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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLAN ING. CIVIL ESTEBAN RESENDIZ MUÑOZ PROPUESTA DE MATERIAL DIDÁCTICO DE MATEMÁTICAS PARA REGULARIZAR ALUMNOS DE NUEVO INGRESO EN LA LICENCIATURA DE INGENIERÍA CIVIL MÉXICO, D. F. 2012 PRESENTA: TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: ASESOR: ING. HÉCTOR ARCE PAZ UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. TESINA PROPUESTA DE MATERIAL DIDÁCTICO DE MATEMÁTICAS PARA REGULARIZAR ALUMNOS DE NUEVO INGRESO EN LA LICENCIATURA DE INGENIERÍA CIVIL. Propuesta que presenta el alumno Esteban Reséndiz Muñoz con número de cuenta 7804257-3 al Ing. Héctor Arce Paz, jefe del programa de Ingeniería Civil FES ACATLAN 1 INDICE INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................. 4 DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Y DE LAS ESTRATEGIAS .............................................................................. 6 1 ÁLGEBRA .......................................................................................................................................................... 8 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEL ALGEBRA ............................................................................................................ 8 1.2 OPERACIONES FUNDAMENTALES DEL ALGEBRA .......................................................................................... 9 1.3 PRODUCTOS NOTABLES. ............................................................................................................................. 10 1.4 DESCOMPOSICIÓN FACTORIAL ................................................................................................................... 13 1.4.1 MISCELÁNEA DE EJERCICIOS DE FACTORIZACIÓN ................................................................................... 18 1.5 RADICALES .................................................................................................................................................. 24 2 TRIGONOMETRÍA .......................................................................................................................................... 26 2.1 FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS ................................................................................................................ 26 2.2 TEOREMA DE PITÁGORAS ........................................................................................................................... 26 2.3 IDENTIDADES TRIGONOMÉTRICAS FUNDAMENTALES. .............................................................................. 27 2.4 LEYES DE SENOS Y COSENOS ...................................................................................................................... 31 3. GEOMETRÍA ANALÍTICA. .............................................................................................................................. 31 3.1 DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS. ................................................................................................................ 31 3.2 LÍNEA RECTA. ............................................................................................................................................. 33 3.2.1 PARALELISMO Y PERPENDICULARIDAD ENTRE DOS RECTAS. ................................................................. 35 3.2.2 ECUACIÓN DE UNA RECTA. ...................................................................................................................... 40 3.3 FORMA SIMÉTRICA DE LA ECUACIÓN DE LA RECTA. .................................................................................. 50 3.4 CIRCUNFERENCIA ........................................................................................................................................ 53 3.5 ECUACIÓN DE LA CIRCUNFERENCIA EN LA FORMA ORDINARIA FUERA DEL ORIGEN ................................ 56 4 CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL ............................................................................................................. 57 4.1 LÍMITES. ...................................................................................................................................................... 57 4.2 DERIVADAS .................................................................................................................................................. 62 4.3 INTEGRALES ................................................................................................................................................ 75 4.4 IDENTIDAD TRIGONOMÉTRICA. .................................................................................................................. 90 4.5 COMPROBACIÓN POR DIFERENCIACIÓN .................................................................................................. 102 CONCLUSIONES .............................................................................................................................................. 118 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................................. 121 2 PRESENTE Objetivo General: Potenciar con clases de regularización de Matemáticas en general en horarios convenientes para los alumnos, el aumento en su desempeño y en el nivel con el que ingresan a la FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLAN en la carrera de Ingeniería Civil. 3 AGRADECIMIENTOS Gracias a Dios Por permitirme llegar hasta este momento tan importante de mi vida y lograr otra meta más en mi carrera. Gracias a mis padres Por su cariño, comprensión y apoyo sin condiciones ni medida. Gracias por guiarme sobre el camino de la educación. Creo ahora entender porque me obligaban a decir hijo tienes que estudiar, a terminar mi tarea antes de salir a jugar, a ver cómo le haces pero tienes que estudiar, a mi madre por ese apoyo incondicional y a mi padre por las pláticas tan amplias que teníamos y muchas cosas más que no terminaría de mencionar. Gracias a mi amor Por tu apoyo, comprensión y amor que me permite sentir poder lograr lo que me proponga. Gracias por escucharme y por tus consejos (eso es algo que lo haces muy bien). Gracias por ser parte de mi vida; eres lo mejor que me ha pasado. Gracias a mis profesores Que compartieron conmigo sus conocimientos y su amor por la Ingeniería, en especial a mis Sinodales que me han brindado todo su apoyo para la realización de esta tesis. 4 INTRODUCCIÓN En la carrera de Ingeniería Civil de FES ACATLAN, en los últimos años se ha dado un fenómeno de no aprobación en materias relacionadas con las matemáticas como lo son; el algebra superior, el cálculo diferencial e integral, así como física y geometría analítica, por lo que se pretende dar un curso de regularización a nivel bachillerato a los alumnos que requieran este apoyo para la mejora curricular del alumnado que se encuentra en el primer semestre o en examen extraordinario de la carrera de Ingeniería Civil. Se ha visualizado, a través de los profesores de dichas materias que una de lascausas fundamentales de éste fenómeno es la homogeneidad de los grupos y el nivel académico de los diferentes centros educativos a nivel bachillerato. Por este motivo, considero pertinente impartir las siguientes materias: algebra, trigonometría, geometría analítica, cálculo diferencial, cálculo integral en los aspectos mínimos de conocimiento. Debido a que los exámenes de tipo diagnóstico aplicados a los alumnos de reciente ingreso a la carrera en el semestre en curso, arrojaron calificaciones de menores seis, en una escala del uno al diez, presento la propuesta del apoyo académico en la parte elemental de las materias antes mencionadas, como una alternativa de resolución a los alumnos con este tipo de problemas académicos. Buscando despertar la motivación de los alumnos a asistir a dichos cursos, las calificaciones obtenidas en los mismos serán consideradas con calificación adicional en las materias de cálculo diferencial e integral, física, geometría analítica o algebra superior del primer semestre de la carrera referida. En algebra se abarcarán temas de aspectos fundamentales como, sumas y restas algebraicas, así como multiplicaciones y divisiones, productos notables. En la parte de factorización se buscará solucionar entre diez y doce casos de los mismos, para dar una mayor fluidez al alumno en el manejo de la parte medular del algebra. Uno de los temas que menos se alcanzan a impartir en el nivel bachillerato es el de radicales y se estudiará en las operaciones fundamentales y la racionalización del tema antes mencionado. En la trigonometría, los temas a tratar serán; las funciones trigonométricas, el teorema de Pitágoras, las identidades trigonométricas, las ecuaciones y gráficas trigonométricas, así como las leyes de senos y cosenos. 5 En la parte de la geometría analítica se resolverán problemas relacionados con la distancia entre dos puntos, la línea recta, la circunferencia, en sus diferentes casos, en cada uno de estos subtemas. En el caso del cálculo diferencial e integral se ahondará en los temas más relevantes o de mayor dificultad para el alumno que son: funciones algebraicas, trigonométricas, logarítmicas, exponenciales, los límites, la derivada por fórmulas, tanto algebraicas como trigonométricas y logarítmicas y problemas relacionados con máximos y mínimos, en el cálculo integral se resolverán, integrales inmediatas algebraicas, integrales inmediatas trigonométricas y logarítmicas, al igual que la integración por partes, la constante de integración, integrales definidas. Además de los temas ya expuestos anteriormente se darán respuesta a las dudas que el alumno tenga en el momento del desarrollo de la propia materia que se encuentre cursando, puesto que las asesorías se impartirán en el transcurso de la semana y los sábados en un horario de martes a viernes de las 14:30 a 16:00 hrs. y los sábados de 08:00 a 11:00 hrs., se manejará de esta manera para que el alumno tenga opción a asistir en un horario distinto al de sus clases curriculares. 6 PROPUESTA DE MATERIAL DIDÁCTICO PARA REGULARIZAR ALUMNOS DE NUEVO INGRESO EN LA LICENCIATURA DE INGENIERIA CIVIL EN EL ÁREA DE MATEMÁTICAS. DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Y DE LAS ESTRATEGIAS En el algebra se identificará qué es un término, qué es un término semejante, para poder sumar y restar algebraicamente, así como la multiplicación y la división. Se realizarán ejercicios en el pizarrón para la explicación de dichas operaciones para que después el alumno ejecute ejercicios en casa, proporcionados por el profesor y revisados en la clase posterior. La memorización de algunas nemotecnias como la siguiente. Las leyes de los exponentes se exponen con las operaciones fundamentales de la aritmética en orden cronológico, es decir, en la suma, la primera letra es la “S”, en la resta es la “R”, en la multiplicación es la “M”, en la división es la “D”, en la potencia es “P” y en la raíz es la “R”, quedando de la siguiente manera SRMDPR, haciendo la indicación de que en la suma y en la resta, los exponentes no cambian, en la multiplicación se suman, en la división se restan, en la potencia se multiplican y en la raíz se dividen. Este proceso se ilustra con la siguiente imagen. S R M D P R ( ) También nos sirve para indicar la jerarquía de operaciones y para las operaciones inversas. En la jerarquía de operaciones se les indica que es de derecha a izquierda, es decir, SRMDPR( ) , las operaciones inversas son por parejas, la suma y la resta son inversas, la multiplicación y la división también, al igual que la potencia y la raíz. Para otros temas también existen otras técnicas que se desarrollarán en el momento de exponer el tema. LEYES DE LOS EXPONENTES OPERACIONES INVERSAS JERARQUÍA DE OPERACIONES 7 En los productos notables, me apoyaré con el triángulo de pascal para el desarrollo de polinomios. En la factorización desarrollaré 10 casos, factor común monomio, factor común polinomio, factor común por agrupación de términos, trinomio cuadrado perfecto, diferencia de cuadrados perfectos, trinomio cuadrado perfecto por adición y sustracción, trinomio de la forma CbXX 2 , trinomio de la forma CbXaX 2 , cubo perfecto de binomios, suma o diferencia de cubos perfectos. Suma o diferencia de dos potencias iguales. En el tema de radicales presentaré los temas más importantes para ser utilizados en el cálculo diferencial e integral. Las funciones trigonométricas serán memorizadas para poder utilizarlas en las ecuaciones trigonométricas al igual que en las identidades trigonométricas. En el tema de las cónicas se realiza un modelo con plastilina. Pidiendo a los alumnos realizar cortes de distinta manera, resultando la figura de cada una de las cuatro cónicas, y así comenzar a ver los elementos de cada lugar geométrico. Las mecanizaciones serán en casa, comprobando, en la clase posterior sí se ejecutaron correctamente. En el cálculo diferencial e integral sé resolverán ejercicios, la cantidad suficiente para que tengan una práctica adecuada para la materia del mismo nombre y otras afines en la carrera de Ingeniería Civil. 8 REPORTES DE LAS CLASES IMPARTIDAS A JÓVENES DE PRIMER INGRESO EN LA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL CAMPUS FES ACATLAN 1 ÁLGEBRA 1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DEL ALGEBRA Término: Expresión algebraica que consta de signo, coeficiente, literal y exponente. Ejemplo: 23 x Términos semejantes: son todos aquellos términos que tienen la misma literal y exponente. Ejemplo: 4x, -3x, -x Leyes de los signos: Signos iguales el resultado es positivo y signos diferentes el resultado es negativo en el caso de la multiplicación y división, en la potenciación, el sigo negativo elevado a una potencia par, el resultado es positivo y elevado a una potencia impar el resultado es negativo. Leyes de los exponentes: Las leyes de los exponentes se resumen con la siguiente regla, que se utiliza como nemotecnia Leyes de los exponentes S R M D P R 9 En la suma los exponentes no les pasa nada al igual que en la resta , en la multiplicación se suman, en la división se restan, en la potencia se multiplican y en la raíz cuadrada se dividen. 1.2 OPERACIONES FUNDAMENTALES DEL ALGEBRA SUMAS 1.- bacbacba 55)32(;)23( 2.- )22245(;)82010;647( xzyxzyxzyx 3.- xxxxxxx 12 19 12 946 4 3 3 1 2 1 4.- xxx 4 1 9 4 3 10 5.- xxxx 3 4 3 5 3 1 3 2 MULTIPLICACIONES 1.- 3332222322 yxyxyyxxyyxxyxyxyx 2.- 345223 2522 xxxxxxyx DIVISIONES 1.- baaaba 2 baa ab a a a aba 22 2.- 2823 2 xxx 10 43 8232 2 x xxx xx 63 2 84 x 84 x 0 POTENCIAS 1.- 444222 222 xxxxX 2.- 8126223232 2332233 xxxxxxX 3.- 163224822426242 234432344 xxxxxxxxX TRIÁNGULO DE PASCAL 1 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1 El triángulo de pascal se utiliza para los coeficientes de binomios elevados a cualquier potencia según el grado del binomio 1.3 PRODUCTOS NOTABLES. Los productos notables cumplen con ciertas reglas fijas. El resultado puede ser escrito por simple inspección. Por ejemplo el cuadrado de la suma de dos cantidades: El cuadrado de dos cantidades es igual al cuadrado de la primera cantidad mas el duplo de la 11 primera cantidad por la segunda más el cuadrado de la segunda cantidad. Ejemplos. 963323.1 2222 mmmmm 2222 10255255.2 xxxxx 22222 12366266.3 babbbbaaba 222 1672814492949.4 mmmmm 114491172717.5 2222 xxxxx 22222 91243322232.6 yxyxyyxxyx El cuadrado de la diferencia de dos cantidades es igual al cuadrado de la primera cantidad menos el duplo de la primera cantidad por la segunda más el cuadrado de la segunda cantidad. 963323.1 2222 aaaaa 49147727.2 2222 xxxxx 22222 1243322232.3 bababbaaba 422510222525225 963323.4 yayaxxayayxxayx nnmmnnmmnm yyxxyyxxyx 2222 22.5 2 El cubo de la suma de dos cantidades es igual al cubo de la primera cantidad más el triplo de del cuadrado de la primera por la segunda más el triplo de la primera por el cuadrado de la segunda, más el cubo de la segunda. En la diferencia del mismo solo se cambia el positivo por el negativo. 12 11281123123212.1 2332233 xxxxxx 32246322223232 8126223232.2 bbabaabbabaaba 322332233 9543683323323232.3 yxyyxxyyxyxxyx Producto de dos binomios de la forma bxax 421367.1 2 xxxx 3413.2 2 xxxx 211037.3 2422 xxxx 36312.4 3633 xxxx Cocientes notables yx yx yxyx yx yx 3 3 33 3 9 .1 22 222233 24 2 242 2 8 .2 yxyx yx yxyxyx yx yx 222233 22.3 yxyx yx yxyxyx yx yx 224 2 2242 2 36 93 93327 .4 yyxx yx yyxxyx yx yx 13 1.4 DESCOMPOSICIÓN FACTORIAL CASO 1 Cuando todos los términos de un polinomio tienen un factor común 1.- 222 aaaa 2.- abbabb 31103010 2 3.- aaaaaa 312515510 32 4.- 34233323 31296 yxnynxynxxy CASO 2 Factor común polinomio 1.- mxbabambax 2.- yxaayax 21112 3.- 122222 mxxxmxxm 4.- 111111 axxxaxxa 5.- 1222 xzyxzyxzyxxzyxzyxx 6.- xbazybaxzyzybzyax 7.- 311211213112 xxxxxxxxxxx CASO 3 Factor común por agrupación de términos 1.- yxbabaybaxbyaybxax 2.- 43224238463 2 mnmnmnmmnmmnm 14 3.- 232322326432 2 xyxyxyxxyxxyx 4.- azxzxazxazaxzx 212122 22222 5.- yxaayaxayaxayaxayyxax 4311413141314134433 CASO 4 Trinomio cuadrado perfecto 1.- 22 112 mmm 2.- 222 5225204 yxyxyx CASO 5 Diferencia de cuadrados perfectos 1.- aaa 111 2 2.- 2242 54542516 yxyxyx 3.- 653653121062 7749 azxyazxyazyx 4.- 323294 2242 bababa 5.- mnmnmn bababa 2242 339 COMBINACIÓN DE CASOS 1.- 1111112 222 bababababababa 15 2.- bmabmabmabmamaambma 22442242 22222222 3.- 1313131319129129 222222 xaxaxaxaxaxxaxxa CASO 6 Trinomio cuadrado perfecto por adición y sustracción 1.- xyyxxyyxyxyxyxyyxxyxyxyyxxyyxx 222222222224224222242244224 2 2.- abbaabba babababbaabababbaabbaa 232232 4324912444984984 2222 22222224224222242244224 3.- abbaabba babababbaabababbaabbaa 26262 4643684436163616 2222 22222224224222242244224 CASO 7 Trinomio de la forma cbxx 2 1.- 23652 xxxx 2.- 431272 xxxx 3.- 351522 xxxx 4.- 271452 xxxx 5.- 8540132 aaaa 6.- 11212112 mmmm 16 7.- 12929282 nnnn 8.- 121821662 xxxx 9.- 30361080662 aaaa CASO 8 Trinomio de la forma cbxax 2 1.- 1332 23 2696 1867363766376 222 xx xx xxxxxx 2.- 2534 45 8201520 1202074006720206720 222 xx xx xxxxxx 3.- 5181 118 5181818 90181318513181851318 222 aa aa aaaaaa 4.- 3543 35 9152015 180151122512111515121515 22 22 242424 xx xx xxxxxx CASO 9 Cubo perfecto de binomios 1.- 323 1216128 xxxx 2.- 332349626 323627548 yxyxyyxx CASO 10 Suma o diferencia de cubos perfectos 1.- 111 23 xxxx 17 2.- 4228 23 aaaa 3.- 422263 39327 babababa 4.- 25104521258 23 xxxx 5.- 63243296 16129436427 nnmmnmnm CASO 11 Descomposición de un polinomio en factores por el método de evaluación 1.- 0231 231 12121 22 23 xxx 1121232 xxxxxx 2.- 1243 23 xxx 0611 1222 212431 223262 xxxxxx 18 1.4.1 MISCELÁNEA DE EJERCICIOS DE FACTORIZACIÓN 1.- 155 2 aaaa 2.- 222 2 xmxmxm 3.- baababaa 12 4.- 66362 xxx 5.- 222 369 yxyxyx 6.- 14432 xxxx 7.- 23 111 xxxx 8.- 1223 32 3646 1263626626 222 xx xx xxxxxx 9.- 13913127 23 aaaa 10.- 43223455 mxmmxmxxmxmx 11.- 22223 5353 babaaabbaa 12.- zyxxzxyzxzyxy 23332362 13.- 22 21441 bbb 14.- xyyxxyyxyxyyxxyxyxyyxxyyxx 2222224224222242244224 22443434 15.- 2244224444244444484488448 2244466 yxyxyxyxyxyxyxyxyyxxyyxx 16.- 56302 aaaa 17.- 2375 53 10152115 210151122514111515141115 222 mm mm mmmmmm 18.- 111 2426 aaaa 19 19.- 422263 96432278ymymymym 20.- 222 3492416 bababa 21.- 654327 111 aaaaaaaa 22.- 323 1216128 aaaa 23.- mmm 111 2 24.- 37214 2224 xxxx 25.- 1525151125 2426 aaaa 26.- mbambambambaba 22222 2 27.- bababababa 321824168 22232 28.- 111 445 xxxxx 29.- 564 16 56246 1206193620196620196 222 xx xx xxxxxx 30.- yxyxyx 95958125 2224 31.- 23 111 mmmm 32.- bayxbayxbayxbayx bayxbabayxyxbabayxyxbabyxyax 2222222222222 222222 2 33.- 13777721 2232233245 mnnmmmnmnmnmnm n 34.- cbaxxcxbxa 1111 35.- 22 244 yxyxyx 36.- 2242 111 ababba 37.- 222 63612 abaabb 20 38.- 711774 3336 xxxx 39.- 1543 35 3152015 601517225417151541715 22 22 242424 xx xx xxxxxx 40.- bababababa 3131313131 3 41.- xxxxxxxxxxxxx 353595925109925 222222242224 42.- 64644646166161636283628 24242424424444848 aaaaaaaaaaaaaaaa 43.- 23 41449278343 aaaa 44.- yxbabyabxa 5431512 222 45.- yxyxyxyx 35152 22 46.- 122323232322323446 anmnmnmamnnmamnanam 47.- 4343826 2929481 bcabcacba 48.- bababa 2424216 2 49.- 5454452020 22 xxxxxxxxxx 50.- 67422 nnnn 51.- dcnadcnadcna dcdcnadcdcnananancdcdacdancnda 22 222222222222222 2222222 52.- 6339 3661612161 xxxx 53.- 164464 23 xxxx 54.- xxxx 64164 33 55.- 3218543618 2332823435 xxyxyxyxyax 21 56.- 222 1711449 ababba 57.- 1089191811 2 xxxxx 58.- cbacbacba 22 59.- 22 396 nmnmnm 60.- 475 7 47357 1407314920317 22 xx xx xxxx 61.- aaaaaa 57945639 223 62.- 11111 axxxaxaax 63.- 22224224 59259081902581 yxyyxxyxyx 64.- bbbbbbbbbbbbbbb 515125125212525271271 22222242224242 65.- mnnmmnnmnmnmnmnnmmnmnmnnmmnnmm 222222222224224222242244224 2 66.- 222244 224 dcdcdc 67.- 4335201515 22234 xxxxxx 68.- xaxaxaxaxa 22 69.- 20122408 24 xxxx 70.- 4352 23 86156 1206736207662076 22 22 242424 mm mm mmmmmm 71.- 22222 2341291249 naaanaanan 72.- 1222 22 xx 73.- bayxyxbyxa 3711317 74.- 361832 xxxx 22 75.- nmbanmbanbmanbmanbma 22 76.- 33223 28126 yxyxyyxx 77.- 21228821228 22 aaaa 78.- 222 9181181 abbaab 79.- 121214 336 aaa 80.- 20244804 2336 xxxx 81.- 1 yxbababaybaxaybyabbxax 82.- 1312121231236 maaamamam 83.- xxxxxxxxxxxx 25433452 24 68208 120814641514881415 222 84.- 11111111 444242244246446810 aaaaaaaaaaaaaaaaaaa 85.- 121112112 xaaaxaax 86.- nmnmnnmnmnmnnmnm 433 87.- 23232232222332 21222 xbabaxbaxaxbba 88.- bcammbmcmabmbcmcaamabmmcbam 3211311233222332 89.- 2 2 3 1 9 1 3 2 xxx 90.- nnnnnn bababa 2242 224 91.- axaxxaxxaxxaxxaxxax 108999981 22 92.- xaxaxaxaaxaa 434316316961669 222222 93.- 232329449449 222222 xaxaxaxxaxxa 23 94.- 133333393939 222222 yxyxyxyxyxyxyxyyxxyxyx 95.- 89722 xxxx 96.- abbaabba babababbaabababbaabbaa 676676 367636498436363649120364912036 2222 22222224224222242244224 97.- mnbamnba mnbammnnbammnnbabababmnnma 3232 3269269444469 2222222222222 98.- 448 3 2 1 3 2 1 9 4 1 aaa 99.- 32643264642646412648128 128912891448914464144816481 babababababababbaaba 100.- abxabxbaabxx 57352 222 101.- 323 3527135225125 xxxx 102.- 1253232323232 22 aaaaaaaaaaa 103.- banmnmbnmabnbmnama 5433534155124 2222 104.- 2363 31961 xxx 105.- bababbaa 58403 22224 Nota: para los ejercicios donde el término independiente, su valor, es un número amplio y no es tan fácil encontrar el valor que sumados den como resultado el término lineal y la multiplicación sea el número del término independiente es recomendable que se realicen las factorizaciones del término independiente por medio de los factores primos de ese número. En el caso del ejemplo número 83 donde el término independiente es 120, se encuentran los factores primos de dicho número. 24 Factores primos de 120 2 2 30 2 15 3 5 5 1 Los factores primos del número 120 son 2, 3, 5, y los factores del mismo número son 2, 4, 6,15,20, 24, 30, 40, 60; que son las combinaciones de los factores primos. 1.5 RADICALES Radical: En general, es toda raíz indicada de una cantidad. Si una raíz indicada es exacta, tenemos una cantidad racional, y si no lo es, irracional. Así, 24a es una cantidad racional y a3 es una cantidad irracional. Simplificación de un radical. CASO I. Cuando la cantidad subradical contiene factores cuyo exponente es divisible por el índice. 1.- 232918 2.- bababa 252550 222 3.- abbaabbabbaaba 33332 2 1 332 2 1 108 2 1 3232642275 4.- abccbaabccbaaccbbaaacbaa 11411221122442 432438622973 25 5.- 3 2223 26233 82 23 3 2 27 3 2 nmnnnmnm 6.- 6 4 1 6 8 2 32224 8 1 8 24 88 83 8 3 2 2 7.- 6 2 1 6 6 3 6 6 3 66 61 3 6 1 3 2 8.- y y y y a y y ay yy y a y y a y ya yy ya y a 3 3 9 3 54 18 3 54 12 33 54 6 27 27 2 2 3 27 274 2 3 2727 274 2 3 27 4 2 3 2233 3 323 32 33 32 3 2 9.- nm m nm m m nmm m mmn mm mn mm mn m n 5 3 5 3 53 1 53 1 5 59 5 55 59 5 5 9 5 233 22 323 3 33 3 3 10.- 333 3 33 2525 5 5 5 25 5 555 551 5 5 1 5 CASO II. Cuando los factores de la cantidad subradical y el índice tienen un divisor común. Hacer enteros los radicales. 1.- 123232 2 2.- 422222 18292323 aaaaaaa 3.- 3 53 233 233 2 1282642424 mmmmmmm Reducir. 1.- 3331932034 26 2.- 4 1 4 23 2 1 4 3 2 4 1 2 2 1 2 4 3 3.- 3 5 2 33 5 3 Multiplicación de radicales. 1.- 231863 x 2.- 66 7 7 67 7 1 294 14 2 21 7 2 14 2 1 2 x 3.- xxxxxxxxxxxxx 22222 53326131321 2 TRIGONOMETRÍA 2.1 FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS hipotenusa opuestocateto seno c a ASen adyacentecateto opuestocateto gentetan b a ATang adyacentecateto hipotenusaante sec b c ASec hipotenusa adyacentecateto eno cos c b ACos opuestocateto adyacentecateto angente cot a b ACtg opuestocateto hipotenusa ecante cos a c ACsc 2.2 TEOREMA DE PITÁGORAS 27 En todo triángulo rectángulo, la hipotenusa al cuadrado es igual a la suma de los cuadrados de los catetos. De acuerdo al triángulo rectángulo que se encuentra a la izquierda, el teorema de Pitágoras queda definido como: 222 bac 2.3 IDENTIDADES TRIGONOMÉTRICAS FUNDAMENTALES. 1.- 1csc;csc AASen ca ac AASen 2.- 1; ASecACos cb bc ASecACos 3.- 1; CtgAATang ba ab ACtgATang 4.- ATang ACos ASen 5.- ACtg ASen ACos Demostración de Sen2 A + Cos2 A = 1 a B c C A b 28 dqlACosASentoloPor c c ACosASen quedanosPitágorasdeteoremaalyrectángulotríanguloalacuerdode c ba ACosASen c b c a ACosASen c b c a ACosASen ...1tan 22 2 2 22 2 22 22 2 2 2 2 22 22 22 Demostración de Sec2 A - Tan2 A = 1 dqlATangASec b b ATangASec b ac ATangASec b a b c ATangASec b a b c ATanASec ..122 2 2 22 2 22 22 2 2 2 2 22 22 22 Demostración de csc2 A – ctg2 = 1 122 2 2 22 2 22 22 22 22 ACtgACsc a a ACtgACsc a bc ACtgACsc a b a c ACtgACsc 7.- 6.- 8.- 29 EJERCICIOS 1.- xCosxCos xSec xCosxSen xSen xSec Senx xCos xSen xSec xSen xTang 11 1 xSenxSen xSen xCos xSenxCos xSen xSenxCos xCos xSen xSenxCos xCosxSen xCos xSen xSen xCos xCos xSen xCos xSen xCtgxTang xSec 1 1 1 1 22 111 1 1 1 1 1 1 22 xCosxSen xCos xCos xsen xSen xSec xCos xCsc xSen 3.- 2.- 30 xCosxCos xCos xSen xCos Senx xSec xctg xCsc 11 1 1 11 1 1 11 1 1 22 2 xCosxSen xCosxSen xCosxCosxSenxSen xSen xCos xCos xSen xSenxSen xSen xSen xSen xSen xCsc xCos xSen 22 2 2 2 2 2 2 4 1 1 4.- 5.- 6.- 31 2.4 LEYES DE SENOS Y COSENOS Ley de senos Ley de cosenos Csen c Bsen b Asen a CCosabbac BCosaccab ACosbccba 2 2 2 222 22 222 3. GEOMETRÍA ANALÍTICA. 3.1 DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS. 1.- Calcula la distancia entre los puntos A (2,4) B (7,4) Datos Fórmula. 22 11 4,7 4,2 yx yx B A 5250 2744 22 2 12 2 12 d d xxyyd 32 2.- Calcula la distancia entre los puntos A (2,1) B (2,8) Datos Fórmula. )8,2( )1,2( 22 11 yx yx B A 7049 2218 22 2 12 2 12 d d xxyyd 3.- Calcula la longitud del segmento A (2,3) B (8,3) Datos Fórmula. )3,8( )3,2( 22 11 yx yx B A 63660 2833 2 22 2 12 2 12 d d xxyyd 4.- Calcula la distancia entre los puntos A( 2,3) B (5,7). Datos Fórmula )7,5( )3,2( 22 11 yx yx B A 525 916)3()4( 2537 22 22 2 12 2 12 d d d xxyyd 33 5.- Calcula la distancia entre los puntos A(2,-3) B (5,4) Datos Fórmula. )4,5( )3,2( 22 11 yx yx B A 58949 2534 22 2 12 2 12 d d xxyyd 6.- Calcula la distancia entre los puntos A 3 1 , 2 3 B 2 7 , 3 8 Datos Fórmula. ) 2 7 , 3 8 ( ) 3 1 , 2 3 ( 22 11 yx yx B A 3 1 18 205 36 410 36 49 36 361 6 7 6 19 2 3 3 8 3 1 2 7 22 22 2 12 2 12 d d d xxyyd 3.2 LÍNEA RECTA. PENDIENTE DE UNA RECTA. Ejercicios: 34 1.- Calcula la pendiente de la recta que pasa por los puntos A (2,3) y B (5,7). Se puede escoger ya sea el punto A o el punto B para sustituir sus coordenadas como 11, yx y el otro como 22, yx aplicando la fórmula de la pendiente: 12 12 xx yy m 3 4 25 37 m 2.- Calcula la pendiente de la recta que pasa por los puntos: J (-2,5) y K (3,1). Sustituyendo en la fórmula. 12 12 xx yy m 5 4 5 4 23 51 23 51 m 3.- Halla la pendiente de la recta que pasa por los puntos 2,3 2 7 ,2 ByA . Sustituyendo en la fórmula. 21 21 xx yy m 2 11 1 2 11 32 2 2 7 32 2 2 7 ABm 4.- Encuentra la pendiente de la recta que pasa por los puntos L (-3,4) y K (2,4). Sustituyendo en la fórmula. 21 21 xx yy m 0 5 0 23 44 LKm Nota: Obsérvese que la recta LK es horizontal, pues los dos puntos tienen la misma ordenada. Entonces el ángulo de inclinación es de 0º y la tangente de 0º es cero, así que puede generalizar diciendo que la pendiente de una recta horizontal vale cero. 35 3.2.1 PARALELISMO Y PERPENDICULARIDAD ENTRE DOS RECTAS. Ejercicios: 1.- Determina si son o no son paralelas las rectas AB y CD siendo: 6,4,4,1 5,7,3,2 DC BA De acuerdo con la condición de paralelismo, si las rectas son paralelas, sus pendientes son iguales. Entonces hay que calcular las pendientes: 5 2 27 35 ABm 5 2 14 46 CDm Como CDAB mm , concluimos que las rectas AB y CD son paralelas. 2.- Comprueba que los puntos A (1,2), B (4,-1) y C (3,4) son vértices de un triángulo rectángulo. Un triángulo para ser rectángulo debe tener un ángulo recto y un ángulo recto está formado por rectas perpendiculares, así que el triángulo ABC es rectángulo si dos de sus lados son perpendiculares entre sí. Entonces hay que calcular la pendiente de cada lado: 1 3 3 14 21 ABm 5 1 5 43 14 BCm 1 2 2 13 24 ACm 36 Como las pendientes de AB y AC son recíprocas y de signo contrario concluimos que los lados AB y AC son perpendiculares entre sí y, por lo tanto, el triángulo ABC es un triángulo rectángulo. 3.- Comprueba que las rectas que pasan por los puntos J (1,1),K (4,4) y L (0,4), M (3,1) son perpendiculares entre sí. Se calcula la pendiente de cada una de las rectas: 1 3 3 14 14 JKm 1 3 3 03 41 LMm Como las pendientes son recíprocas y de signo contrario, las rectas JK y LM son perpendiculares entre sí. 4.- Comprueba que las rectas que pasan por los puntos A (1,4), B (-1,0) y C (1,1), D (3,5) son paralelas entre sí. Se calcula la pendiente de cada una de las rectas: 2 2 4 11 40 ABm 2 2 4 13 15 CDm Como las pendientes de las rectas AB y CD son iguales, queda comprobado que son paralelas entre sí. ÁNGULO QUE FORMAN DOS RECTAS AL CORTARSE. Fórmula: 21 12 1 tan mm mm Ejercicios: 1.- Calcula el ángulo formado por las rectas A (1,5), B (7,3) y C (2,1), D (6,4). Para precisar el ángulo que se va a calcular, conviene hacer la gráfica de las rectas. Y con objeto de que la tangente sea positiva, se considera alguno de los 37 ángulos agudos, numerando las rectas como se indicó, es decir suponiendo que el ángulo se describe girando en contra de las manecillas del reloj. Las pendientes son: 3 1 6 2 17 53 ABm 4 3 26 14 CDm A la recta que pasa por los puntos AB la llamamos (1), a la recta que pasa por los puntos CD la llamamos (2); entonces: 4 3 3 1 21 mym . Sustituyendo en la fórmula: 9 13 12 9 12 13 12 312 12 49 12 3 1 3 1 4 3 4 3 3 1 1 3 1 4 3 tan 444.1 9 13 tan Ahora se busca en unas tablas o en una calculadora el ángulo cuya tangente sea igual a 1.444 y se encuentra que 55º 17´. El ángulo marcado en la figura como 71º55º180 º180 a 71º55 06º179 34º124 34º124 38 Obsérvese que, si se desea calcular directamente el ángulo deberá considerarse a recta que pasa por los puntos CD como recta (1) y la recta que pasa por lo puntos AB como recta (2). Entonces sustituyendo en la fórmula queda: 444.1 9 13 3 1 4 3 1 4 3 3 1 tan Se busca en las tablas el ángulo cuya tangente es 1.444, y como ésta es negativa se calcula su suplemento. Así se obtiene que: 34º124 2.- Calcula los ángulos interiores del triángulo cuyos vértices son A (2,3), B (7,4) y C (4,7). Primero se hace la gráfica del triángulo y se calcula la pendiente de cada uno de los lados: 5 1 27 34 ABm 1 3 3 74 47 BCm 2 2 4 24 37 ACm y x 39 A continuación, para calcular cada uno de los ángulos se va considerando cuál es el lado uno y cuál es el lado dos. Así, para el ángulo que está en el vértice A, el lado uno es AB y el lado dos es AC . Se sustituye en la fórmula: 285.1 7 9 5 7 5 9 5 2 1 5 9 2 5 1 1 5 1 2 Atg Por lo que el ángulo que está en el vértice A es el ángulo cuya tangente es 1.285: 5º52 A Para el ángulo en el vértice B, el lado uno es BC y el lado dos es AB : 5.1 2 3 4 6 5 4 5 6 5 1 1 1 5 1 5 1 11 1 5 1 Btg Por lo que el ángulo que está en el vértice B es el ángulo cuya tangente es 1.5 02º56 B Para el ángulo que está en el vértice C, el lado uno es AC y lado dos es CB . 3 1 3 21 3 121 21 Ctg Por lo que el ángulo que está en el vértice C es el ángulo cuya tangente es 3: 53º71 C 40 Los tres resultados anteriores se pueden comprobar sumándolos, ya que la suma de los ángulos interiores de cualquier triángulo es siempre 180º. 53º71 02º56 5º52 C B A __________ 06º179 O sea 180º. 3.2.2 ECUACIÓN DE UNA RECTA. La línea recta se define como el lugar geométrico formado por los puntos tales que, si se toman dos cualesquiera de ellos, se obtiene siempre la misma pendiente. 1 1 xx yy m De acuerdo con esto se obtiene la ecuación de la recta poniendo la diferencia de ordenadas en el primer miembro y el producto de la pendiente por la diferencia de las abscisas en el segundo, quedando así: 11 xxmyy que es la primera forma en que estudiamos la ecuación de la línea Recta. Ejercicios: 1.- Encuentra la ecuación de la recta que pasa por el punto A (2,3) y cuya pendiente es -2. 41 Se sustituye en la ecuación de la recta: 223 xy Se efectúa la operación indicada en el segundo miembro y se pasan todos los términos al primer miembro: 072 423 yx xy qué es la forma usual en que se expresa la ecuación de la recta. 2.- Halla la ecuación de la recta que pasa por los puntos A (-2,-3) y B (5,1). Se calcula la pendiente: 7 4 7 4 52 13 m . Ahora se sustituye en la ecuación de la recta usando el punto A o el punto B y la m calculada: usando A: 01374 84217 2 7 4 3 yx xy xy usando B: 01374 20477 5 7 4 1 yx xy xy Como se ve la ecuación que se obtiene es la misma usando A o B. La forma de la ecuación de la recta 11 xxmyy , se emplea en general cuando se desea obtener la ecuación de una recta dada, siempre que con los datos que se den sea posible llegar a conocer la pendiente y al menos un punto de la recta. 42 3.- Halla la ecuación de la recta que pasa por el punto J (-2,-3) y que es paralela a la recta que pasa por los puntos A (2,3) y B (5,4). Se calcula la pendiente AB: 3 1 25 34 ABm la pendiente de la recta cuya ecuación buscamos es la misma, pues son paralelas, así sustituyendo en la fórmula el punto J y m queda: 073 293 2 3 1 3 yx xy xy 4.- Encuentra la ecuación de la recta que pasa por el punto K (2,1) y que es perpendicular a la recta que pasa por los puntos A (-2,1) y B (-3,5). Se calcula la pendiente de la recta AB: 4 1 4 23 15 ABm Como la recta que pasa por K es perpendicular a la recta AB, sus pendientes son recíprocas y de signo contrario. Así la pendiente de la recta cuya ecuación buscamos es:4 1 m y la ecuación es: 024 244 2 4 1 1 yx xy xy 43 5.- Halla la ecuación de la mediatriz del segmento A (-2,3), B (6,5). Recordando que la mediatriz es la recta que pasa por el punto medio del segmento, siendo perpendicular a dicho segmento, calculamos en primer lugar el punto medio de AB: 4,2 4 2 8 2 53 2 2 4 2 62 ABm m m P y x Ahora se calcula la pendiente de AB: 4 1 8 2 26 35 ABm Como la mediatriz es perpendicular, su pendiente es recíproca y de signo contrario: 4mediatrizm El problema es entonces hallar la ecuación de la recta que pasa por el punto (2,4) y cuya pendiente es 4m 0124 844 244 yx xy xy que es la ecuación de la mediatriz del segmento AB . 44 6.- Dado el triángulo J (-2,3), K (6,5), L (4,7), encontrar: La ecuación de la mediana del lado JK . La ecuación de la altura, considerando como base el lado JK . La ecuación de la mediatriz del lado KL . La ecuación del lado LJ . Solución. Recuérdese que la mediana es la recta que une el punto medio de un lado con el vértice opuesto. Entonces se determinan las coordenadas del punto medio del lado JK . 4,2 4 2 8 2 53 2 2 4 2 62 JKm m m P y x En seguida se calcula la pendiente de la mediana pues ya sabemos que pasa por 4,2 JKm P y por 7,4L : 2 3 24 47 m 45 Con este valor de m y usando cualquiera de los dos puntos, por ejemplo L, queda: 0223 123142 4 2 3 7 yx xy xy que es la ecuación de la mediana del lado JK . La altura es perpendicular a la base y pasa por el vértice opuesto. Así tenemos que encontrar la ecuación de la recta que pasa por el punto L (4,7) y es perpendicular a la recta JK. Entonces se calcula la pendiente de JK: 4 1 8 2 26 35 JKm La pendiente de la altura es recíproca y de signo contrario: 4altiram y la ecuación de la altura es: 0234 1647 447 yx xy xy 46 Para encontrar la ecuación de la mediatriz de KL se determina el punto medio: 6,5 6 2 12 2 75 5 2 10 2 46 m m m P y x se calcula la pendiente de KL: 1 2 2 64 57 KLm La pendiente de la mediatriz es m=1 La ecuación de la mediatriz es: 01 56 516 yx xy xy Para encontrar la ecuación del lado LJ se calcula su pendiente: 3 2 6 4 24 37 LJm y con el punto L (4,7), la ecuación es: 01332 82213 4 3 2 7 yx xy xy 7.- Halla la ecuación de la recta cuya pendiente es m= -2 y que pasa por el punto de intersección de las rectas: 0222 0732 yx yx 47 Las coordenadas del punto de intersección se encuentran resolviendo como ecuaciones simultáneas las dos ecuaciones dadas, pues en cada ecuación de recta las variables x y y representan las coordenadas de cualquier punto de la recta. Así, los valores de x y y que satisfacen las dos ecuaciones tienen que ser las coordenadas del punto donde se cortan dichas rectas. El sistema de ecuaciones puede resolverse por cualquier método de eliminación o por determinantes. Lo vamos a resolver eliminando por resta. Así restaremos la segunda ecuación de la primera: 1 55 0550 0222 0732 y y yx yx yx Sustituyendo el valor de y en cualquiera de las dos ecuaciones se encuentra el valor de x. Sustituyendo en la primera: 2 42 0732 07132 x x x x Así obtenemos que las coordenadas del punto de intersección son: (2,1). Ahora la ecuación de la recta es: 052 421 221 yx xy xy 48 8.- Encuentra las intersecciones con los ejes coordenados de la recta 0632 yx . Con el eje de x: 3 62 062 0 x x x y La intersección es el punto (3,0). Con el eje y: 2 63 063 0 y y y x La intersección es el punto (0,2). 9.- Encuentra la pendiente de la recta 043 yx . Para calcular la pendiente se necesita conocer las coordenadas de dos puntos de la recta. Para eso se puede despejar cualquiera de las variables y dar valores a la variable independiente. Despejando y: xy 34 x y 1 1 2 -2 se tiene ya los puntos (1,1) y (2,-2), así que la pendiente es: 3 1 3 12 12 m 10.- Hallar la ecuación de la recta cuya ordenada al origen es b=4 y cuya pendiente es m=2. Se sustituyen los valores de m y b en la fórmula bmxy 042 42 yx xy 49 Por supuesto, esta ecuación se puede encontrar usando la forma 11 xxmyy , pues se conoce la pendiente y, al conocer b, se sabe que la recta pasa por el punto (0,4): 042 24 024 yx xy xy 11.- Calcula la distancia del punto 1,2A a la recta 023 yx . La distancia de un punto a una recta siempre se mide perpendicularmente a la recta. Así, para calcular la distancia, hay que trazar desde A una recta perpendicular a la recta dada, para determinar el punto B en el cual se intersectan dichas rectas, ya conocido el punto B, el problema se reduce a calcular la distancia entre dos puntos. Para obtener la ecuación de la recta AB, en la que se conoce al punto A hace falta su pendiente, peor sabemos que es recíproca y de signo contrario a la pendiente de la recta 023 yx . Así que se calcula ésta despejando y. 23 xy por lo que 3m y la pendiente de la recta AB es 3 1 ABm La ecuación de AB es: 013 233 2 3 1 1 yx xy xy 50 3.3 FORMA SIMÉTRICA DE LA ECUACIÓN DE LA RECTA. Así como la ordenada de la intersección de una recta con el eje de las Y se le llama ordenada al origen b, a la abscisa de la intersección de la recta con el eje X se le llama abscisa al origen y se representa con a. ahora planteamos como problema encontrar la ecuación de una rectaconociendo su abscisa y su ordenada al origen: al conocer a y b se conocen dos puntos de la recta: (0,b) y (a,0) y con ellos se encuentra la ecuación, para lo cual primero se calcula la pendiente: a b a b m 0 0 Después se sustituye en la ecuación 11 xxmyy , usando por ejemplo el punto (0,b): abaybx bxabay x a b by 0 y luego se divide toda la ecuación entre el término independiente ab: ab ab ab ay ab bx 1 b x a x que es la ecuación de la recta en su forma simétrica. Esta ecuación puede usarse cuando se desea obtener la ecuación de una recta conociendo los puntos donde la recta interfecta a los ejes. 51 Ejercicios: 1.- Encontrar la ecuación de la recta cuyas intersecciones con los ejes están dadas por 3a y 5b . Se sustituyen estos valores en la ecuación: 1 b y a x 1 53 yx 01535 1235 yx yx 2.- Hallar las intersecciones con los ejes de la recta cuya ecuación es: 0632 yx Hay que transformar la ecuación a la forma simétrica, para lo cual se pasa el término independiente al segundo miembro y se divide toda la ecuación entre dicho término: 3 5 3 5 1 23 632 0632 B C b yx yx yx 52 3.- Trazar la recta cuya ecuación es: 0643 yx Se calculan sus intersecciones con los ejes y se hace la gráfica. 2 3 6 A C a es el punto (2,0) 2 3 4 6 B C b es el punto 2 3 ,0 f(x)=-.75x+1.5 -12 -10 -8 -6 -4 -2 2 4 6 -5 5 10 x y 4.- Encontrar la ecuación de la recta que pasa por el punto J (-2,-3) y es perpendicular a la recta: 0132 yx Se calcula la pendiente de la recta 0132 yx con la fórmula: 3 2 3 2 ; m B A m 53 Entonces la pendiente de la recta cuya ecuación se pide es recíproca y de signo contrario: 2 3 m A continuación se sustituye este valor y las coordenadas del punto J, en la primera forma de la ecuación de la recta :11 xxmyy 01223 6362 2 2 3 3 yx xy xy 3.4 CIRCUNFERENCIA ECUACIÓNDE LA CIRCUNFERENCIA EN LA FORMA ORDINARIA CON CENTRO EN EL ORIGEN La circunferencia se define como el lugar geométrico de un punto que se mueve en un plano, de tal manera que está siempre a la misma distancia de un punto fijo, situado en el mismo plano y llamado centro. A la distancia que hay en el centro y cualquier punto de la circunferencia se le llama radio. Si queremos encontrar la ecuación de la circunferencia. Primero vamos a considerar el caso particular, en que el centro de la circunferencia está en el origen de las coordenadas y el punto A (x, y) es punto cualquiera de la circunferencia. 54 y Figura A(x,y) x Escribiendo la condición geométrica, tenemos: rAC ''''''' Al sustituir en la fórmula de distancia entre dos puntos, nos queda: 222 ryx Elevando al cuadrado ambos miembros de la igualdad: 222 ryx En esta ecuación x y y representan las coordenadas de cualquier punto de la circunferencia; r es el radio de la circunferencia. EJEMPLOS. 1.- Encuentra la ecuación de la circunferencia con centro en el origen y radio igual a 4 C 55 Sustituyendo en la ecuación de la circunferencia, se obtiene: 222 4 yx 16 22 yx 2.- Encuentre la ecuación de la circunferencia cuyo entro se halle en el origen y que pase por el punto A ( 3, 4 ). En los datos que nos dan, no está la medida del radio; por lo tanto, lo vamos a calcular. Como sabemos que el radio es la distancia del centro a cualquier punto de la circunferencia, encontramos la distancia del origen al punto A y éste es el radio de la circunferencia: 52516943 22 CA Entonces el radio de está circunferencia es 5, r =5; lo sustituimos en la ecuación de la circunferencia 25 5 22 222 yx yx 3.- Encuentra la ecuación de la circunferencia cuyo centro esté en el origen y que sea tangente a la recta 3x + 4y + 15 = 0 Para resolver este problema vamos a recordar la ecuación de la distancia de un punto a una recta 22 11 BA CByAx d Así sustituyendo los valore del centro de la circunferencia que es el punto (0,0), y de la recta 3x + 4y +15=0 en la fórmula anterior, nos queda: 3 25 15 169 15 )4(3 15)0(4)0(3 22 r 56 Al sustituir este valor que acabamos de encontrar para el radio, en la ecuación de la circunferencia: 9 )3( 22 222 yx yx 3.5 ECUACIÓN DE LA CIRCUNFERENCIA EN LA FORMA ORDINARIA FUERA DEL ORIGEN Para realizar problemas de este tipo, debemos recordar la ecuación de la circunferencia con el centro fuera del origen. 222 rkyhx 4.- Halla la ecuación de la circunferencia que tiene su centro en el punto C ( 5,1) y cuyo radio es igual a 3. Sustituyendo estos valores en la ecuación obtenemos: 915 22 yx Si desarrollamos los binomios, reducimos términos semejantes y ordenamos la ecuación, llegamos a lo que se llama forma general de la ecuación de la circunferencia. 017210 09122510 915 22 22 22 yxyx yyxx yx 57 5.- Encuentra la ecuación de la circunferencia con centro en el punto (2, 3) y radio igual a 5. Sustituimos los valores de h,k y r en la ecuación de la circunferencia en su forma ordinaria: 01264 2532 532 22 22 222 222 yxyx ordinariaformaenEscrita yx yx rkyhx 4 CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL 4.1 LÍMITES. 1.- 2 2 53 25lim xx x x 2 2 2 2 2 2 53 25 lim x x x x x x x x = 5 3 2 5 2 x x = 50 20 = 5 2 2.- 3 6 3 lim 2 x xx x 0 0 33 639 3 23 3 6 3 lim 2 x xx x xx x = 523 3.- 0 0 11 11 1 1 1 lim x x x 211 1 11 11 11 1 lim x xx xx xx x 4.- 28682 3 lim x x 5.- 3 1 9 3 9 9 9 312 3 12 3 lim 4 2 312 4 2 x x x 58 6.- 51 25 1 169 3 9 4 lim 2 x x x 7.- x lim fxexdx cbxax 35 24 lim 55 3 5 5 55 2 5 4 x fx x ex x dx x c x bx x ax = 0 0 00 000 42 53 dd x f x e d x c x b x a 8.- 0 0 11 431 1 43 1 lim 2 x xx x (indefinido) se puede quitar la indeterminación con algún paso algebráico, en este caso con factorización. 1 14 1 43 1 lim 2 x xx x xx x 54 x 9.- 0 0 0 31518 33 33532 3 352 3 lim 22 x xx x 71613212 3 123 3 12 1262 3 6254 3 3522 3 352 3 lim 222 x x xx x xx x xx x xx x xx x 10.- 0 0 33 99 3 9 9 lim x x x 633 9 39 33 39 9 lim x xx xx xx x 11.- 2 lim x 12444 2 422 2 8 23 x xxx x x 12.- 0 lim x 0 0 00 00 4 16 2 3 xx xx 0 lim x 4 4 44 4 16 4 16 2 2 3 x xx xx xx xx xx 59 13.- 2 lim x 0 4 0 4 624 2 62 x xx 14.- 2 lim t 3 1 12 32 12 23 2 65 2 2 tt tt tt tt 15.- 3 lim x 6 7 6 7 6 4129 3 442 x xx 16.- 1 lim x ; 0 0 1 13 x x indefinido 1 lim x 3111 1 11 1 1 23 x xxx x x 17.- 1 lim u 0 0 11 761 1 76 2 2 u uu Indefinido. 1 lim u 4 2 8 11 17 1 76 2 2 uu uu u uu 18.- 1 lim x 0 0 11 312 1 32 2 x xx 1 lim x 1´ 2 2232 1 624 1 32 22 x xx x xx x xx = 1 lim x 5312 1 132 x xx 19.- 0 lim x 0 043 2 x xx 1 lim x 143413 43 x xx 20.- 1 lim x 0 0 11 11 1 1 x x Indefinido. 60 1 lim x 2 1 11 1 1 1 11 1 11 11 1 1 xxx x xx xx x x 21.- 2 lim x 0 0 22 33 22 354 2 352 x x indefinido. 2 lim x 3 2 6 4 33 4 352 22 352 4 352 95 352 3535 2 35 22 2 2 2 2 222 xx xx xx x xx x xx xx x x 22.- 1 lim x indeterminado. 1 lim x 23310310 3101 23310 43 23310 2323 310 23 2 2 2 2 2 222 xxx xx xx x xx xx x x 23910 31011 2 xx xxx = 3 4 12 4 62 22 332 231 31011 2 xx xxx 23.- 1 lim x 0 0 14131 213141 1413 234 23 2 23 xx xxx 1 lim x 14 25 141 125 1413 234 22 2 23 x xx xx xxx xx xxx 15 8 141 251 61 Factorizar por división sintética 234 23 xxx 1 +4 -3 -2 1 1 5 2 1 5 2 0 Uno de los factores del polinomio es (x- 1) y el otro factor es )25( 2 xx 24.- 6 1 48 8 1644 44344 1644 44434 64 16434 4 lim 2 3 2 24 3 224 xxx xxxx xxx xxxx x xxx x 25.- 0 0327 0 lim 3 x x x 0 18 3270 18 327 927 327 327327 0 lim 2 33 2 3 2 3 2 3 x xx x xx xx x 62 4.2 DERIVADAS FÓRMULAS DE DERIVACIÓN 1.- 0 dx dc 2.- 1 dx dx 3.- dx dw dx dv dx du wvu dx d 4.- dx dv cvc dx d 5.- dx du v dx dv uvu dx d 6.- dx dv nvv dx d nn 1 7.- 2v dx dv u dx du v v u dx d 8.- c dx du c u dx d 9.- dx dv vv dx dv v dx d 1 ln 10.- dx dv v e v dx d log log 11.- dx dv aaa dx d vv ln 12.- dx dv ee dx d vv 63 13.- dx dv uu dx du vuu dx d vvv .ln1 14.- dx dv vvsen dx d cos 15.- dx dv vsenv dx d cos 16.- dx dv vvtg dx d 2sec 17.- dx dv vvctg dx d 2csc 18.- dx dv vtgvv dx d secsec 19.- dx dv vctgvv dx d csccsc 20.- 21 v dx dv vsenarc dx d 21.- 21 cos v dx dv varc dx d 22.- 21 v dx dv vtgarc dx d 23.- 21 v dx dv vctgarc dx d 24.- 1 sec 2 vv dx dv varc dx d 64 25.- 1 csc 2 vv dx dv varc dx d EJERCICIOS SOLUCIONES: 1.- 3xY 2' 3xY 2.- 24 bxaxY 2424' )( x dx d bx dx d abx dx d ax x d Y = bxax dx dx xb dx dx axa 2424 33 3.- 53 4 xY 3 1 3 1 ' 3 4 0 3 4 53 4 x dx dx x dx d x dx d Y 4.- 5 2 37 3 3 45 2 3 38 73 xxx x x x x Y - 4 3 7 xx + 7 3 8 x = 7 3 3 1 873 3 13 xxx 7 4 3 4 5 7 7 24 3 7 5 39 ' xxxY 5.- 52 3 xY 310235335' 22242 xxxxx dx d xY 6.- 2 1 2222 xaxaY x xa xa dx d xaY 20 `2 1 2 1 ' 22 22 2 1 22 22222 2 xa x xa x 7.- 2 1 2222 51235123 xxxxY 23515123´ 22 1 2 2 1 22 x dx d xx dx d xY 65 06515151 2 1 23¨ 2 1 22 2 1 22 xxx dx d xxY 2 2 2 516100 512 1 23´ xxx x xY 2 1 2 2 2 51610 512 23 ´ xxx x x Y 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 516 51 235 516 512 2325 ´ xx x xx xx x xx Y = 2 23 2 2 1 2 2 1 22 51 5161015 51 51516235 x xxxx x xxxxx 2 3 51 1645 x xx 8.- 22 22 xa xa Y = 2 1 2222 xaxa dx d xaY 22' 2 1 222 1 22 xaxa 22 xa dx d 'Y 222 3 2222 2 1 xa dx d xaxa + x xa 20 1 22 'Y x xa xa 20 2 1 2 3 22 22 + 22 2 xa x 66 'Y 2 3 22 22 xa xax + 2 1 22 2 xa x 'Y 2 3 22 2222 2 xa xaxxax 'Y 3 3 22 3232 22 xa xxaxxa = 2 3 22 323 xa xxa 9.- Y 823 24 xx 'Y 43x dx d 22x dx d + 8 dx d 'Y 0412 3 xx xx 412 3 10.- Y 3234 xx 'Y 4 dx d + dx d x3 - dx d 32x 'Y 2630 x 263 x 11.- S 5at - 35bt 'S dt d 5at - 35bt dt d = 45at - 215bt 12.- W 2 2z - 7 7z = 2 2 1 z 7 7 1 z 'W z2 2 1 - 7 1 67z = 6zz 13.- dx d v dx d = 2 1 2 1 v dx d v dx d = v2 1 dx dv 14.- dx d 2 32 xx = xx 32 'Y 32 62 xx = 32 62 xx 67 15.- dt d 3 2 3 4 32 tt = dt d = 3 1 3 8 t - 3 6 3 1 t dt d = 3 8 3 1 t - 3 1 2 t = 3 8 3 1 t - 3 1 2 t 16.- Y 4 1 4 3 42 x dx d x 'Y dx d 4 3 2x dx d 4 1 4 x 'Y 4 6 4 1 x - 4 5 4 4 x 'Y 4 5 4 1 1 2 3 xx 17.- Y 3 2 x - 3 2 a 'Y dx d 3 2 x - dx d 3 2 a 'Y 3 2 3 1 x - 0 'Y 3 1 3 2 x 18.- Y x cxbxa 2 = 2cxbxa 1x = cxbax 1 'Y 02 ax + c = 2x a + c = c 2x a 19.- Y 2 x - x 2 = 2 2 1 x - 2 1 2 x = a 2 1 2 1 x - 2 1 2 x 'Y 2 1 21 2 1 x + 2 3 2 2 x = x4 1 + 2 3 1 x = x4 1 + xx 1 68 20.- S t ctbta 2 = 2ctbta 2 1 t = 2 1 at + 2 1 bt + 2 3 ct 'S 2 3 2 1 ta + 2221 2 3 2 1 tctb = tt a 2 + t b 2 + tc 2 3 21.- Y ax + ax a = 2 1 ax + 2 1 axa 'Y ax dx d axaax dx d ax 2 3 2 1 2 1 2 1 = a ax a aax 2 3 2 1 22 1 'Y axx a ax a axax a ax a 2222 2 22.- r 21 = 2 1 21 'r 2 1 2 1 21 d d 21 = 212 1 2 = 21 1 23.- tf 3232 t = 3 'f t = 22323 t dt d 232 t = 22323 t t6 = t18 2232 t 24.- F x = 3 94 x = 3 1 94 x 'F x = 3 1 3 2 94 x dx d x94 = 3 2 943 1 x 9 = 3 294 3 x 69 25.- Y 22 1 xa = 2 1 22 xa 'Y - 2 1 2 3 22 xa dx d 22 xa = 2 3 222 1 xa x2 = 2 3 222 2 xa x = 2 3 22 xa x 26.- of = 5 3 52 o 'f o = 5 3 o52 = 5 2 525 3 o 5 = 5 2 52 3 o 27.- Y 2 x b a 'Y x b a2 x b a dx d = x b a2 1 x dx d b 'Y b2 2 x x b a = x b a x b 2 2 28.- Y 3 2 x b a 'Y 3 2 2 x b a dx d 2x b a 'Y 2 2 3 x b a 2x dx d b 'Y 3 2 2 x b a bx2 = bx6 2 2 x b a 29.- Y bxax = 2 1 bxax 'Y x dx d 2 1 bxa + 2 1 bxa dx d x 'Y x bxabxa dx d bxa 2 1 2 1 bxa bxa bxa bxa bxa bxabx bxa bxabxbxa bxa b xY 2 32 2 32 2 22 2 2 12 ' 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 70 30.- 2 1 2222 tattatS t dt d tata dt d tS 2 1 222 1 22' 222 1 22 2 2 1 ' tatta dt d tS 2 1 22 2222 1 22 2 1 22 2 1 1 1 ' ta tata ta S 31.- 1 xaxa xa xa Y xa dx d xaxa dx d xaY 11 ' 11' 2 xa xaxaY 22 1 ' xa xaxa xaxa xa Y = 2 2 xa a xaxa 32.- 12222 22 22 xaxa xa xa Y 222212222' xa dx d xaxa dx d xaY xxaxxaxaY 22' 2222222 222 222 ' xa xax Y + 222 2222 22 222 xa xaxxax xa x = 222 3 222 3232 42222 xa x xa xxaxxa 33.- 12 1 22 22 xxa x xa Y 2 1 22112 1 22' xa dx d xx dx d xaY 71 222
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