = 90º ....... ( 1 ) Se Observa 2 θ = 90º + α .........( 2 ) Sumando ( 1) y ( 2) 2 θ + θ = 180º Θ = 60º y α = 30º 20º m AOC = 50º 9. Tomando los ángulos en forma conveniente ( X - 2 α ) + ( X – α ) + X + ( X + α ) + ( X + 2 α ) = 360º α = 72º 10. 14 X = 42 X=3 Se pide: CD = 12 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 73 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS (NIVEL I) 1. Calcular la suma de los ángulos y el tamaño de un ángulo para: a) un pentágono regular b) un hexágono regular, c) un octógono regular. 2. Calcular para el ángulo de 78 41 28 el ángulo complementario y suplementario. 3. La suma de dos ángulos de un triángulo es de 139 37 4 . Calcular el tercer ángulo. 4. La cubierta de en cilindro esta sujeta con 8 tornillos. Calcular el ángulo de distancia entre los tornillos. 5. Para trabajar una pieza hay que ajustarla en un ángulo de 14 12 56. Para el ajuste se requiere el ángulo en decimales. 6. Una válvula de admisión abre 17,43 antes del punto muerto superior. Calcule tal ángulo de abertura en grados, minutos y segundos. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 74 MATEMÁTICA 7. 8. Convertir en: a) Grados: 240 ; 35 ; 4200 ; 31,2 ; 0,68 ; 0,42 ; 425 b) Minutos: 360 ; 38 ; 4600 ; 38,6 ; 0,64 ; 172 ; 86 c) Segundos: 314 ; 56 ; 3800 ; 68,2 ; 0,45 ; 0,012 ; 15 e) Sumar: 14 46 + 181 34 + 37 8 + 9 12 32 Los ángulos de un triángulo son proporcionales a los números 5 ; 3 y 1. Calcular la diferencia entre las medidas del mayor y menor ángulo. A) 80º 9. B) 90º C) 65º D) 100º E) 60º En un triángulo ABC, BE es bisectriz interior. Calcular la medida del ángulo C, si AB = BE = EC A) 72º B) 30º C) 36º D) 40º E) 80º 10. Un ángulo mide la sexta parte de la medida de un ángulo recto. Otro ángulo mide los 5/9 de la medida de un ángulo recto. Determinar el complemento de la suma de las medidas de dichos ángulos. A) 25º 11. B) 30º C) 35º D) 40º E) 20º En la figura, L1 // L2. Sí: x+y = 40º , calcular (a + b). A) 80º B) 85º C) 90º D) 100º x E) 120º L1 a y 4 5 6 b L2 12. En un triángulo ABC, se trazan las alturas AH y CF, el ángulo B mide 80º. Calcular la medida del mayor ángulo que forman las bisectrices de los ángulos HAC y ACF. A) 125º B) 80º C) 135º D) 140º E) 120º ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 75 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II 1. Encontrar el complemento de un ángulo que mide 25º, más el suplemento de otro ángulo que mide 105º A) 120º B) 125º C) 140º D) 130º E) 135º 2. Encontrar la medida de un ángulo, sabiendo que su complemento es igual a 2/5 de su suplemento. A) 30º B) 35º C) 40º D) 45º E) 50º 3. Las medidas de dos ángulos suplementarios son entre sí como 4 es a 5. ¿Cuánto mide el mayor de los dos ángulos? A) 95º B) 100º C) 105º D) 110º E) 105º 4. Hallar la medida de un ángulo es “X”, si el suplemento del complemento del triple de mX es igual al complemento de mX, aumentado en 20º. Calcular mX. A) 3º B) 4º C) 5º D) 6º E) 7º 5. En los ángulos consecutivos: AOB, BOC, COD se cumple que: mAOC = 125º, mBOD = 100º. Calcular mAOB – mCOD. A) 30º B) 35º C) 40º D) 45º E) 25º 6. La diferencia de los ángulos adyacentes AOB y BOC es 42º, se traza el rayo OM bisectriz del ángulo AOC. Calcular la mMOB. A) 42º B) 20º C) 10º D) 21º E) 25º 7. En los ángulos consecutivos AOB y BOC se cumple que mAOB = 50º. Encontrar la medida del ángulo formado por las bisectrices de los ángulos BOC y AOC. A) 22º B) 20º C) 18º D) 25º ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO E) 26º 76 MATEMÁTICA 8. Hallar G: G = 2 (35º 32’ 55” – 24º 48’ 40”) 5 A) 5º 12’ 45” 9. B) 4º 17’ 42” C) 4º 12’ 32” D) 4º 7’ 32” E) 6º 27’ 42” Efectuar: 98º 45´ + 77º 42´ 5 6 A) 32º 41’00” B) 32º 41’15” C) 32º 42’ D) 32º 40’8” E) 32º 41’20” 10. El ángulo formado por 2 semirrectas opuestas se llama ángulo A) Obtuso 11. Restar: A) 7º 19´ 8” B) Congruente C) Llano D) Nulo E) De un giro (2º 3´ 12” ) : 3 de 2 ( 4º 6” ) B) 8º 41´ 8” C) 2º 41´ 2” D) 9º 19´ 8” E) 7º 31´ 4” 12. Dado los ángulos adyacentes AOB y BOC; los rayos OX, OY, OZ son las bisectrices de los ángulos: AOB, BOC, XOY. Si: mAOB – mBOC = . Hallar mBOZ A) /2 13. B) /3 C) /4 D) /8 E) 2/3 Transformar /6 radianes a grados sexagesimales: A) 10º B) 20º C) 30º D) 45º ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO E) 50º 77 MATEMÁTICA UNIDAD 15 ANGULOS DE RECTAS PARALELAS CORTADAS POR UNA SECANTE ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 78 MATEMÁTICA 15.1. CLASIFICACIÓN DE ÁNGULOS FORMADOS POR DOS RECTA PARALELAS Y UNA SECANTE. Considerar dos rectas paralelas r y s: Región externa La región comprendida entre “r” y “s” será llamada región interna y las otras, regiones externas. Región interna Región externa Considerando ahora las dos rectas paralelas cortadas por la secante “t”. obtuso agudo Observar que la secante forma con las rectas paralelas: agudo obtuso obtuso agudo agudo obtuso Cuatro ángulos AGUDOS iguales. Cuatro ángulos OBTUSOS iguales. De estos ocho ángulos, - Cuatro son INTERNOS pues pertenecen a la región interna. Ej: a, b, c, d a c - Cuatro son EXTERNOS pues pertenecen a la región externa. Ej: e, f, g, h g f I. ÁNGULOS ALTERNOS INTERNOS.. Son dos ángulos internos, ambos agudos o ambos obtusos y situados uno a cada lado de la secante. Ej.: a y ....... e h a d b d b c c y ........ ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 79 MATEMÁTICA Dos ángulos alternos internos son iguales (pues ambos son agudos o ambos obtusos) ....... = b .......... = d II. ÁNGULOS ALTERNOS EXTERNOS. Son dos ángulos externos, ambos agudos o ambos obtusos y situados uno a cada lado de la secante. Ej: e y ....... g y ........ Dos ángulos alternos externos son iguales ....... = f .......... = h e f g h III. ÁNGULOS CORRESPONDIENTES. Son dos ángulos, uno interno y otro externo, ambos agudos o ambos obtusos y situados en el mismo lado de la secante. e Dos ángulos correspondientes son iguales. e y b b a y ........ ....... y d ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 80 MATEMÁTICA ........ y ........ IV. ÁNGULOS CONJUGADOS INTERNOS. Son dos ángulos internos, uno agudo otro obtuso Ambos situados del mismo lado de la secante. Ej: a y d ........ y ........ Dos ángulos conjugados internos suman 180°. a + d = 180° c + b = ......... V. ÁNGULOS CONJUGADOS EXTERNOS. Son dos ángulos externos, uno agudo otro obtuso Ambos situados del mismo lado de la secante. Ej.: g y f ........ y h Dos ángulos conjugados externos suman 180°. g + f = 180° ....... + ....... = 180° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 81 MATEMÁTICA EJERCICIOS DE RECTAS PARALELAS CORTADAS POR UNA SECANTE 1. Observar la figura y completar: Dos rectas paralelas, cortadas por una secante forman ...............ángulos f. Los ángulos internos son: (........................................................) g. Los ángulos externos son: (........................................................) h. Los pares de ángulos correspondientes son: (.................................); (.................................), (.................................) y (...........................) i. Los pares de ángulos alternos internos son: (.................................) y (...........................) j. Los pares de ángulos alternos externos son: (.................................) y (...........................) k. l. 2. Los pares de ángulos opuestos por el vértice son: (.................................); (.................................), (.................................) y (...........................) Citar dos ángulos internos que sean suplementarios y dos ángulos externos que también lo sean: Ángulos internos (.................................) Ángulos externos (.................................) Observar también la figura del lado y determinar los ángulos: a = ................................. b = ................................. c = ................................. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 82 MATEMÁTICA 3. Determinar el valor de x: x = ................................. 4. x = ................................. En la figura siguiente, responder: ¿Cuál es la medida de cada ángulo agudo? ...................................................... ¿Cuál es la medida de cada ángulo obtuso? ...................................................... 5. Completar el siguiente cuadro observando el dibujo y el ejemplo. Alternos internos B y H , C y E Alternos externos Correspondientes Conjugados internos Conjugados externos Opuestos por el vértice 6. Determinar las medidas de los ángulos sin ayuda del transportador, observando el dibujo. 1 = .............32°.................... 2 = ...................................... 3 = ...................................... 4 = ...................................... ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 83 MATEMÁTICA 7. Dar nombres a los pares de rectas representados abajo: Rectas ................................................. Rectas ................................................. Rectas ................................................. 8. Determinar la medida de cada uno de los ángulos desconocidos: a = .............130°........... b = .............................. c = ................................ d = .................................. 9. Si Si Si Si Si e = ..................... f = ...................... g = ..................... h = ...................... Completar observando la figura b c s q a = = = = = 70° , entonces 65° , entonces 65° , entonces 80° , entonces 20° , entonces r p a d p = = = = = ............. ............. ............. ............. ............. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 84 MATEMÁTICA RESPUESTAS DE LOS EJERCICIOS: 1. a) b) c) d) e) f) g) h) 8 ( 1, 4, 6, 7) ( 2, 3, 5, 8) (2, 6) ; ( 1, 5) ; (4, 6) y ( 1, 7) (3, 5) y ( 2, 8) (1, 3) ; ( 2, 4) ; ( 6, 7) y ( 5, 8) 2. a = 50° 3. x = 150° 4. 30° ( 8, 4) ; ( 3, 7) ( 6, 8) ; (5, 7) b = 130° c = 50° x = 60° 150° 5. B y H , C y E D y F , A y G D y H , C y G, Ay E , Correspondientes ByF Conjugados internos E y B , C y H Conjugados externos A y F , D y G B y D , A y C, E y G, Opuestos por el vértice F y H Alternos internos Alternos externos 6. 2 = 148° 3 = 32° 7. Paralelas – perpendiculares - concurrentes 8. b = 50° c = 130° 9. f = 70° p = 65° d = 50° e = 130° a = 65° d = 80° 4 = 148° f = 50° g = 130° h = 50° q = 160° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 85 MATEMÁTICA 15.2. PROPIEDADES AUXILIARES. ÁNGULOS DE LADOS PARALELOS: Si dos ángulos tienen sus lados paralelos: o son iguales, ó son suplementarios. Se ve que son como dos paralelas entre dos secantes. 180 ÁNGULOS DE LADOS PERPENDICULARES: Si dos ángulos suplementarios. tienen sus lados perpendiculares: o son iguales ó son 180 OTRAS PROPIEDADES m n m+n = ++ n + + + = 180º ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO m + = m+n 86 MATEMÁTICA BISECTRIZ DE UN ÁNGULO INTERIOR: Si se traza la bisectriz de un ángulo interior de un trapecio ADFC, se genera un triángulo isósceles, donde el segmento CA es igual al segmento CG, y la base no igual es el segmento AG. TEOREMA DE THALES: Tres o más paralelas determinan sobre dos o más rectas secantes segmentos mutuamente proporcionales. Si se aplica a un trapecio ADFC: Se cumple que: AB DE BC EF THALES APLICADO A UN TRIÁNGULO: Si se juntan las dos secantes, el trapecio se transforma en triángulo, pero por ser paralelas entre dos secantes, el teorema de Thales se sigue cumpliendo: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 87 MATEMÁTICA Se cumple que: AB AE BC EF EJERCICIOS RESUELTOS DE: Ángulos y paralelas. 1. Hallar la suma de los siguientes ángulos: 355°25’20” y 31°39’47” A) 18°40” D) 23°10’ B) 35°12’ E) 13° C) 27°5’7” Solución: 355°25’20” + 31°39’47” = 386°64’67” = 27°5’7” 2. Dividir en 5 partes, el ángulo : 310°10’45” A) 82°35’ D) 63° 2’4” B) 12°24’ E) 62°2’9” C) 56°8’ Solución: 310°10’45” 5 = 62°2’9” 3. Efectuar la resta : 15°50” y 11°50’59” A) 3°9’51” D) 7°34’ B) 4°12’30” E) 5°17’ C) 7°10’ Solución: 14°60’50” - 11°50’59” = 3°9’51” 4. Hallar el triple de 192°45’55” A) 170°24’ D) 279°23’ B) 250°15” E) 335°20’15” C) 218°17’45” Solución: 192°45’55” x 3 = 576°135’165” = 218°17’45” ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 88 MATEMÁTICA 5. Dos ángulos conjugados internos donde uno es el triplo del otro.¿Cuánto mide el ángulo conjugado del doble del ángulo menor? A) 18° D) 23° B) 35° E) 13° C) 90° Solución: Por ser conjugados (+) = 180°, luego (+ 3) =180°, luego = 45° Luego 2 = 90° y su conjugado es 90° 6. Dos ángulos conjugados externos miden 5K + 45° y 4K+15°. Hallar el suplemento del complemento de la mitad del ángulo menor. A) 37° D) 45° B) 44° E) 39° C) 124°10’ Solución: Por ser conjugados (5K + 45°) + ( 4K+15°.) = 180° entonces K= 13°20’ El ángulo menor mide = 68°20’ y la mitad 34°10’ Luego SC(34°10’) = 180°- ( 90° - 34°10’) = 124°10’ 7. Calcular el valor del ángulo menor, sabiendo que los ángulos conjugados internos están en razón 2/3. A) 60° D) 53° B) 44° E) 37° C) 72° Solución: Por ser conjugados 2K + 3K = 180° entonces K= 36° El ángulo menor mide 2K = 72° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 89 MATEMÁTICA PARALELAS: 8. Si L1 // L2 . Hallar “x”. SOLUCIÓN 2 y 2 son ángulos conjugados internos, luego dichos ángulos suplementarios, es decir su suma vale 180°, entonces: son + = 90° El ángulo x está formado por la suma de los ángulos y , porque son ángulos alternos internos, por lo tanto: + = x = 90° 9. En la figura, L1 // L2, hallar . 60º SOLUCIÓN: Si se trazan paralelas por los vértices de los ángulos y se aplican ángulos alternos internos y ángulos opuestos por el vértice, se obtiene: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 90 MATEMÁTICA Es decir Finalmente 2 + = 60° = 20° 10. Si el triángulo ABC es equilátero y L1 // L2 , hallar SOLUCIÓN: Por triángulo equilátero B = 60° Por opuestos por el vértice V = 6 Por suplementario U = 180° - Por propiedad de triángulos El ángulo D = 240° - 6 El ángulo E = 60° + Como la suma de ángulos internos de un pentágono es 540°, entonces B + U + E + D + V = 540° si se pone en función de y resuelve, resulta que ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO = 24° 91 MATEMÁTICA 11. Hallar la suma de los siguientes ángulos: 37° 19’ 43” + 112° 53’ 38” A) 150° 13’ 21” D) 149° 12’ 21” B) 149° 62’ 71” E) 150° 03’ 11” C) 149° 72’ 21” Solución: 37° 19’ 43” + 112° 53’ 38” = 149°72’81” = 150° 13’ 21” 12. Efectuar la resta de los siguientes ángulos: 112°23’ 35” - 10°15’20” A) 112° 25’ 15” D) 112° 5’ 15” B) 102° 8’ 15” E) 92° 15’ 25” C) 112° 25’ 45” Solución: 112°23’ 35” - 10°15’20” = 102° 8’ 15” 13. Hallar el cociente de 309° 27’ 52” por 25: A) 12° 22’ 12 22/25” D) 12° 12’ 32” 2/25 B) 22° 12’ 42” C) 9° 2’ 42” 2/5 E) 32° 22’ 42” 23/25 Solución: 309° 27’ 52” 25 = 12° 22’ 12 22/25” 14. Dividir en 5 partes, el ángulo 162° A) 82°35’ B) 12°24’ C) 56°8’ D) 63° 2’4” E) 32°25’ Solución: 162° 5 = 32°25’ ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 92 MATEMÁTICA EJERCICIOS PROPUESTOS: ALELAS CORTADAS POR UNA SECANTE. 1. Hallar x, si L1 // L2: A) B) C) D) E) 20° 30° 40° 50° 60° 2. Hallar x/y, si L1 // L2: A) B) C) D) E) 1 3 1/5 3/2 2 3. Calcular x, si L1 // L2, (a + b) = 4x A) 20° B) 50° C) 30° D) 10° E) 40°. 4. Calcular x, si L1 // L2 y si L3 // L4 A) B) C) D) E) 145° 105° 175° 95° 80° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 93 MATEMÁTICA 5. Si L1// L2 // L3 , hallar “x” Si a = 45° A) 30° B) 30° C) 45° D) 60° E) 11° 6. Si L1// L2 , hallar “ x ” A) 30° B) 45° C) 51° D) 60° E) 75° 7. Si L1// L2 , hallar “x”: A) 120° B) 100° C) 102,8° D) 150° E) 90° 8. Si L1// L2 , hallar “x”: A) 98° B) 108° C) 45° D) 120° E) 116° 9. Si A) B) C) D) E) L1// L2 , 34° 14° 60° 30° 50° hallar “y”: L1 L2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 94 MATEMÁTICA 10. Si CG es bisectriz. L1// L2 , hallar “x” A) B) C) D) E) 140° 48° 120° 100° 95 L1 L2 11. Dos ángulos correspondientes entre dos rectas paralelas miden: (2 - ) y (+ ). Encontrar / . A) 2/3 B) 1 C)4/5 D) 2 E) 145 12. Dos ángulos alternos internos entre dos rectas paralelas miden: 2x y (3x – 40°). Hallar x: A) 30° B) 25° C) 40° D) 45° E) 20° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 95 MATEMÁTICA UNIDAD 16 CIRCUNFERENCIA CÍRCULO ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 96 MATEMÁTICA CIRCUNFERENCIA. 16.1. DEFINICIÓN. Es el lugar geométrico, de los puntos de un plano que equidistan de otro punto llamado centro. La distancia del centro a cualquiera de los puntos del lugar geométrico se llama radio. 16.2. ELEMENTOS DE UNA CIRCUNFERENCIA. Líneas notables en la circunferencia. Para el gráfico adyacente: O : Centro r : Radio QP : Cuerda CD : Diámetro AB : Arco L1 : Recta tangente (T: punto de tangencia) L 2 : Recta secante MN : Flecha o sagita 16.3. ÁNGULOS EN LA CIRCUNFERENCIA. 1) Ángulo central. 2) Ángulo inscrito. AOB = AB ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO B AC 2 97 MATEMÁTICA 3) Ángulo semi inscrito. ATB 4) Ángulo interior. X AT 2 AB CD 2 5) Ángulo exterior. Casos que se pueden presentar: a.- De dos secantes. b.- De secante y tangente. P AB CD 2 P AT TB 2 c.- De dos tangentes. NOTA: para este caso particular se cumple que: P + AB = 180° ACB AB P 2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 98 MATEMÁTICA 16.4. PROPIEDADES BÁSICAS DE LA CIRCUNFERENCIA. 1) La recta L tangente a una circunferencia es perpendicular al radio o al diámetro en el punto de tangencia. (forman un ángulo de 90 grados) 2) Si dos cuerdas miden igual entonces los arcos correspondientes también miden igual y viceversa. Si AB CD entonces AB = CD 3) Los arcos comprendidos entre dos cuerdas paralelas miden igual. Si AB // CD , entonces AC = BD NOTA Si la recta L es tangente y AB // L entonces AT = TB 4) Las rectas tangentes trazadas a una misma circunferencia desde un punto exterior, miden igual. Se cumple que: PA = PB y OP es bisectriz 5) Todo diámetro o radio perpendicular a una cuerda divide a dicha cuerda y a los arcos correspondientes en partes iguales. Se cumple que: AE = EB y AN = NB ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 99 MATEMÁTICA REGIONES CIRCULARES. O: Centro de circunferencia OA : radio 1) Sector circular. 2) Segmento circular. 3) Corona circular. 4) Trapecio circular. 5) Segmento o faja circular. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 100 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS 1) Si AC = 100º y AB = 110º. Hallar la medida del ángulo CAB. A) 150° B) 155° C) 166° D) 75° E )120° Solución. El arco CB mide 360º - (100º + 110º) = 150º. 100º C Como el ángulo CAB es inscrito, entonces CAB = 150º ÷ 2 = 75º. A B 110º 2) Hallar el valor de “x” A) 70º B) 110º C) 120º D) 130º E) 150º Solución. A 220º 140º F B X Por propiedad, el arco AFC mide 140º y el arco AC mide 360º - 140º = 220º. Como el ángulo AFC es inscrito entonces mide 220º ÷ 2 = 110º. 40º C ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 101 MATEMÁTICA 3) Hallar la medida del ángulo “x” A) 15° B) 20° C) 25° D) 40° E) 50º Solución. Por propiedad, el arco AC mide 140º y A como el ABC es inscrito, su medida es X 140º B 70º de 140º ÷ 2 = 70º. 40º En el triángulo rectángulo , X = 90º-70º = 20º. C 4) Si CD = 134º, hallar la medida del ángulo AOB si “O” es el centro del la circunferencia. A) 30° B) 45° C) 50° D) 46° E) 60° Solución. El ángulo de 90º es un ángulo interior a la circunferencia, entonces su medida es igual a: CD AB 134 º AB 90º = = de donde AB = 180º - 134º = 46º. 2 2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 102 MATEMÁTICA 5) Si BC es igual a 5 veces AD. Hallar la medida de BC. A) 47° B) 38° C) 58° D) 100° E) 70º Solución. B Como el ángulo BEC es exterior a la circunferencia, su medida es A 5x 40º X E C D igual a 40º = 5x - x 2 80º = 4x x = 20º por lo que BC = 100º. 6) Si AB es el diámetro de la semicircunferencia. Hallar la medida de “x”. A) 100° B) 110° C) 120° D) 130° E) 150º Solución. D El arco AC mide 80º. Completando la C circunferencia, se tiene que el CAB 80º 40º A B = 260º . El ángulo C por ser inscrito, su medida será 260º ÷ 2 = 130º. 180º ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 103 MATEMÁTICA 7) Hallar la medida de AB si “O” es el centro de la circunferencia de radio igual a 10 cm. A) 4 cm B) 6 cm C) 8 cm D) 12cm E) 10cm Solución. A Se P la altura OP del triángulo isósceles AOB , donde AP = PB = 6, por lo B 10 37º traza que AB = 12 cm. 10 O 8) Una cuerda de 16 cm está a 15 cm del centro de una circunferencia. Hallar la medida del diámetro. A) 15 cm B) 17cm C) 34 cm D) 38cm E) 20cm Solución. B A P Se construye el triángulo isósceles AOB trazando los radios. Se traza la mediatriz OP. 15 8 8 Para hallar la medida de OB aplicar el teorema O de Pitágoras. OB = 15 2 8 2 = 17 entonces diámetro=34 cm. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 104 MATEMÁTICA 9) En una circunferencia de 13 cm de radio, calcular la medida de la flecha correspondiente a una cuerda de 24cm. A) 17 cm B) 8 cm C) 5 cm D) 10 cm E) 7 cm Solución. X Suponiendo que la medida de la flecha sea X. Como el radio mide 13, uno de los catetos del triángulo mide 13-x. 12 -x 13 13 Aplicando el teorema de Pitágoras: 132 = (13 - x)2 + 122 169 - 144 = (13 - x)2 25 = (13 - x)2 5 = 13 - x de donde x= 8 10) El ángulo P mide 32º. Hallar la medida del ángulo ACD. D C P A B Solución. Trazar el radio al punto de tangencia D C A D. Completar la circunferencia tal que 58º P B el arco BD mide 58º y el arco ABD mide 180º+58º=238º. El ángulo inscrito ACD medirá 238º ÷ 2 = 119º. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 105 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS - NIVEL I 1. Del extremo de un árbol de 60 mm de diámetro se quiere sacar el mayor cuadrado posible. ¿Qué longitud tendrá el lado? 2. Se desea transformar la superficie de un círculo de 44,18 cm2 en una superficie cuadrada equivalente. Calcule el lado. 3. En un árbol hexagonal se mide una longitud de entre caras de 75 mm. ¿Cuál es el diámetro de árbol necesario? 4. El extremo de una barra de 55 cm de diámetro ha de recibir por fresado el mayor hexágono posible. Calcule la longitud de entre caras. 5. Se quiere fabricar de un círculo de 1963,5 cm2 el mayor hexágono. ¿Qué porcentaje es desperdicios? 6. Determinar para las siguientes figuras el diámetro de la circunferencia inscrita y circunscrita: a) Para un triángulo equilátero con 30 mm de lado. b) Para un cuadrado con 30 mm de lado. c) Para un hexágono con30 mm de diagonal central. 7. De una plancha de chapa rectangular de 750 x 400 mm han de cortarse discos de 180 mm de diámetro. Calcular el número de discos. 8. De un círculo de 380 mm de diámetro se cortan 8 sectores circulares iguales. Calcular la superficie de sector, la longitud del arco y el ángulo central. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 106 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS - NIVEL II 9. Si “O” es el centro de la circunferencia y CBD = 130°. Calcular “x”. A) 50° B) 40° C) 30° D) 25° E) 20° 10. Si “O” es el centro y AB = OC . Hallar “X”. A) 40° B) 50° C) 70° D) 60° E) 45° 11. Si AB es diámetro, “O” es centro. Hallar la medida del ángulo BCD. A)140° B) 150° C) 170° D) 160° E)117° 12. Si AB = BC y BD = 82º. Hallar el valor de “x”. A) 20° B) 30° C) 40° D) 50° E) 41° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 107 MATEMÁTICA 13. Si AB es el diámetro de la semicircunferencia. Hallar la medida de “x”. A) B) C) D) E) 100° 110° 120° 130° 150° ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 108 MATEMÁTICA UNIDAD 17 POLÍGONOS: TRIÁNGULOS, CUADRILÁTEROS. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 109 MATEMÁTICA POLÍGONO. 17.1. DEFINICIÓN. Es la figura geométrica que se obtiene al intersectar por sus extremos tres o más segmentos de recta no colineales pero sí coplanares, de modo que al interior de este polígono quede cerrada una porción de plano, llamada REGIÓN POLIGONAL. 17.2. ELEMENTOS DE UN POLÍGONO. C B A O F M D E Lados. AB, BC, CD, DE, EF y FA. Vértices. Puntos A, B, C, D, E y F. Diagonales. Segmento que une dos vértices no consecutivos. Ejemplo: BF. Angulo Interior. Angulo Exterior. Angulo Central. Apotema. OM, segmento que une el centro del polígono regular con el punto medio del lado del polígono y son perpendiculares. Perímetro. AB + BC + CD + DE + EF + FA ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 110 MATEMÁTICA 17.3. CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍGONOS. 17.3.1. DE ACUERDO AL NÚMERO DE LADOS. Triángulo 3 lados Pentágono 5 lados Exágono Heptágono 7 lados Octágono Nonágono 9 lados Endecágono 11 lados Pentadecágono 15 lados 17.3.2 Cuadrilátero 4 lados 6 lados 8 lados Decágono 10 lados Dodecágono 12 lados Icoságono 20 lados DE ACUERDO A LAS MEDIDAS A SUS ELEMENTOS. POLÍGONO CONVEXO. Todos sus ángulos internos miden menos de 180°. POLÍGONO CONCAVO. Por lo menos uno de sus ángulos internos mide más de 180°. POLÍGONO EQUILÁTERO. Todos sus lados tienen igual medida. POLÍGONO EQUIÁNGULO. Todos sus ángulos internos tienen igual medida. POLÍGONO REGULAR. Sus lados y sus ángulos internos tiene igual medida. POLÍGONO IRREGULAR- Es aquel polígono que no es regular Polígono Convexo Polígono Equilátero Polígono Cóncavo P. Equiángulo ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO Polígono Regular 111 MATEMÁTICA Observaciones: En todo polígono, el número de lados (n) es igual al número de vértices (nv), e igual al número de ángulos interiores (ni), número de ángulos exteriores (ne), número de ángulos centrales (nc). n = n v = n i = ne = n c Todo polígono regular puede ser inscrito o circunscrito en una circunferencia. POLÍGONO INSCRITO EN UNA CIRCUNFERENCIA POLÍGONO CIRCUNSCRITO A UNA CIRCUNFERENCIA En todo polígono regular inscrito, la apotema y la sagita o también llamada flecha, forman el radio de la circunferencia que circunscribe al polígono. OP: Apotema; PQ: Sagita o flecha; OQ: Radio de la circunferencia. O P Q 17.4. PROPIEDADES DE LOS POLÍGONOS Sea un polígono de “n” lados. Total de Diagonales: D n.(n 3) 2 Número de diagonales que se pueden trazar desde un solo vértice : cual divide al polígono en n – 2 n–3 La Triángulos. Suma de medidas de los ángulos internos (Si): Si 180.(n 2) Suma de medidas de los ángulos externos (Se): Se 360 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 112 MATEMÁTICA Nota: = e Se = S = 360º Ángulo Interior ( i ): Polígono Equiángulo i 180.(n 2) n 360 n θ Angulo Central (). Polígono regular Angulo Exterior (e). Polígono Equiángulo e 360 n Para un polígono estrellado: Un polígono estrellado se origina al prolongar los lados de un polígono convexo. Ejemplo pentágono estrellado ABCDE. (es el menor polígono estrellado que se puede formar), sus lados son AC, CE, .... B Ángulo interno A C Ángulo externo E D La suma de las medidas de los ángulos internos (puntas): SP 180º.(n 4) La suma de las medidas de los ángulos exteriores es 720º Si la estrella es regular, La medida de uno de los ángulos internos es: p 180º.( n 4) n ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 113 MATEMÁTICA HEXÁGONO REGULAR. Al trazar las diagonales AD, BE y CF, se forman 6 triángulos EQUILÁTEROS. Los lados del Hexágono tienen igual medida del RADIO de la CIRCUNFERENCIA que circunscribe al EXÁGONO. C B 60° L L L 3 Apotema OM = 2 L. 3 60° O 60° A L F M D E 2.L EJERCICIOS I. Completar el siguiente cuadro: Suma de medida de Nombre del polígono ángulos internos S(i) SUMA DE MEDIDA DE ÁNGULOS EXTERNOS Total de diagonales (D) S(e) Triángulo Cuadrilátero Pentágono Hexágono Heptágono Octágono Icoságono ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 114 MATEMÁTICA II. Completar el siguiente cuadro si los polígonos son regulares: MEDIDA DE ÁNGULO EXTERNO (e) Medida de ángulo interno Nombre del polígono (i) MEDIDA DE ÁNGULO CENTRAL Triángulo Cuadrilátero Pentágono Hexágono Heptágono Octágono Icoságono III. Resolver los siguientes problemas: 1. ¿Cuál es el polígono cuyo número de diagonales excede al número de vértices en 18? a) 6 lados b)9 c)27 d)15 e)10 2. Cuál es el Polígono regular convexo que si su ángulo interno disminuye en 10° resultaría otro polígono regular cuyo número de lados sería 2/3 del número de lados del polígono anterior. a) 10 lados b)12 c)14 d)16 e)18 3. Si a un polígono regular se le aumenta un lado, su ángulo interior aumenta en 12°. El número de lados del polígono es: a) 5 lados b)6 c)7 d)8 e)9 4. ¿Cómo se llama el polígono cuyo número de diagonales es igual a su número de sus lados? a) Pentágono b)Heptágono c) Octágono d) Hexágono ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO e) Cuadrilátero 115 MATEMÁTICA 5. Si a un polígono se la aumenta en 4 a su número de lados; entonces la suma de sus ángulos internos se duplica, Hallar el número de vértices. a) 8 b) 7 c) 6 d) 5 e) 10 6. Hallar la medida de “x” en cada caso: (hexágonos regulares) a) b) c) x x 12 cm O 12 cm x O 12 cm Rpta:.......... Rpta:................ d) e) 12 cm Rpta: ............. f) x x x 12 cm O Rpta:.......... g) 12 cm Rpta:................ O Rpta: ............. x Rpta:................ 12 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 116 MATEMÁTICA 7. Hallar la apotema de los siguientes polígonos regulares, si el lado de cada polígono mide 24 3 cm: a) b) Rpta: .............. 17.5. c) Rpta: ................... Rpta: ............ TRIÁNGULO. Polígono de tres lados: b a Región Triangular a c b c Perímetro = a + b + c Semiperímetro = abc 2 17.5.1. CLASIFICACIÓN DE LOS TRIÁNGULOS. I. De acuerdo a la relación entre sus lados, pueden ser: Triángulo Equilátero. Triángulo Isósceles. Triángulo Escaleno. A) Triángulo Equilátero. Sus tres lados son de igual medida. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 117 MATEMÁTICA B 60° BM es “Altura”, “Bisectriz”, “Mediana” y “Mediatriz”, a la vez. 30° 30° h=L 3 2 L L L 60° 60° 60° 60° A C M L L L 2 2 B) Triángulo Isósceles. Dos de sus lados son de igual medida. B BM es la Altura relativa a la base y a la vez es: “Mediana”, “Bisectriz” y “Mediatriz”. A C M Base C) Triángulo Escaleno. Sus tres lados son de diferente medida. B c a A C b II. De acuerdo a la medida de sus ángulos, pueden ser: Triángulo Rectángulo. Triángulo Acutángulo. Triángulo Obtusángulo. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 118 MATEMÁTICA A) Triángulo Rectángulo. Tiene un ángulo interno que mide 90º. RELACIONES MÉTRICAS EN EL TRIANGULO RECTÁNGULO b a h h2 = m.n a2 = m.c b2 = n.c a.b = c.h a2 + b2 = c2 1 1 1 a2 b2 h2 m n c RELACIÓN ENTRE LOS LADOS DEL TRIÁNGULO RECTÁNGULO Y LA CIRCUNFERENCIA INSCRITA a + b = c + 2r b a Area = m.n r m n c B) Triángulo Acutángulo. Todos sus ángulos internos miden menos de 90º. C) Triángulo Obtusángulo. Tiene un ángulo interno mayor de 90 º. > B Altur a 90° A C Base ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 119 MATEMÁTICA 17.5.2. LÍNEAS Y PUNTOS NOTABLES EN EL TRIÁNGULO. 1. ALTURA: Es el segmento de recta que partiendo de un vértice cae perpendicular sobre su lado opuesto. El Punto de Intersección de Las Alturas se llama ORTOCENTRO. (ver los gráficos, el pto. “O” es el Ortocentro). T. ACUTÁNGULO T. OBTUSÁNGULO T. RECTÁNGULO O O O 2. BISECTRIZ. Es un rayo que partiendo de un vértice, divide al ángulo correspondiente a dicho vértice en dos ángulos congruentes. C Bisectriz Interior Bisectriz Exterior A B C El INCENTRO es el punto de intersección de las bisectrices interiores del triángulo. I : INCENTRO I El incentro es el centro de la circunferencia que se encuentra inscrita en el Triángulo. A ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO B 120 MATEMÁTICA El EXCENTRO es el punto de intersección de una bisectriz interior y 2 bisectrices exteriores. El excentro es el centro de la circunferencia tangente exteriormente con el triángulo (Ver Gráfico). E : EXCENTRO C E I B A 3. MEDIANA. Es el segmento de recta que partiendo de un vértice cae sobre el lado opuesto dividiéndolo en dos partes iguales. El BARICENTRO es el pto. de intersección de las medianas. El BARICENTRO divide a la mediana en dos segmentos proporcionales como 2 es a 1. B O: BARICENTRO O: BARICENTRO N P y 2x O 2z A O z x 2y C M 4. MEDIATRIZ. Es la recta perpendicular a uno de los lados que pasa por su punto medio. C: CIRCUNCENTRO N P C M ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 121 MATEMÁTICA El CIRCUNCENTRO es el centro de la circunferencia que circunscribe al triángulo C C C T. ACUTÁNGULO T. OBTUSÁNGULO T. RECTÁNGULO CEVIANA. Segmento que une el vértice del triángulo con cualquier punto del lado C opuesto. Ceviana exterior Ceviana interior A N B M 17.5.3. TEOREMAS ELEMENTALES SOBRE TRIÁNGULOS. 1º. 2º. 3º. La suma de los ángulos interiores de un triángulo es 180°. La medida de un ángulo exterior es igual a la suma de las medidas de los ángulos internos no adyacentes. La suma de los ángulos exteriores del triángulo suman 360°. e= + g f=+ f g=+ e ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO + + = 180° e + f + g = 360° 122 MATEMÁTICA 4º. A ángulo mayor se le pone lado mayor y ángulo menor se le pone lado menor. Si: > > a c Entonces: b a>b>c 5º. Naturaleza de existencia de un triángulo: Para que un triángulo exista debe cumplir como mínimo la siguiente condición. b + c > a > b – c “Cualquier lado del triángulo debe ser mayor que la diferencia de los otros dos lados, pero menor que la suma de dichos lados” b c a 6º. Ángulos formados por dos bisectrices. X= x 90 x 2 X= b).- 2 bisectrices Exteriores: x 2 X= 2 a).- 2 bisectrices interiores: 90 c).- Una bisectriz Interior y una bisectriz Exterior: 7º. C Teorema de los puntos medios. Si: M y N son puntos medios, MN AB M Entonces: MN = N AB 2 B A ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 123 MATEMÁTICA 8º. Mediana Relativa a la HIPOTENUSA. B La mediana BM mide la mitad de la hipotenusa. k k k A 9º. Teorema de la bisectriz Interior a m b n a C M b x x2 a.b m.n m n 10º. Teorema de la bisectriz exterior. c c m a n a x2 m.n a.c x n m 11º. Teorema del Incentro. m ab n c b m a I n c 12º. Teorema del Mediana. b a a 2 b 2 2x2 c2 2 x c 13º. Relaciones de Áreas en un Triángulo. A1 m A2 n A A1 A 2 3 K m n p A3 A1 m.K A 2 n.K A 3 p.K p ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 124 MATEMÁTICA 14º. Triángulos Rectángulos Notables: k 37° 2k 60° 5k 4k 45° k 30° k 3 53° 3k 45° k 25k 74° k 2 k 7k 53° 2 2k 16° 24k 17.5.4. RELACIONES MÉTRICAS EN EL TRIÁNGULO RECTÁNGULO. b a h h2 = m.n a2 = m.c b2 = n.c a.b = c.h a2 + b2 = c2 1 1 1 a2 b2 h2 m n c PROBLEMAS: 1. Los ángulos de un triángulo miden: 6x, 5x+10° y 3x + 30. ¿Qué clase de triángulo es? Rpta: ……………………………………… 2. ¿Cuánto mide el ángulo determinado por las bisectrices interiores de los ángulos agudos de un triángulo rectángulo? Rpta: ……………… 3. ¿Cuánto mide el ángulo determinado por una bisectriz exterior y la prolongación de una bisectriz interior, en un triángulo equilátero? Rpta: ………………… ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 125 MATEMÁTICA 4. En un triángulo rectángulo ABC (recto en B) el ángulo A mide 70°. Si se traza altura BH (H AC). ¿Cuánto mide el ángulo HBC Rpta: ……………… 5. En un Triángulo, la medida del ángulo determinado por dos bisectrices exteriores es el doble de la medida del tercer ángulo. ¿Cuánto mide dicho ángulo? Rpta: ………… 6. La distancia de un punto de la bisectriz de un ángulo a uno de los lados es 3x + 5, y la distancia al otro lado es 2x + 15 ¿Cuál es dicha distancia? Rpta: …………………… 7. En un Triángulo rectángulo, la distancia del Circuncentro al Ortocentro es 12 cm. ¿Cuánto mide la hipotenusa? Rpta: …………………… 8. Dos lados de un triángulo isósceles tienen longitudes 7 y 14 cm, respectivamente. Hallar el perímetro, a) 28 cm b) 35 cm c) 25 cm d) a ó b e) 21 cm 9. Las longitudes de las medianas de un triángulo equilátero, suman 6 cm. Hallar el perímetro a) 18 cm b) 36 c) 4 3 d) 2 3 e) 3 10. Las longitudes de los lados de un triángulo están en progresión aritmética de razón 7 cm. El mínimo valor entero, en cm. del perímetro es: a) 20 cm b) 21 cm c) 41 cm d) 42 cm e) 43 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 126 MATEMÁTICA 11. En al figura, hallar la longitud “x” a) 12 5 7 b) 13 x 10 c) 14 53° 37° d) 15 e) 16 12. En un triángulo equilátero de lado 12 cm inscrito en una circunferencia, hallar el perímetro del triángulo que tiene por vértices los puntos medios de las sagitas de los tres lados. a) 36 cm b) 18 cm c) 27 cm d) 24 cm e) 30 cm 13. En el triángulo ABC equilátero, calcular: MN + NP B a) 6 3 b) 2 3 3 P c) 4 2 3 d) 4 6 3 N A 8 cm M 8 cm C e) 10 3 14. En al Figura MN = NC = BC. Hallar x a) 80° c) 90° B M b) 75° d) 60° e) 85° x 40° A 20° C N 15. Dado el triángulo equilátero de lado L. Hallar el lado del cuadrado inscrito en dicho triángulo. a) L3 b) L2 c) L(3 + 1) d) L5 e) L(23 – 3) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 127 MATEMÁTICA 16. Cada lado de un triángulo isósceles mide el doble de la base. Si el perímetro mide 30 cm ¿Cuánto mide la altura relativa a la base? a) 12 b)213 c)315 d)5 3 e)10 17. La altura trazada a la base de un triángulo isósceles es un sexto de la base. El lado igual mide 1010. La base mide: a) 60 b)50 c)64 d)80 e)75 18. Si los siguientes grupos de valores representan longitudes de segmentos, ¿Con cuántos grupos se pueden construir triángulos? I. 1, 1 y 1 a) 1 II. 2, 3 y 5 b)2 III. 7, 7 y 1 c)3 d)4 IV. 2 , 2 y 6 V. 5, 12 y 13 e)5 19. Si los lados de un triángulo miden 27 cm, 30 cm y 51 cm respectivamente. El triángulo es: a) Acutángulo b)Obtusángulo c)Rectángulo d)Isósceles e)Equilátero. 20. Los catetos de un triángulo rectángulo miden 5m y 12m, ¿Cuánto mide la altura relativa a la hipotenusa? a) 5 b)60/13 c)12 17.6. d)4 e)13 CUADRILÁTERO. Polígono de cuatro lados, donde sus ángulos internos suman 360º. 17.6.1. CLASIFICACIÓN DE LOS CUADRILÁTEROS. 1. Trapezoide. Sus lados no son paralelos 2. Trapecio. Posee únicamente un par de lados opuestos paralelos. 3. Paralelogramo. Los lados opuestos son paralelos. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 128 MATEMÁTICA C 17.6.2. TRAPEZOIDE. B D A B Caso Particular: C A TRAPEZOIDE SIMÉTRICO O BISÓSCELES Sus diagonales son perpendiculares BD es mediatriz de AC. D 17.6.3. TRAPECIO. b B C b B C AD : Base Mayor M BC : Base menor BH : Altura A BC AD N h D H D A B B MN : Mediana Clases de Trapecios: B C + = 180º + = 180º B B C C D A A D A D Trapecio Rectángulo Trapecio Escaleno Trapecio Isósceles PROPIEDADES: b MN a) MN : Mediana M N B b 2 MN : Es paralelo a las Bases. B ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 129 MATEMÁTICA b) Sobre la MEDIANA, se ubica los puntos medios de las DIAGONALES (P y Q). b PQ B - b M Q P N 2 B 17.6.4. PARALELOGRAMO. PROPIEDADES: Lados opuestos son paralelos y de igual medida. E Sus ángulos internos opuestos son de igual medida E : Punto medio de las diagonales Clases de Paralelogramo: E Sus DIAGONALES, se bisecan. B : base h: altura E h h B RECTÁNGULO B ROMBOIDE D : Diagonal Mayor d : Diagonal menor L E 45° d E 45° L CUADRADO ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO D ROMBO 130 MATEMÁTICA PROBLEMAS: 1. En un cuadrilátero los ángulos están en la relación 1, 2, 3 y 4 ¿Cuánto vale el ángulo mayor? a) 150° b)144 c)100 d)90 e)72 2. Las bases de un trapecio miden 4m y 8m respectivamente, los lados no paralelos miden 7m cada uno. Calcular el valor de la diagonal. a) 6m b)7m c)8m d)9m e)10m 3. Las diagonales de un rombo miden 8 cm y 6 cm. Luego el lado del rombo mide: a) 6 b)5 c)8 d)12 e)7 4. El lado de un cuadrado mide lo mismo que la diagonal de otro cuadrado. ¿Cuál es la razón del lado del cuadrado mayor y el lado del cuadrado menor? a) 2 : 1 b) 1 : 4 c) 1 : 2 d) 1 : 2 e) 2 : 1 5. Si en un cuadrado ABCD de 12 m de lado, se une el vértice A con el punto medio de BC, cortando a la diagonal BD en el punto E, entonces la distancia del punto E al lado AD es: a) 6m b)4m c)7m d)8m e)5m 6. Determinar la expresión falsa: a) Las diagonales de un paralelogramo se bisecan. b) El ángulo interior de un polígono regular de 16 lados mide 157°. c) Las diagonales de un rombo son perpendiculares. d) Los ángulos interiores de un rectángulo son rectos. 7. Los lados no paralelos de un trapecio isósceles mide 16 cm y forman con la base ángulos de 60°. Si su mediana mide 18 cm ¿Cuánto mide el segmento que une los puntos medios de las diagonales? a) 10 b) 26 c) 18 d) 8 e) 16 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 131 MATEMÁTICA 8. En un trapecio rectángulo las bases miden 4 y 10 cm respectivamente. Si un lado no paralelo determina un ángulo de 60° con la base. ¿Cuánto mide dicho lado? a) 15 b) 14 c) 13 d) 10 e) 12 9. En un Rombo ABCD, las diagonales miden 12 y 16 cm. Hallar la longitud del segmento trazado desde el vértice B al punto medio del “lado opuesto”. (BD diagonal menor). a) 7cm b) 8 c) 5 d) 6 e) 3a 10. En la figura mostrada, calcular “x”. a) 20° d) 30º b) 40° e) 50º c) 60° 97 x 2 a 11. En un Rombo, las diagonales miden 6 y 8 cm. Hallar la distancia que hay entre dos lados opuestos. a) 5 cm b) 4,8 cm c) 4,5 cm d) 3 cm e) 6 cm 12. El perímetro de un rombo es 80 cm y uno de sus ángulos mide 60°. ¿Cuál es la diferencia entre la diagonal mayor y la diagonal menor. a) 20 3 1 b) 20 3 1 c) 10 3 1 d) 10 3 1 e) 15 3 1 13. En un romboide ABCD la diagonal BD se prolonga hasta el punto E, luego se prolonga CE hasta el punto F, tal que AF // BD. Calcular AF si DE = 4 cm y BD = 6 cm. a) 12 cm b) 13 c) 15 d) 14 e) 16 14. En un rectángulo ABCD, los lados AB y BC miden 8 y 12 cm respectivamente. Se traza la bisectriz del ángulo A, que determina en BC al punto M ¿Cuánto mide la mediana del Trapecio AMCD? a) 6 b) 7 c) 8 d) 10 e) 12 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 132 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS: 1. Hallar “x” (BC // AD) A. 30º B. 18º C. 37º D. 45º E. 60º 2. Hallar “x” A. 120º B. 100º C. 135º D. 160º E. 150º 3. Hallar “x” A. 30º B. 25º C. 15º D. 18º E. 20º 4. Hallar “x” (BC // AD) B C A. 21 B. 20 C. 18 D. 19 A D ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 133 MATEMÁTICA UNIDAD 18 PERÍMETRO ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 134 MATEMÁTICA 18.1 DEFINICIONES PREVIAS. Región Plana: Es una porción de plano cuyo contorno es una línea cerrada, la línea que limita a la región puede ser poligonal o una curva cerrada. Perímetro de una región: Es la medida de la longitud de la línea (o líneas) que conforman el borde o contorno de una región. 18.2. PERÍMETRO DE LAS PRINCIPALES REGIONES PLANAS. a) Cuadrado (b) Rectángulo (c) Triángulo b a a a b b P=4 (d) Polígono regular de “n” lados de longitud “ “ c P = 2a + 2b P=a+b+c (e) Sector Circular (f) Longitud de circunferencia A L R R O O B P = Longitud de Arco + 2R 2R +R L 2R ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 135 P = n. P = 360 o MATEMÁTICA PERÍMETRO DE LOS POLÍGONOS (En general). Usando una regla, se puede determinar, separadamente, la medida de cada lado del polígono siguiente, intentar y completar. A AB = mm BC = mm CD = mm DA = mm B C D Sumando esas medidas, se encuentra la medida del contorno del polígono. Así: AB + BC+ CD + DA= Completar: + + + = La medida del contorno del polígono es denominada PERÍMETRO (P). Se puede decir entonces que: Perímetro de un polígono es la suma de las medida de sus lados. Ejemplo: Hallar el perímetro del polígono siguiente: Completar: P = 1,5 cm + P = + + + + 2 2,5 1,5 1,5 4 El perímetro es de 11,50 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 136 MATEMÁTICA En ciertos polígonos, el cálculo del perímetro puede ser hecho de forma más simple, no se requiere una fórmula especial para cada caso, pues el modo de calcularlo es simple y directo. Ejemplo: 1. Calcular el perímetro del triángulo equilátero cuyo lado mide 5 cm. Como los lados del triángulo equilátero son iguales se tiene: P = 3L en este caso P = 3 x 5 cm P = 15 cm Lado L = 5 cm Se concluye que la fórmula del perímetro del triángulo equilátero es: P=3xL de donde “L” es la medida del lado. 2. Calcular el perímetro del cuadrado cuyo lado mide 3 cm. El cuadrado tiene 4 lados iguales. Luego: P = 4L P = 4 x 3 cm P = cm Lado L = 3 cm. Concluyéndose: El perímetro del cuadrado está dado por la fórmula: P=4xL Observación: Si el polígono es regular, todos los lados son iguales, y el perímetro se obtendrá multiplicando la medida del lado (L) por el número de lados (n). ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 137 MATEMÁTICA Ejemplo: El perímetro de un pentágono regular cuyo lado mide 8 cm será: P = ..................... x 5 = ............................. cm P=nxL 3. Calcular el perímetro del rectángulo siguiente: ALTURA Como el rectángulo tiene sus lados opuestos iguales, tenemos: h = 3 cm P = 5 + 3+ 5 + 3 P = .................... cm b = 5 cm BASE 5 Luego el perímetro del rectángulo será: 3 3 P = 2.( b + h ) P = 2.b + 2.h 5 Resolver los siguientes ejercicios de reforzamiento: 1. Calcular el perímetro de los triángulos equiláteros siguientes: a) L = 3 cm P =.................... b) L = 4,5 cm P =.................... 2. Calcular el perímetro de los cuadrados siguientes: a) L = 2 cm P =.................... ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 138 MATEMÁTICA b) L = 1,5 cm P =.................... 3. Calcular el perímetro de los rectángulos siguientes: b = 5 cm a) h = 2 cm P =.................... b = 6,5 cm b) h= 1,5 cm P =.................... 4. Calcular el perímetro del rombo. a) L = 3,50 cm P = .................... 5. Calcular el perímetro de las figuras, en mm. 20 a) 5 35 P=…………….... 45 b) 12 P=…….........….. 10 30 5 37 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 139 MATEMÁTICA c) P =..................... 14 20 15 45 d) P =..................... 15 42 6. Completar el siguiente cuadro: Triángulo Equilátero L Cuadrado P 5 cm L Rombo P L 0,4 cm 120 mm 1,8 cm 144mm Rectángulo b h 4 mm 25 mm 10 mm 1,5 cm 12 cm 10 cm 0,25 m P 82 mm 16 mm P 40 mm 7. Calcular el perímetro de las figuras: a) b) 9/16” 1/2” 7/8” 5/8” P =............ c) 1 1/2” 5/8” 1” P =............ P =............ Antes de proseguir, corregir todos los ejercicios: 1) a) 9 cm b) 13,5 cm 2) a) 8 cm b) 6 cm 3) a) 14 cm b) 16 cm 4) a) 14 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 140 MATEMÁTICA 5) a) 105 mm b) 94 mm c) 94 mm d) 114 mm 6) Triángulo Equilátero L Cuadrado P L 15 cm 40 mm P Rombo L 1,6 cm 36 mm 5,4 cm 7) a) 3 ¾ “ b) 2 15/16” 1m Rectángulo P b h 16 mm 70 mm 6 cm 44 cm 20,5 mm 4 mm c) 4 ¼” Así como se determinó el perímetro de los polígonos, puede determinar el PERÍMETRO DE LA CIRCUNFERENCIA, o sea, su LONGITUD. Envolver un cilindro con un pedazo de hilo, como lo muestra la figura. 17,5 cm Estirar enseguida el hilo y medir la longitud obtenida. Se habrá determinado experimentalmente, la longitud de la circunferencia, o sea, su perímetro. Dibujo pag. 314 55,6 cm Si ahora se divide la longitud obtenida (55,6 cm) por el diámetro de esa circunferencia (17,7 cm), se obtendrá un cociente aproximadamente igual al número 3,14. Dibujo pag 314 D = 17.7 cm D = 17.7 cm P D = 17.7 cm C = 55.6 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 141 MATEMÁTICA Sean dos (o más) circunferencia de diámetros diferentes, por ejemplo: C = 32,044 cm c 32,044 ............ d 10,2 d = 10,2 cm C = 19,479 cm c 19,479 ............ d 6,2 d = 6,2 cm Procurar calcular los cocientes y llenar los vacíos. Siempre que se divida la longitud de una circunferencia por su diámetro obtendrá, aproximadamente, como cociente, el número 3,14; como se encontró anteriormente. Por lo tanto, siempre será: c 3,14 (Con aproximación al centésimo) d Ese número 3,14 es representado por la letra griega (pi) 3,14 = Cualquiera que sea la circunferencia, se debe recordar siempre que Longitud de circunferencia π Diámetro Luego, se quiere determinar la longitud de una circunferencia, basta multiplicar el diámetro por (3,14), por lo tanto: Longitud de circunferencia = Diámetro x Que se representa: C = .D ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 142 MATEMÁTICA Como el diámetro es igual a 2 veces el radio (D = 2r), se puede escribir también. C = 2 .R Observación: 1° = 3,14 = 22/7 2° Perímetro de la circunferencia = Longitud de la circunferencia Ejemplos: 1. ¿Cuál es la longitud de una circunferencia cuyo diámetro mide 6 cm? D = 6 cm, Como: C = . D Se tiene que: C = 3,14 x 6 cm C =.................. cm 2. Determinar la longitud de la circunferencia que tiene 5 mm de radio. R = 5 mm C =2..r C = 2 x 3,14 x 5 mm C =........................ mm Ejercicios de reforzamiento para que usted resuelva: 1. Calcular la longitud de la circunferencia cuyo diámetro mide 7 cm. C =.............................. 2. ¿Cuál es la longitud de una circunferencia que tiene 2,7 cm de radio? C =.............................. 3. Calcular el perímetro del círculo cuyo radio mide 9 cm. P =.............................. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 143 MATEMÁTICA 4. Un círculo que mide 3,7 cm de radio. ¿Cuál es el perímetro? P =.............................. 5. Un disco con un diámetro que mide 10 cm da una vuelta completa sobre un carril, ¿Cuál fue la distancia recorrida? 10 cm Distancia =.............................. cm 6. ¿Cuál es la longitud de una circunferencia de una rueda cuyo radio mide 25 cm? C =.............................. 7. Las ruedas de una bicicleta miden 70 cm de diámetro. ¿Cuál es la longitud de su circunferencia? ¿Cuál será la distancia recorrida por un ciclista, si cada una de las ruedas de la bicicleta han dado 1000 vueltas? C =.............................. cm Distancia recorrida =............................... m. 8. Un carril de longitud 9,42 m. ¿Cuántas vueltas tiene que dar una rueda de 50 cm de diámetro para recorrerlo? R =.................... vueltas 9. Las ruedas de una bicicleta tienen como diámetro 0,5 m y la otra 40 cm, respectivamente. Si al desplazar la bicicleta, se observa que la suma de vueltas que dan las dos ruedas es 18 000, ¿Qué distancia en metros ha recorrido la bicicleta? distancia =.................... m. 10. El auto de Guillermo se desplaza con una velocidad de 20 m / s, durante 2 minutos 37 segundos, y cada rueda tiene un radio que mide 40 cm, ¿Cuántas vueltas habrá dado cada rueda? R =.................... vueltas ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 144 MATEMÁTICA Corregir las respuestas: 1. 21,98 cm 2. 16,956 cm 3. 56,52 cm 4. 23,236 cm 5. 31,14 cm 6. 157 cm 7. c = 219,8 cm Distancia = 2 198 m 8. 6 vueltas 9. 12560 m 10. 1250 vueltas ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 145 MATEMÁTICA PROBLEMAS RESUELTOS 1. Hallar la longitud aproximada de la SOLUCIÓN : 30” correa de transmisión requerida para el trabajo mostrado en la figura L 30” =12” Los 2 arcos “L”, forman una circunferencia de 12” de diámetro. Perímetro = 30” + 30” + Long. Circunferencia Perímetro = 30” + 30” + 12”.(3,14) Perímetro = 97,68 “ 2. Calcular el perímetro del trapecio SOLUCIÓN : rectángulo. (Las medidas están en B metros) 24 7 7 C 25 25 A 25 7 E 7 D Hallamos AB en el triángulo rectángulo ABC: (Teorema de Pitágoras) AB2 = 252 - 72 AB = 24 Como BC es paralelo AD, entonces la m A del triángulo ACD mide “”. El triángulo ACD es Isósceles, por lo tanto CD = 25. Trazamos CE (Altura del Triángulo Isósceles ACD) por lo tanto AE = ED = 7. Perímetro = 24m + 25m + 7m + 14m = 70m 3. Determinar el perímetro de la figura SOLUCIÓN : La suma de todos los segmentos horizontales mide el doble de 13 cm. La suma de todos los segmentos verticales mide el doble de 15 cm. 15 cm Perímetro = 2.(13cm) + 2.(15cm) = 56 cm. 13 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 146 MATEMÁTICA 4. Calcular el perímetro de la región SOLUCIÓN : B achurada 6m 6m P 3 3 r A R 6-r Q C r Unimos los centros P y Q. En el Triángulo rectángulo PAQ (Teorema de Pitágoras) : (3 + r)2 = 32 + (6 – r)2 9 + 36 – 12r + r2 = r2 + 6r + 9 r = 2 L1 3 Entonces : AR = 2 L2 2 A L3 2 R Perímetro = 2 + L1 + L2 + L3 . Perímetro = 2 Perímetro = 2(6) 2(3) 2(2) 4 2 2 ( 2 8 ) metros = 27,12 m. 5. Se tiene un polígono de ángulo SOLUCIÓN : central 20° y su lado de 5 cm. Hallar 360º central = el perímetro del polígono. n 360º n = = 18 lados 20º Perímetro = 18.(5 cm) = 90 cm 6. La mediana de un trapecio es 12 m. SOLUCIÓN : Hallar su perímetro si los lados no Bb Mediana = = 12 m B + b = 24 m paralelos suman 10 m. 2 b D C Perímetro = B + b + C + D Perímetro = 24m + 10 m = 34 m B ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 147 MATEMÁTICA 7. La figura es un triángulo equilátero SOLUCIÓN : de 8 cm de lado, calcular el El perímetro es la suma de las tres longitudes perímetro de la parte sombreada. de arco, de ángulo central 60º y de radio igual a 4 cm. Que llegan a formar el arco de una semicircunferencia: L 60º L L L L 60º L 60º 60º 60º 4 cm 60º 4 cm Perímetro = 2.(4cm) = 8 cm. 8. Hallar el perímetro de la región SOLUCIÓN : sombreada (las medidas están en 12 milímetros) 4 L2 18 L1 20 8 Las longitudes de arcos de un mismo ángulo central son proporcionales a sus respectivos radios: L1 18 L 2 4 12 20 18 4 8 Entonces : 16 L1 = 6 y L2 = 30 Perímetro = 4 + 4 + L1 + 18 + 8 + 8 + L2 Perímetro = 4 + 4 + 6 + 18 + 8 + 8 + 30 Perímetro = 78 mm. 9. Hallar el perímetro de la región SOLUCIÓN : sombreada 12 3 12 m. 6 6 6 L L L 6 L 12 m. 12 Perímetro = 12 + 12 + 6 + 6 + 6 + 6 + 4L 2(3) 2 Perímetro = 48 + 4 Perímetro = 48 + 12 Perímetro = 12.( 4 + ) m. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO = 85,68 m 148 MATEMÁTICA 10. Calcular el perímetro del área SOLUCIÓN : sombreada. OB = 5 m. EC = 2m. E 2 E C 3 B C O O A 4 B 5 3 A 1 D 4 D Radio del Sector Circular : OB E = OE = 5 Como EC = 2 ; Entonces CO = 3 = AB. C En el Triángulo rectángulo = (Teorema de Pitágoras): hallamos CB CB2 = 52 - 32 2 CB = 4 = OA Como OA = 4 , Entonces AD = 1 m Perímetro = EC + CB + AB + AD + EBD Perímetro = 2 + 4 + 3 + 1 + Perímetro = 10 + 2π5 4 5π 2 Perímetro = 17,85 m ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 149 MATEMÁTICA PERIMETROS NIVEL I 1. El diámetro de un árbol es de 315 mm. ¿Cuál es su perímetro? 2. Una polea de transmisión tiene un diámetro de 450 mm. ¿Cuántas revoluciones ejecuta en un trecho de 1 km? 3. ¿Qué longitud de correa se necesita para dos poleas de transmisión de 350 mm de diámetro dada una distancia entre centros de 1,5 m? 4. ¿Cuál es el diámetro de una ventana redonda con igual perímetro de una ventana cuadrada con 620 mm de lado? . 5. ¿Qué trayecto (en m/min) recorre una broca espiral de 20 mm de diámetro de un minuto cuando la taladradora ejecuta 520 revoluciones? 6. ¿Cuántos metros de alambre de 1,2 mm de diámetro se pueden enrollar en una bobina de 120 mm de longitud y 55 mm de diámetro? (Sin tener en cuenta el grosor del alambre) 7. Para el trazado de una curva se necesita un arco con 210 mm de diámetro y 120° de ángulo central. Calcular la longitud del arco. 8. Una plantilla de chapa tiene una longitud de arco de 312 mm y un ángulo central de 106°. Calcular el diámetro. 9. Se quiere fabricar una cubierta protectora con una longitud de arco de 818 mm y un radio de 310 mm. Calcular el ángulo central. 10. Siendo la longitud del arco de un disco de mando circular de 420 mm y teniendo lugar la inversión de marcha después de 80°, calcular el diámetro. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 150 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL II 1. Calcular el perímetro del paralelogramo. 12 7 A) 46 B) 38 C) 48 D) 30 E) 36 2. Calcular el perímetro de la figura 4m 4m A) 20,56 cm B) 205,6 cm C) 2056 cm D) 28,56 cm E) 0,2856 cm 3. El perímetro de un hexágono regular inscrito en una circunferencia es de 24 cm. Calcular el perímetro de otro hexágono regular determinado al unir los puntos medios de los lados. A) 12 3 B) 16 2 C) 8 3 D) 24 3 E) 12 2 4. El perímetro de la parte sombreada mide 62,8 cm, ABCD es un cuadrado y los puntos N, M, P y Q son puntos medios. Hallar el lado del cuadrado A) B) C) D) E) 20 cm 10 cm 28 cm 25 cm 15 cm B M N A C P Q D ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 151 MATEMÁTICA 5. Hallar el perímetro de la región sombreada R = 20 cm y r = 10 cm. A) B) C) D) E) 30 cm (30 - 80) cm (30 + 80) cm (30 + 20) cm 100 cm R r 6. Hallar el perímetro de la región sombreada, M y N puntos medios y ABC es un triángulo equilátero de lado 4 m. A) 4 3 B B) 8 2 C) 8 3 M D) 3 E) 8 A C N 7. Si en la figura, ABC es un triángulo equilátero, y en cada lado tomamos el punto medio para formar otro triángulo. ¿Qué parte del perímetro de ABC es el perímetro del triángulo achurado? A) B) C) D) E) B 1/2 1/3 1/4 1/16 1/32 A C 8. Hallar el perímetro de la figura, lado del cuadrado es 8 cm A) B) C) D) E) 42,84 cm 40,56 cm 48,24 cm 40 cm 48 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 152 MATEMÁTICA 9. Hallar el perímetro de la parte achurada. A) B) C) D) E) 6 cm 24,5 cm 17,5 cm 20,5 cm 35,5 cm 6 cm 36 cm 10. Hallar el perímetro. 8 2 5 16 6 5 A) 72 B) 42 C) 50 D)60 E)82 11. Hallar el perímetro de la región sombreada A) 2 B) C) D) E) 8 3 6 2 6 4 5 60° 4 12. Hallar el perímetro de la figura sombreada, lado del hexágono es 6 cm A) B) C) D) E) 4(3 + 2) cm (4 + 3) cm 3(4 + 2) cm (12 + ) cm (3 + 2) cm 13. Hallar el perímetro A) B) C) D) E) 40( + 1) 40 ( + 40) 40( - 1) 120 60 m ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 153 MATEMÁTICA 14. Se tiene una circunferencia inscrita en un triángulo equilátero cuyo lado mide 4 3 metros, Hallar el perímetro del hexágono inscrito en dicha circunferencia? A) 15 m B) 24 m C) 50 m D)6 m E) 12 m 15. Hallar el perímetro del triángulo que resulta de unir los puntos medios de los lados no consecutivos de un hexágono regular cuya sagita mide 12 6 3 metros A) 65 m B) 54 m C) 50 m D)60 m E) 42 m 16. Hallar el perímetro de la figura sombreada, el lado del cuadrado es 20 cm. A) 20 B) 25 C) 30 D) 10 E) 35 17. Hallar el perímetro del rectángulo. 4 m 6 m 18 m A) 68 B) 84 C) 36 D) 70 E) 72 18. Hallar el perímetro de la región sombreada, las circunferencias tiene un radio de 10 m. A) 20 8 3 m B) 180 m D) 160 3 m E) 8 20 3 m C) 160 m ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 154 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS NIVEL III 1. Hallar el perímetro de un rombo, si es 6 veces el perímetro de un triángulo equilátero inscrito en una circunferencia de 8 cm de diámetro. a) 24 3 cm b) 48 3 cm c) 72 3 cm d) 60 cm e) 210 cm 2. El perímetro de un trapecio equivale al de un rombo cuyas diagonales miden 60 y 80 cm. Si la altura del trapecio es igual a la mitad de la diagonal menor y los lados no paralelos miden 50 cm cada uno. ¿cuánto mide la base mayor? a) 50 cm b) 10 cm c) 90 cm d) 70 cm 3. Un rectángulo tiene el doble de perímetro que un cuadrado de 36 cm 2 de área. La base del rectángulo mide el triple de su altura. ¿cuánto mide la base del rectángulo? a) 6 cm b) 18 cm c) 48 cm d) 9 cm 4. Dos ruedas de 36 y 48 cm de radio están en contacto. Si la primera da 400 vueltas por minuto, ¿cuántas vueltas dará la segunda en media hora ? a) 9 000 b) 300 c) 500 d) 3 000 e) 800 5. En la figura, abcd es un cuadrado. Hallar el perímetro de la región sombreada. A) 22,28 dm B) 20,56 dm C) 16+2 dm D) 8+2 dm E) 4+8 dm A B 4 dm D C 6. El lado del hexágono regular mide 4 cm. Hallar el perímetro de la región sombreada. A) 8 3 cm B) (8 3 +1) cm C) ( 3 +8) cm D) 8( 3 +1) cm E) 21,2 cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 155 MATEMÁTICA 7. El perímetro del trapecio circular mide 6,2 m. Hallar la medida del ángulo . 2 30º 60º 22º 21º 15º m m a) b) c) d) e) 22 ) 7 2 (= 8. Hallar el perímetro de la figura sombreada. 6 cm 8 cm A) (10+14 ) cm B) (14+20 ) cm C) (10 +8) cm D) (14+5 ) cm E) (14 +5) cm ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 156 MATEMÁTICA UNIDAD 19 MEDIDAS DE SUPERFICIE Y VOLUMEN ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 157 MATEMÁTICA 19.1. MEDIDAS DE SUPERFICIE Y VOLUMEN. MEDIDAS DE SUPERFICIE. Para medir una superficie, lo que hacemos es ver cuantas veces entra en ella una unidad de medida. La unidad principal de superficie se llama metro cuadrado, y corresponde a un cuadrado de un metro de lado. Para medir superficies mayores y menores que el metro cuadrado, se utilizan sus múltiplos y submúltiplos, que aumentan o disminuyen de 100 en 100 La medida de una superficie es llamada ÁREA DE SUPERFICE. La unidad fundamental de medida de superficie, o sea, el área, es el metro cuadrado (m2). 1m m2 1m m2 = Área de un cuadrado de 1m de lado Por ejemplo, medida de la superficie ABCD es: 1 m2 2m Superficie de ABCD = 10 m2 5m 2 En el símbolo m , el exponente 2 indica las dos dimensiones de una superficie MEDIDAS DE VOLUMEN. El volumen de un cuerpo es el espacio que éste ocupa. Para medirlo, se debe ver cuantas veces entra en él una unidad de volumen utilizada como unidad de medida. Esta unidad se llama metro cúbico, y corresponde a un cubo de un metro de lado. Para medir volúmenes mayores y menores que el metro cúbico, se utilizan sus múltiplos y submúltiplos, que aumentan o disminuyen de 1.000 en 1.000 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 158 MATEMÁTICA 1m 1 m3 1m 1m m3 = Volumen de un cubo de 1m de arista 19.2. REPRESENTACIÓN Y LECTURA. MEDIDAS DE SUPERFICIE. Como las unidades de superficie varían de 100 en 100, la cantidad 43,2 dm 2 es conveniente escribirla 43,20 dm2 y se lee: cuarenta y tres decímetros cuadrados y veinte centímetros cuadrados. 3,48 m2 se lee: Tres…………………………………………………………………. 2,30 m2 se lee: ………………………………………………………………………. MEDIDAS DE VOLUMEN. Como las unidades de volumen varían de 1000 en 1000, la cantidad 43,2 dm3 es conveniente escribirla 43,200 dm3 y se lee: cuarenta y tres decímetros cúbicos y doscientos centímetros cúbicos. 3,48 m3 se lee: Tres…………………………………………………………………. 2,30 m3 se lee: ………………………………………………………………………. 19.3. CONVERSIÓN DE MEDIDAS DE SUPERFICIE Y VOLUMEN. MEDIDAS DE SUPERFICIE. MÚLTIPLOS KILÓMETRO CUADRADO km2 1 000 000 m 2 UNIDAD SUBMÚLTIPLOS HECTÓMETRO CUADRADO DECÁMETRO CUADRADO CUADRADO DECÍMETRO CUADRADO CENTÍMETRO CUADRADO MILÍMETRO CUADRADO hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2 2 1m 10 000 m 2 100 m METRO 2 0,01 m 2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 0,0001 m 2 0,000001 m 2 159 MATEMÁTICA Para realizar la conversión de unidad de medida de superficie en el sistema métrico se debe de tener en cuenta lo siguiente: 1. Para pasar de una unidad a otra inmediata inferior, se debe multiplicar por 100. 2. Para pasar por una unidad a otra inmediata superior, se debe dividir por 100. En la práctica, basta con correr la coma hacia la izquierda o hacia la derecha. Construir, para facilitar, una escalera con las unidades de medida de superficie. km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2 Cada grada que se descienda, la hm2 coma se desplaza hacia la derecha dos cifras por cada grada Ejemplo: 2,5326 hm2 = 25 326 m2 0,38 m2 =…………… dm2 0,001532 dam2………………cm2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 160 MATEMÁTICA Cada grupo que se sube, la coma se desplaza hacia la izquierda dos cifras por cada grada. Ejemplo: 108,42 dm2 = 1,0842 m2 5083 m2 =……………. km2 Concluyendo: Unidad Unidad inmediatamente inmediatamente superior inferior 0,345697 dam2 = 34,5697 m2 = 3456,97 dm2 Derecha La coma se desplaza dos lugares izquierda para Siempre que sea necesario agregar ceros. Hacer estas transformaciones: 1. 5,86 dam2 a dm2 3. 12,05 m2 a cm2 2. 183,2 cm2 a dam2 4. 78350 dm2 a dam2 Las respuestas deben ser: 1. 58600 dm2 2. 0,00018320 dam2 3. 120500 cm2 4. 7,835 dam2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 161 MATEMÁTICA EJERCICIOS: 1. Llenar los espacios con las palabras adecuadas: a) Toda superficie tiene dos dimensiones: ……………………. y ………………. b) Medir una superficie es compararla con otra tomada como ……………….. El resultado obtenido de esta comparación se llama …………………………. c) Área es la ……………………………………………….…… de una superficie. d) Un metro cuadrado tiene ………………………………decímetros cuadrados. e) Un decímetro cuadrado tiene…………………………centímetros cuadrados. f) 1 m2 = ……………… dm2 …………………. cm2……………… mm2………… 2. Transformar en metros cuadrados. Observar antes los ejemplos: a) 14542,75 cm2 = 1,454275 m2 b) 0,72 dm2 = 0,0072 m2 c) 2 mm2 = 0,000002 m2 d) 81 dm2 = ……………………………... m2 e) 0,04512 dam2 = ……………………… m2 f) 1415,30 cm2 = ………………………. m2 g) 545,1257 hm2 = …………………….. m2 3. El hecho de existir en cada unidad de área 10 divisiones de 10 unidades cuadradas, permite escribir: a) 1 cm2 tiene 10 veces 10 mm2 = 100 mm2 1 cm2 = 100 mm2 b) 1 dm2 tiene ……. veces …………cm2 = ………….. cm2 1 dm2 = …cm2 c) 1 m2 tiene …….. veces …………….. dm2 = ………….. dm2 ………… d) 1 dam2 tiene …….. veces …………… m2 = …………… m2 ……………… e) 1 hm2 tiene …….. veces ……….… dam2 = …………. dam2 ……………… f) 1 km2 tiene …….. veces …………… hm2 = …………. hm2 ……………… Ahora, corregir: 1. a) Largo y ancho b) Unidad, área c) Medida d) 100 e) 100 f) 100 dm2 = 10 000 cm2 = 1 000 000 mm2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 162 MATEMÁTICA 2. d) 0,81 e) 4,5120f) 0,141530 g) 5451257 h) 0,001260 3. b) 10 x 10 = 100 100 c) 10 x 10 = 100 1 m2 = 100 dm2 d) 10 x 10 = 100 1 dm2 = 100 m2 e) 10 x 10 = 100 1 hm2 = 100 dam2 f) 10 x 10 = 100 1 km2 = 100 hm2 Continuar: 4. Completar: a) 2,12 m2 + 31,45 dm2 + 12 cm2 = …………………………………………mm2 b) (5,12 m2 + 588,50 dm2) – 30 050 cm2 =………………………………… mm2 5. Completar: a) 4,50 m2 + 45 dm2 + 445 mm2 = ……………………………………………cm2 b) 0,85 m2 + 15 dm2 – 5 000 mm2 = ……………………………………….. cm2 6. Completar: a) 4 m2 + 1 245 cm2 + 500 000 mm2 = ………………………………………dm2 b) 100 000 mm2 + (0,9 m2 – 5 000 cm2) = ………………………………… dm2 7. Completar: a) 6,45 dm2 – (6,45 mm2 + 6,45 cm2) = ……………………………………..m2 b) (6,45 dm2 + 6,45 mm2 – 6,45 cm2) = …………………………………… m2 Corregir: 4. a) 2 435 700 mm2 b) 8 000 000 mm2 5. a) 49 504,45 cm2 b) 9 950 cm2 6. a) 462, 45 dm2 7. a) 0,06384855 m2 b) 0,06386145 m2 b) 50 dm2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 163 MATEMÁTICA MEDIDAS DE VOLUMEN. SUBMÚLTIPLOS DEL METRO CÚBICO decímetro cúbico dm3 1 dm3 = 0,001 m3 centímetro cúbico cm3 1 cm3 = 0,001 dm3 milímetro cúbico mm3 1 mm3 = 0,001 cm3 EQUIVALENCIAS ENTRE DISTINTAS UNIDADES DE MEDIDA PARA EL AGUA Las unidades de volumen, capacidad y peso del agua están relacionadas: Un litro de agua a 4º C de temperatura peso 1 kg y ocupa un volumen de 1 dm3. 1m3 = 1 000 dm3 = 1 000 000 cm3 = 1 000 000 000 mm3 MÚLTIPLOS DEL METRO CÚBICO decámetro cúbico dam3 1 dam3 = 1 000 m3 hectómetro cúbico hm3 1 hm3 = 1 000 dam3 kilómetro cúbico km3 1 km3 = 1000 hm3 Capacidad Volumen 1 litro equivale 1dm3 Peso 1 kg 1m3 = 0,001 dam3 = 0,000 001 hm3 = 0,000 000 001 km3 equivale Volumen 1dm3 Para realizar la conversión de unidad de medida de volumen en el sistema métrico se debe de tener en cuenta lo siguiente: 1. Para pasar de una unidad a otra inmediata inferior, se debe multiplicar por 1000. 2. Para pasar por una unidad a otra inmediata superior, se debe dividir por 1000. En la práctica, basta con correr la coma hacia la izquierda o hacia la derecha. Construir, para facilitar, una escalera con las unidades de medidas de volumen. km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 164 MATEMÁTICA Cada grada que usted descienda, la coma se desplaza hacia la derecha hm3 cifras por cada grada. Ejemplo: 2,5326 hm3 = 2 532 600 m3 0,38 m3 = …………… dm3 0,001532 dam3 ………………cm3 Cada grupo que usted sube, la coma se desplaza hacia la izquierda, tres cifras por cada grada. Ejemplo: 108,42 dm3 = 0,108 42 m3 5083 m3 = ……………. Km3 Concluyendo: Unidad Unidad inmediatamente inmediatamente superior inferior 0,0345697 dam3 = 34,5697 m3 = 34569,7 dm3 Derecha La coma se desplaza tres lugares izquierda para Siempre que sea necesario agregar ceros. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 165 MATEMÁTICA Realizar las siguientes transformaciones: 1. 5,86 dam3 a dm3 3. 12,05 m3 a cm3 2. 183,2 cm3 a dam3 4. 78350 dm3 a dam3 Las respuestas deben ser: 1. 5860000 dm3 2. 0,00000018320 dam3 3. 12050000 cm3 4. 0,07835 dam3 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 166 MATEMÁTICA EJERCICIOS: 1. Transformar en metros cúbicos. Observar antes los ejemplos: a) 14542,75 cm3 = 0,01454275 m3 b) 0,72 dm3 = 0,00072 m3 c) 2 mm3 = 0,000000002 m3 d) 81 dm3 = ……………………………... m3 e) 0,04512 dam3 = ……………………… m3 f) 1415,30 cm3 = ………………………. m3 g) 545,1257 hm3 = …………………….. m3 Continuar: 1. Completar: c) 2,12 m3 + 31,45 dm3 + 12 cm3 = …………………………………………mm3 d) (5,12 m3 + 588,50 dm3) – 30 050 cm3 =………………………………… mm3 2. Completar: c) 4,50 m3 + 45 dm3 + 445 mm3 = ……………………………………………cm3 d) 0,85 m3 + 15 dm3 – 5 000 mm3 = ……………………………………….. cm3 19.4. AREAS DE PRINCIPALES REGIONES PLANAS. ÁREA DEL RECTÁNGULO En la figura del lado, se tiene un rectángulo de 6 cm. de largo y 3 cm. de ancho, cuya área es de 6 x 3 = 18 cm2. Representado por A el área del rectángulo, por “b” la base y por “h” la altura, se tendrá la fórmula. A=b.h P = 2 (b + h) P: perímetro Completar: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 167 MATEMÁTICA El área del rectángulo es igual al producto de la medida de ………………………… por la medida de la altura. Calcular el área del rectángulo que tiene 5 cm. de base y 4 cm de altura. Respuesta: …………………….. ÁREA DEL CUADRADO El cuadrado es un rectángulo en donde la medida de la base es igual a la medida de la altura (b = h). Por lo tanto, el área puede ser encontrada a través de la fórmula: A=b.h Por lo tanto: b=1 A=b.h P=4L d=L 2 d = diagonal h=1 A=1.1 P = perímetro A = 12 Completar: - El área del cuadrado es igual al cuadrado de la medida del……………………… …………………………………………………………………………………………… - ¿Cuál es el área del cuadrado de 8 cm. de lado? ………………………………… …………………………………………………………………………………………… ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 168 MATEMÁTICA ÁREA DEL PARALELOGRAMO Si se dibuja en un papel las figuras que a continuación se presentan y recorta el triángulo QTR; luego lo coloca haciendo coincidir RQ con SP , le resulta un …………………... trapecio / rombo / rectángulo ( SIGNIFICA EXACTAMENTE IGUAL) QT es la altura h. Área del Paralelogramo Área del cuadrilátero TT’ (RS) es la base B del rectángulo, Luego: Área del paralelogramo A = b.h Ejemplo: Medida de la base = 5 (b) Medida de la altura = 3 (h) A=b.h A = 5 . 3 A = 15 cm2 Es el área del paralelogramo de base b y altura h. Completar: Para calcular el área del paralelogramo, se utiliza la misma fórmula que se utiliza para calcular el área del ……..………………………………………………………….. rectángulo / cuadrado Un paralelogramo que tiene 8 cm. De base y 3 cm. De altura, tendrá ………….cm2 de área. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 169 MATEMÁTICA ÁREA DE UN TRIÁNGULO Observar en la figura, que el área del triángulo QRS es la mitad del área del paralelogramo QRTS, o sea, tiene la misma base b y la misma altura h. Siendo A = b . h El área del paralelogramo, basta dividir por 2, para obtener el área del triángulo, como muestra la fórmula. A b.h 2 Sustituyendo por las medidas de b y h del triángulo sombreado, se obtendrá: A b.h 3 x 2,8 A 2 2 A = ………………. Respuesta: …………… Otro ejemplo: Calcular el área de un triángulo cuyas medidas están en el dibujo Datos: b = 8 cm h = 4 cm Fórmula: A A b.h 2 .........x .......... .. 2 Completar: A = ______________ = ………………… Respuesta: ………………… ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 170 MATEMÁTICA ÁREA DEL ROMBO La figura del lado representa un rectángulo (EFGH); contiene 8 triángulos rectángulos iguales de los cuales 4 constituyen el rombo. Por lo tanto, como el área del rectángulo es: A=b.h A = D . d: es entonces el área del rectángulo EFGH Se ve entonces que el área del rombo es la mitad del área del rectángulo de dimensiones D y d; o sea, que el área del rombo es igual a la mitad del producto de las medidas de las diagonales. Por tanto, el área del rombo esta dada por la fórmula. A D.d 2 Equivale a decir: el área del rombo es igual al semi-producto de las medidas de sus ………………………… En la fórmula, completa sustituyendo D y d por los valores de la figura: A x = ………………. cm2 2 Calcular el área de un rombo cuyas diagonales están representadas en la figura: Datos: D = 80 mm d = 50 mm Fórmula: A D.d = ………………… 2 Respuesta: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 171 MATEMÁTICA ÁREA DE TRAPECIO Sea el trapecio de bases B y b y altura h. Recortar otro trapecio igual al dibujado. Ajustar sus lados de modo que se obtenga la figura del lado. Se obtiene la figura de un …………… ……………………………………………….. trapecio / paralelogramo El área del paralelogramo (figura total) está dada por: A = óA base . h = (B + b) . h Pero, observar que el área sombreada (del trapecio) es apenas la mitad del área del paralelogramo. De ahí que el área del trapecio será: A (B b) . h 2 Lo que equivale a decir. El área de un trapecio es igual a al mitad del producto de la suma de las bases por la altura. Ejemplo: Calcular el área del trapecio cuyas bases son: 18 m y 12 m, respectivamente, y la altura 9 m. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 172 MATEMÁTICA Datos: B = 18 m. b = 12 m. h = 9 m. A (B b) . h 2 A (18 12) ........ .......x......... 2 .............. A = ………………… m2 ÁREA DEL POLÍGONO REGULAR Con número de lados mayor de 4. Tomemos, por ejemplo, el hexágono regular ABCDEF representado. Este hexágono regular puede ser dividido en 6 triángulos equiláteros. El paralelogramo AGIJ contiene 12 triángulos equiláteros iguales, de los cuales 6 constituyen el hexágono regular dado. Como el área del paralelogramo es A = b . h y b = 6L h = apotema (ap) Apotema: segmento perpendicular trazado del el centro del polígono hacia un lado. Entonces el área del paralelogramo AGIJ será: A = 6L . ap Pero esta área del paralelogramo es el doble de área del hexágono regular (observar nuevamente la figura). Por lo tanto. El área del hexágono regular está dada por la fórmula: ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 173 MATEMÁTICA A 6 . L . ap 2 Sustituyendo 6L por P (perímetro) y apotema por ap, se tendrá: A P . ap P = perímetro 2 Con esta fórmula usted se puede calcular el ÁREA DE CUALQUIER POLÍGONO REGULAR, desde que sean dadas las mediadas del lado y de al apotema. Ejemplo: a) Calcular el área del hexágono. L = 20 mm. ap = 17,32 mm. A P . ap 6 . 20 .17,32 A = 2 2 A = ………………… b) Calcular el área del octógono. Datos: L(8) = ……………………. mm. ap(8) = …………………….mm. A=? A P . ........... 8 x ....... x .......... A 2 2 = …………… mm2 ÁREA DEL CÍRCULO Tomar, por ejemplo, el círculo representado en el dibujo. Este círculo se dividió en 16 partes iguales. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 174 MATEMÁTICA 2.r El paralelogramo ABCD contiene 32 partes iguales, de las cuales 16 constituyen el círculo. El área del paralelogramo se obtiene A = b.h = 2r.r (Recordar que 2 r = Perímetro de la circunferencia). Como el área es el doble de la del círculo, entonces el área del círculo será: A 2 r .r ó = .r2 2 Ejemplo: Calcular el área: Datos: D = 10 cm r = 5 cmSe pide el Área = 3,14 A = . r2 3,14 x 52 = 3,14 x …………….. = …………….…… cm2 Luego: el área del círculo de diámetro 10 cm es de ……………………. cm2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 175 MATEMÁTICA ÁREA DE REGIONES CIRCULARES SECTOR CIRCULAR Región limitada por dos radios y el arco correspondiente º: Ángulo central AB: arco º = AB Sí: r2 -------------- 360º A< -------------- º A< = r 2 º 360º Ejemplo: Calcule el área del sector circular para un arco 72º, si r = 5 cm Datos: R = 5 cm AB = 72º º = 72º Fórmula: A< = r 2 º 360º A< = (3,14)(5cm) 2 (72º ) 360º A< = (3,14)(25cm 2 ) 5 = 3,14 A< = ………….. cm2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 176 MATEMÁTICA ÁREA DE LA CORONA CIRCULAR Observe que el área de la corona sombrada es igual a la diferencia entre el área del círculo mayor y el área del círculo menor; por lo tanto, el área será: A = R 2 - r2 Aplicando la propiedad distributiva tenemos: A = (R2 – r2) Ejemplo: Calcular el área de una corona circular en la cual: D = 16 cm y d = 14 cm Datos: D = 16 R = 8 cm. D diámetro mayor d = 14 r = 7 cm. d diámetro menor Fórmula: A = (R2 – r2) A = 3,14 (82 – 72) A = 3,14 (64 – 49) A = 3,14 x 15 A = ………… cm2 SEGMENTO CIRCULAR Región circular limitada por una cuerda y un arco. Su área está dada por la diferencia entre el área del sector circular y el área del triángulo A SC R 2 . º 360º A BOA ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 177 MATEMÁTICA Ejemplo: Calcular el área del segmento circular cuyo arco es 74º y su radio 5 cm. Datos: R = 5 cm. AB = 74º = 74º A SC A SC R 2 . º 360º A BOA 3,14 (5) 2 . (74º ) 2(4 x3) 360º 2 ASC = 16,14 – 12 ASC = ………. cm2 TRAPECIO CIRCULAR Es la parte de una corona circular limitada por dos radios de la circunferencia mayor. Su área está dada por la diferencia entre las áreas de los sectores circulares mayor y menor, respectivamente. A TC R 2 º r 2 º 360º 360º ATC (R 2 r 2 ) º 360º Ejemplo: Calcular el área del trapecio circular de 72º de arco, sabiendo que los radios miden 10 cm. y 5 cm., respectivamente. Datos: Arco = 72º = 72º R = 10 cm. r = 5 cm. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 178 MATEMÁTICA A TC A TC A TC º R 360º 2 r2 72º 360º 10cm 5cm 2 2 75cm 5 2 ATC = ………………… EJERCICIOS: 1. Determinar el área y los perímetros, las medidas están en milímetros: a) Respuesta A= ………mm2P = …….. mm b) Respuesta A = ……. m m2 P= ……. mm 2. Calcular el área de los siguientes polígonos: a) b) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 179 MATEMÁTICA c) d) e) 3. a) c) Calcular el área de los polígonos siguientes: b) d) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 180 MATEMÁTICA e) 4. Calcular el área de las figuras que siguen: Observación: Las medidas están en cm. 5. Calcular el área de una lámina de forma trapezoidal, cuyas bases miden, respectivamente, 16 cm. y 12 cm., y la altura mide 8 cm. 6. El perímetro de un cuadrado es de 52 dm. Calcular su área. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 181 MATEMÁTICA 7. Calcular el área del círculo, siendo el dato numérico en mm. 8. Calcular las partes sombreadas de cada figura. Los datos numéricos se dan en mm. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 182 MATEMÁTICA Corregir: 1. a) A = 46,24 P = 27,2 b) A = 113,15 P = 45,6 2. a) A = 693 b) A = 149,94 c) A = 685,54 d) A = 663,60 e) a = 14,9 mm P = 103,2 mm A = 768,84 mm2 3. a) 180 b) 699,867 c) 585 d) 60,2 e) 656,04 4. a) 313,50 cm2 b) 43 cm2 c) 815 cm2 d) 24 cm2 5. 112 cm2 6. 169 dm2 7. 2 826 mm2 8. a) 107,875 mm2 b) 329,70 mm2 c) 12,56 mm2 EVALUACIÓN FINAL 1. Reducir a las unidades que se piden: a) 45,70 dm2 = Dm2 b) 4 Km2 = m2 c) 3,44 Hm2 = cm2 d) 205,40 m2 = Hm2 2. Calcular el área de la corona circular siguiente. Los datos están dados en pulgadas 8 5 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 183 MATEMÁTICA 3. Calcular el área del rombo. Los datos se dan en cm. 45 16 4. Calcular la parte sombreada. Los datos se dan en pulgadas. 5. Calcular el área de la figura siguiente: los datos están en mm. RESPUESTAS A LA EVALUACIÓN 1. a) 0,004570 Dm2 b) 4 000 000 m2 c) 344 000 000 cm2 d) 0,020540 Hm2 2. 122,46”2 3. 360 cm2 4. 260,64”2 5. 2 200 mm2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 184 MATEMÁTICA INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA 1. Área de regiones triangulares. a) Fórmula General A b) Triangulo equilátero b.h 2 A 2. 3 4 c) Fórmula trigonométrica d) En función de los lados A p(p a )(p b)(p c) a.b.sen A 2 b) Donde : p semiperímetro abc p 2 En función del radio de la circunferencia inscrita A P.r 2 P: perímetro c) En función del radio de la circunferencia circunscrita A= a.b.c 4R ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 185 MATEMÁTICA d) Relación de áreas A ABN m A BNC n 2. Regiones cuadrangulares a) Trapecio a+b A= .h 2 A=m.h Donde: m = mediana b) En todo trapecio se cumple que: a2 = b . c ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 186 MATEMÁTICA PROBLEMAS PROPUESTOS 1. Calcular el área de un cuadrado cuya diagonal mide 10 cm. A) 50 cm2 B) 40 cm2 C) 30 cm2 D) 60 cm2 E) 70 cm2 2. El perímetro de un rectángulo es de 40 cm. Si el largo es el triple del ancho ¿Cuál es su área? A) 55 cm2 B) 60 cm2 C) 75 cm2 D) 85 cm2 E) 70 cm2 3. Hallar el área de un paralelogramo cuya base mide 12 cm., la medida del lado no paralelo es 8 cm. y el ángulo obtuso mide 150º A) 45 cm2 B) 46 cm2 C) 48 cm2 D) 50 cm2 E) 54 cm2 4. Hallar el área del triángulo AMN, si M y N son puntos medios. 2 2 2 2 A) 1 u2 B) 2 u2 C) 3 u2 D) 4 u2 E) 5 u2 5. El perímetro de un rombo es 52 m., la diagonal mayor mide24 m. Calcular el área del rombo. A) 100 m2 B) 110 m2 C) 120 m2 D) 140 m2 E) 160 m2 6. Una diagonal de un trapecio isósceles mide 13 m. Si la altura es de 5 m., el área del trapecio es: A) 30 m2 B) 40 m2 C) 50 m2 D) 50 m2 E) 60 m2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 187 MATEMÁTICA 7. Calcular el área de un hexágono cuyo lado mide 6 cm. A) 54 3 cm2 B) 56 3 cm2 C) 55 3 cm2 D) 57 3 cm2 E) 58 3 cm2 8. El área de una corona circular mide 12 cm2. Si los radios mayor y menor se diferencian en 2 cm., entonces los radios suman. A) 6 cm B) 7 cm C) 8 cm D) 9 cm E) 10 cm 9. Calcular el área de un trapecio circular comprendido en un ángulo de 54º y los radios 9m y 6m respectivamente. A) 6,4 πm2 B) 6,6 πm2 C) 6,50 πm2 D) 70 πm2 E) 6,75 πm2 19.5. VOLUMEN DE SÓLIDOS GEOMÉTRICOS. 19.5.1. POLIEDRO. Un poliedro es una figura que limita una región del espacio mediante cuatro o más regiones poligonales planas. 19.5.2. PRISMA. Es un poliedro, dos de cuyas caras son regiones poligonales congruentes y paralelas, siendo las otras, regiones paralelográmicas. LOS PRISMAS SE PUEDEN CLASIFICAR EN: Prismas Rectos. Cuando las caras laterales son perpendiculares a las bases, en este caso las caras laterales son rectángulos y la arista lateral coincide con la altura. Prismas Oblicuos. Cuando las caras laterales son oblicuas a las bases. ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 188 MATEMÁTICA Prismas Regulares. Cuando el prisma es recto y las bases son polígonos regulares. h Prisma recto Prisma oblicuo ORTOEDROS. Es un paralelepípedo ortogonal, es decir, cuyas caras forman entre sí ángulos diedros rectos. los ortoedros son prismas rectangulares rectos, y también son llamados paralelepípedos rectangulares. Las caras opuestas son congruentes y paralelas. Tienen 6 caras y 4 diagonales. Para calcular la diagonal : Prisma regular c a d b d2 a 2 b 2 c 2 ÁREAS Y VOLÚMENES DEL PRISMA. V ab h (l arg o ancho alto ) At 2ab 2ah 2bh V volumen a, b lados de la base h altura h a b At Área total Paralelepípedo recto. V volumen V a a arista o lado At area total 3 At 6a 2 a Cubo ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 189 MATEMÁTICA h V B h A t 2B perimetro h B área de base h altura A t área total Prisma recto 19.5.3. PIRÁMIDE. Es un poliedro, que tiene por base un polígono. Las caras laterales son triángulos con un vértice común llamado vértice de la pirámide. LAS PIRAMIDES SE CLASIFICAN: 1. Por el número de lados de la base pueden ser: pirámide triangular, pirámide cuadrangular, etc. 2. Por su forma pueden ser : regular ( si la base es un polígono regular y la altura cae en el centro de la base); irregular; convexa (cuando la base del polígono es convexo) y cóncavo Bh 3 V volumen B area de la base h altura V hh Área lateral = AL = Suma de áreas de caras laterales V Área total = AL + B Pirámide aP AL = p.aP OBSERVACIÓN: Si la pirámide es regular: Donde: P : semiperimetro aP : apotema de la pirámide aB : apotema de la base h AT = p.( aP + aB ) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO aB 190 MATEMÁTICA SECCIÓN TRANSVERSAL: En la figura se observa que paralelo con ABCD, EFGM es es sección transversal de la pirámide de área AB Aquí se cumple que: AB h 2 Volumen V - EFGM h 3 2 y AB H Volumen V - ABCD H 3 PROBLEMAS: Hallar el área lateral, el área total y el volumen de las siguientes figuras espaciales: a) . Prisma recto 12 6 8 m ABC = 90º b) . 3 3 4 Prisma regular hexagonal cubo 2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 191 MATEMÁTICA h=2 h 10 Pirámide regular, de base cuadrangular c) EA H .. AB BC 9 12 d) .. 9 ABCD : cuadrado EB 13 ; AB 4 EB ABCD ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 192 MATEMÁTICA 19.5.4. CILINDRO. Un cilindro es una figura geométrica formada por media revolución de un rectángulo. Consta de tres lados: dos caras idénticas circulares unidas por un plano curvo y cerrado perpendicular a ambas caras. H=g El volumen, V, de un cilindro con una base de radio R, y altura o generatriz, H, es el área de la base (un círculo) por la altura, es decir: R V R 2 .H El área lateral, AL, de un cilindro con una base de radio R, y altura, H, es: AL 2R.H La superficie o área total, AT, de un cilindro con una base de radio r, y altura, h, es: AT 2.AB + AL = 2.R2 + 2.R.H = 2.R.(R + .H ) AB : Área de la Base CILINDRO ABIERTO R 2R ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 193 MATEMÁTICA 19.5.5. CONO. Un cono, es un sólido formado por la revolución de un triángulo rectángulo alrededor de uno de sus catetos. Al círculo generado por el otro cateto ( R ) se denomina base y al punto donde confluyen los lados opuestos se llama vértice (V) y la hipotenusa generatriz ( g ). En un cono de revolución: o Hay solo una base: círculo de radio R o La generatriz (g) no es congruente a la altura (H) V Eje g H R A Si pudiéramos abrir un cono a través de su generatriz, tendríamos el desarrollo de su superficie lateral del cono en revolución, como se observa en la figura tiene la forma de un sector circular, con igual radio a “g”. o Área lateral (AL): AL = .R.g o Área Total (AT): AT = AB + AL = .R2 + .R.g O g B 2R = .R( R + g ) Donde AB es el Área de la base (círculo). o Volumen : V = 1 2 R H 3 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 194 MATEMÁTICA 19.5.6. ESFERA. Es generada por la rotación (360º) de un semicírculo alrededor del diámetro. La intersección de cualquier plano con la esfera, origina círculos como sección. Si un plano pasa por el centro de la esfera, se obtiene como sección un círculo mayor. Eje R Propiedades: Si se traza el radio perpendicular a un círculo menor, este radio pasa por el centro de dicho círculo. Fórmula para hallar el área de una esferas es: A = 4R2 El volumen de la esfera se calcula con la siguiente fórmula: V= 4 R3 3 De la esfera una porción de su superficie entre dos planos paralelos se llama zona esférica y la formula es: A zona esférica = 2R.h Si una zona tiene solo una base, a esta superficie se le llama casquete esférico; su área se calcula así: A casquete = .AB2 ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 195 MATEMÁTICA PROBLEMAS: Hallar el área lateral, el área total y el volumen de las siguientes figuras espaciales: a) . b) c) d) . e) . r = 2 3 cm m = OEC = 30º ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 196 MATEMÁTICA f) g) h) . i) ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 197 MATEMÁTICA Resolver los siguientes problemas: 1) Calcular la longitud de la arista del cubo donde la distancia del vértice al centro de la cara opuesta es 6 m. 2) Hallar el volumen del cilindro, si la altura es dos veces el radio. Radio del cilindro es 2m. 3) Hallar el área lateral del cono recto, si el radio del cono es 2m, y su ángulo del vértice del cono es 60. 4) El área total de un cubo es numéricamente igual al volumen. ¿Cuánto mide su arista? 5) El volumen de una esfera es numéricamente igual a su área. Calcular su radio. 6) El volumen del cilindro es 30m3. El volumen de la esfera inscrita en dicho Cilindro es: 7) Un recipiente de agua paralelepípedo de 0,8 x 0,45 x 1,5 m se llena con agua. ¿Cuántos litros caben en él? 8) Un recipiente de aceite con una base de 60 x 40cm está lleno con 140 dm 3 de aceite ¿Qué altura tiene el nivel de aceite en cm? 9) Transformar un prisma cuadrado de 35 mm de lado en un cilindro de igual volumen y altura. Calcular el diámetro. 10) El diámetro superior de un balde de agua es de 290 mm, el diámetro inferior de 180 mm, la altura 320 mm ¿Cuántos litros caben en el balde? ESTUDIOS GENERALES-NIVEL TÉCNICO OPERATIVO 198