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CORPORACION UNIFICADA NACIONAL DE EDUCACION SUPERIOR CUN DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS: MATEMATICAS TEORIA GENERAL DE LOS NUMEROS 1. LOS NÚMEROS NATURALES Con los números naturales contamos los elementos de un conjunto (número cardinal). O bien expresamos la posición u orden que ocupa un elemento en un conjunto (ordinal). El conjunto de los números naturales está formado por: N= {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,...} La suma y el producto de dos números naturales es otro número natural. La diferencia de dos números naturales no siempre es un número natural, sólo ocurre cuando el minuendo es mayor que sustraendo. 5−3 3−5 El cociente de dos números naturales no siempre es un número natural, sólo ocurre cuando la división es exacta. 6÷3 = 2 3÷6 Podemos utilizar potencias, ya que es la forma abreviada de escribir un producto formado por varios factores iguales. La raíz de un número natural no siempre es un número natural, sólo ocurre cuando la raíz es exacta. 2. LOS NÚMEROS ENTEROS Los números enteros son del tipo: = {...−5, −4, −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 ...} Nos permiten expresar: el dinero adeudado, la temperatura bajo cero, las profundidades con respecto al nivel del mar, etc. La suma, la diferencia y el producto de dos números enteros es otro número entero. El cociente de dos números enteros no siempre es un número entero , sólo ocurre cuando la división es exacta. 6÷2 2 ÷6 Podemos operar con potencias, pero el exponente tiene que ser un número natural. La raíz de un número entero no siempre es un número entero, sólo ocurre cuando la raíz es exacta o si se trata de una raíz de índice par con radicando positivo. 3. LOS NÚMEROS RACIONALES Se llama número racional a todo denominador distinto de cero. Se Se llama número racional a todo denominador distinto de cero. Se Se llama número racional a todo denominador distinto de cero. Se a Q / a, b Z ; b 0 b número que puede representarse como el cociente de dos enteros, con representa por Q. número que puede representarse como el cociente de dos enteros, con representa por Q. número que puede representarse como el cociente de dos enteros, con representa por Q. a: se le llama numerador, b: denominador Material compilado por Rosmiro Fuentes Rocha: Licenciado en matemáticas y Física, Ingeniero de Alimentos Pág 1 1 Ejemplos: 4 , 2 7 11 , , 0, , etc 5 4 3 En resumen los números racionales no son más que la unión de fracciones positivas, negativas y el cero Los racionales contienen a los números naturales, enteros y decimales como se observa en la ilustración REPRESENTACIÓN DE NÚMEROS RACIONALES Los números racionales se representan en la recta junto a los números enteros. Para representar con precisión los números racionales en la recta numérica: 1. Se considera la distancia entre dos enteros consecutivos como la unidad 2. Se ubica a partir del cero como referente, a la derecha los positivos y a la izquierda los negativos. 3. Se divide cada unidad en igual número de partes como lo indique el denominador y se toman las que indique el numerador, ubicándolas en la recta y marcando a: se b: denominador le llama numerador, Ejemplos: 1 4 , 2 7 11 , , 0, , etc 5 4 3 En resumen los números racionales no son más que la unión de fracciones positivas, negativas y el cero Los racionales contienen a los números naturales, enteros y decimales como se observa en la ilustración REPRESENTACIÓN DE NÚMEROS RACIONALES Los números racionales se representan en la recta junto a los números enteros. Para representar con precisión los números racionales en la recta numérica: 4. Se considera la distancia entre dos enteros consecutivos como la unidad 5. Se ubica a partir del cero como referente, a la derecha los positivos y a la izquierda los negativos. 6. Se divide cada unidad en igual número de partes como lo indique el denominador y se toman las que indique el numerador, ubicándolas en la recta y marcando a: se b: denominador le llama numerador, Ejemplos: 1 4 , 2 7 11 , , 0, , etc 5 4 3 Material compilado por Rosmiro Fuentes Rocha: Licenciado en matemáticas y Física, Ingeniero de Alimentos Pág 2 En resumen los números racionales no son más que la unión de fracciones positivas, negativas y el cero Los racionales contienen a los números naturales, enteros y decimales como se observa en la ilustración REPRESENTACIÓN DE NÚMEROS RACIONALES Los números racionales se representan en la recta junto a los números enteros. Para representar con precisión los números racionales en la recta numérica: 7. Se considera la distancia entre dos enteros consecutivos como la unidad 8. Se ubica a partir del cero como referente, a la derecha los positivos y a la izquierda los negativos. 9. Se divide cada unidad en igual número de partes como lo indique el denominador y se toman las que indique el numerador, ubicándolas en la recta y marcando Los números decimales (decimal exacto, periódico puro y periódico mixto) son números racionales; pero los números decimales ilimitados no. La suma, la diferencia , el producto y el cociente de dos números racionales es otro número racional. Podemos operar con potencias, pero el exponente tiene que ser un número entero. La raíz de un número racional no siempre es un número racional, sólo ocurre cuando la raíz es exacta y si el índice es par el radicando ha de ser positivo. 4. LOS NÚMEROS IRRACIONALES Un número es irracional si posee infinitas cifras decimales no periódicas, por tanto no se pueden expresar en forma de fracción. El número irracional más conocido es circunferencia y su diámetro. , que se define como la relación entre la longitud de la = 3.141592653589... Otros números irracionales son: El número e aparece en procesos de crecimiento, en la desintegración radiactiva, en la fórmula de la catenaria, que es la curva que podemos apreciar en los tendidos eléctricos. e = 2.718281828459... El número áureo, , utilizado por artistas de todas las épocas (Fidias, Leonardo da Vinci, Alberto Durero, Dalí,..) en las proporciones de sus obras. 5. NUMEROS REALES El conjunto formado por los números racionales e irracionales es el conjunto de los números reales, se designa por . Con los números reales podemos realizar todas las operaciones, excepto la radicación de índice par y radicando negativo y la división por cero. LA RECTA REAL A todo número real le corresponde un punto de la recta y a todo punto de la recta un número real. Material compilado por Rosmiro Fuentes Rocha: Licenciado en matemáticas y Física, Ingeniero de Alimentos Pág 3 REPRESENTACIÓN DE LOS NÚMEROS REALES Los números reales pueden ser representados en la recta con tanta aproximación como queramos, pero hay casos en los que podemos representarlos de forma exacta. SUMA DE NÚMEROS REALES PROPIEDADES 1. Interna: El resultado de sumar dos números reales es otro número real. a+b + 2. Asociativa: El modo de agrupar los sumandos no varía el resultado. (a + b) + c = a + (b + c) · 3. Conmutativa: El orden de los sumandos no varía la suma. a+b=b+a 4. Elemento neutro: El 0 es el elemento neutro de la suma porque todo número sumado con él da el mismo número. a+0=a +0= 5. Elemento opuesto Dos números son opuestos si al sumarlos obtenemos como resultado el cero. 2 +(− 2) = 0 El opuesto del opuesto de un número es igual al mismo número. −(− )= DIFERENCIA DE NÚMEROS REALES La diferencia de dos números reales se define como la suma del minuendo más el opuesto del sustraendo. a - b = a + (- b) PRODUCTO DE NÚMEROS REALES La regla de los signos del producto de los números enteros y racionales se sigue manteniendo con los números reales. () () (-) (-) ( ) ( ) () (- ) PROPIEDADES 1. Interna: El resultado de multiplicar dos números reales es otro número real. a·b Material compilado por Rosmiro Fuentes Rocha: Licenciado en matemáticas y Física, Ingeniero de Alimentos Pág 4 2. Asociativa: El modo de agrupar los factores no varía el resultado. Si a, b y c son números reales cualesquiera, se cumple que: (a · b) · c = a · (b · c) (e · )· =e·( · ) 3.Conmutativa: El orden de los factores no varía el producto. a·b=b·a 4. Elemento neutro: El 1 es el elemento neutro de la multiplicación, porque todo número multiplicado por él da el mismo número. a ·1 = a · 1 =1 5. Elemento inverso: Un número es inverso del otro si al multiplicarlos obtenemos como resultado el elemento unidad. 6.Distributiva: El producto de un número por una suma es igual a la suma de los productos de dicho número por cada uno de los sumandos. a · (b + c) = a · b + a · c DIVISIÓN DE NÚMEROS REALES La división de dos números reales se define como el producto del dividendo por el inverso del divisor. POTENCIAS CON EXPONENTE ENTERO CON EXPONENTE RACIONAL O FRACCIONARIO PROPIEDADES 1. a0 = 1 · 2. a1 = a PROFUNDIZACIÓN SOBRE FRACCIONARIOS UNIDAD FRACCIONARIA La unidad fraccionaria es cada una de las partes que se obtienen al dividir la unidad en n partes iguales. CONCEPTO DE FRACCIÓN Una fracción es el cociente de dos números enteros a y b, que representamos de la siguiente forma: Material compilado por Rosmiro Fuentes Rocha: Licenciado en matemáticas y Física, Ingeniero de Alimentos Pág 5 b: es el denominador, indica el número de partes en que se ha dividido la unidad. a: es el numerador, indica el numero de unidades fraccionarias elegidas. Representación de fracciones La fracción como partes de la unidad Un todo se toma como unidad. La fracción expresa un valor con relación a ese todo. Un depósito contiene 2/3 de gasolina. El todo: el depósito. La unidad equivale a 3/3, en este caso; pero en general sería una fracción con el mismo número en el numerador y el denominador. 2/3 de gasolina expresa la relación existente entre la gasolina y la capacidad del depósito. De sus tres partes dos están ocupadas por gasolina. La fracción como cociente Repartir 4 € entre 5 amigos. La fracción como operador Para calcular la fracción de un número, multiplicamos el numerador por el número y el resultado lo dividimos por el denominador. Calcular los 2/3 de 60 €. 2 · 60= 120 120 : 3 = 40 € CLASES DE FRACCIONES Fracciones propias Las fracciones propias son aquellas cuyo numerador es menor que el denominador. Su valor comprendido entre cero y uno Fracciones impropias Las fracciones impropias son aquellas cuyo numerador es mayor que el denominador. Su valor es mayor que 1. Número mixto El número mixto o fracción mixta está compuesto de una parte entera y otra fraccionaria. Para pasar de número mixto a fracción impropia, se deja el mismo denominador y el numerador es la suma del producto del entero por el denominador más el numerador, del número mixto. Para pasar una fracción impropia a número mixto, se divide el numerador por el denominador. El cociente es el entero del número mixto y el resto el numerador de la fracción, siendo el denominador el mismo. Fracciones unitarias Las fracciones unitarias tienen el numerador igual al denominador. Fracciones decimales Las fracciones decimales tienen como denominador una potencia de 10. Material compilado por Rosmiro Fuentes Rocha: Licenciado en matemáticas y Física, Ingeniero de Alimentos Pág 6 Fracciones equivalentes Dos fracciones son equivalentes cuando el producto de extremos es igual al producto de medios. a y d son los extremos; b y c, los medios. Calcula si son equivalentes las fracciones: 4 · 12 = 6 · 8 48 = 48 Sí lo son Si se multiplica o divide el numerador y denominador de una fracción por un número entero, distinto de cero, se obtiene otra fracción equivalente a la dada. Al primer caso le llamamos ampliar o amplificar. Simplificar fracciones Simplificar una fracción es transformarla en una fracción equivalente más simple. Para simplificar una fracción dividimos numerador y denominador por un mismo número. Empezaremos a simplificar probando por los primeros números primos: 2, 3, 5, 7, ... Es decir, probamos a dividir numerador y denominador entre 2 mientras se pueda, después pasamos al 3 y así sucesivamente. Se repite el proceso hasta que no haya más divisores comunes. Si los términos de la fracción terminan en ceros, empezaremos quitando los ceros comunes finales del numerador y denominador. Si el número por el que dividimos es el máximo común denominador del numerador y denominador llegamos a una fracción irreducible. Fracciones irreducibles Las fracciones irreducibles son aquellas que no se pueden simplificar, esto sucede cuando el numerador y el denominador son primos entre sí, . SUMA Y RESTA DE FRACCIONES Con el mismo denominador Se suman o se restan los numeradores y se mantiene el denominador. Con distinto denominador En primer lugar se reducen los denominadores a común denominador, y se suman o se restan los numeradores de las fracciones equivalentes obtenidas. MULTIPLICACIÓN DE FRACCIONES La multiplicación de dos fracciones es otra fracción que tiene: Por numerador el producto de los numeradores. Por denominador el producto de los denominadores. a c ac b d bd Ejemplo Material compilado por Rosmiro Fuentes Rocha: Licenciado en matemáticas y Física, Ingeniero de Alimentos Pág 7 5 3 5 3 15 7 2 7 2 14 DIVISIÓN DE FRACCIONES La división de dos fracciones es otra fracción que tiene: Por numerador el producto de los extremos. Por denominador el producto de los medios. a c ad b d bc Ejemplo: 5 1 5 6 30 7 6 7 1 7 ACTIVIDAD DE ESTUDIO INDEPENDIENTE 1 . Clasifica los números: a. 2 b. -2 c. d. 2,2511… 3 d. e. -5 2 3 2. Resuelve las siguientes sumas 2 5 4 13 13 13 1 2 d. 2 3 a. b. e. 4 3 1 11 11 11 8 3 5 9 c. f. 12 4 5 23 23 23 2 1 4 3 2 5 3. Resta las siguientes fracciones a) 5 3 3 4 b. ) 2 2 5 3 c. ) 7 2 9 3 d.) 3 1 4 4 4. multiplica las siguientes fracciones a) 75 40 90 55 b) 3 4 6 7 9 8 c) 11 18 14 12 21 22 d) 5 14 12 6 9 15 = 5. Divide las siguientes fracciones a) 3 8 5 7 b) 4 2 7 5 c) 5 8 12 3 d) 6 8 7 Material compilado por Rosmiro Fuentes Rocha: Licenciado en matemáticas y Física, Ingeniero de Alimentos Pág 8