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1 Matemáticas 3ESO El libro Matemáticas AVANZA para 3.º de ESO es una obra colectiva concebida, diseñada y creada en el departamento de Ediciones Educativas de Santillana Educación, S. L., dirigido por Enrique Juan Redal. En su realización ha participado el siguiente equipo: M.ª Dolores Álvarez Joaquín Hernández Ana Yolanda Miranda M.ª Rosario Moreno Susana Parra Manuela Redondo Raquel Redondo M.ª Teresa Sánchez Teresa Santos Esteban Serrano EDICIÓN Angélica Escoredo Carlos Pérez DIRECCIÓN DEL PROYECTO Domingo Sánchez Figueroa AVANZA 329213_Portadilla.indd 1 17/01/11 10:47301386 _ 0001-0005.indd 1 21/07/11 8:08 Índice 1. Números racionales ................................................... 6 Antes de empezar la unidad ......................................................... 7 Fracciones .............................................................................. 8 Operaciones con fracciones .................................................... 12 Números decimales ................................................................ 14 Números racionales ................................................................ 15 Lo esencial ............................................................................... 16 Actividades .............................................................................. 18 2. Números reales ............................................................ 22 Antes de empezar la unidad ......................................................... 23 Potencias de números racionales ............................................ 24 Propiedades de las potencias .................................................. 28 Notación científica ................................................................. 30 Números reales....................................................................... 31 Intervalos ............................................................................... 32 Lo esencial ............................................................................... 34 Actividades .............................................................................. 36 3. Polinomios .................................................................... 40 Antes de empezar la unidad ......................................................... 41 Monomios .............................................................................. 42 Operaciones con monomios ................................................... 43 Polinomios ............................................................................. 44 Operaciones con polinomios .................................................. 46 Factor común ......................................................................... 49 Igualdades notables ................................................................ 51 Lo esencial ............................................................................... 52 Actividades .............................................................................. 54 4. Ecuaciones de primer y segundo grado ............... 58 Antes de empezar la unidad ......................................................... 59 Elementos de una ecuación .................................................... 60 Ecuaciones de primer grado ................................................... 62 Ecuaciones de segundo grado ................................................. 65 Resolución de problemas con ecuaciones ............................... 67 Lo esencial ............................................................................... 68 Actividades .............................................................................. 70 5. Sistemas de ecuaciones ........................................... 74 Antes de empezar la unidad ......................................................... 75 Ecuaciones lineales ................................................................. 76 Sistemas de ecuaciones lineales .............................................. 77 Métodos de resolución de sistemas ......................................... 78 Lo esencial ............................................................................... 82 Actividades .............................................................................. 84 6. Proporcionalidad numérica ..................................... 88 Antes de empezar la unidad ......................................................... 89 Proporcionalidad directa ........................................................ 90 Proporcionalidad inversa ........................................................ 91 Regla de tres simple ................................................................ 92 Repartos proporcionales ......................................................... 94 Problemas con porcentajes ..................................................... 96 Lo esencial ............................................................................... 98 Actividades .............................................................................. 100 7. Progresiones................................................................. 104 Antes de empezar la unidad ......................................................... 105 Sucesiones .............................................................................. 106 Progresiones aritméticas ......................................................... 108 Progresiones geométricas ........................................................ 111 Lo esencial ............................................................................... 114 Actividades .............................................................................. 116 Q N Z 301386 _ 0001-0005.indd 2 21/07/11 8:08 8. Figuras planas .............................................................. 120 Antes de empezar la unidad ......................................................... 121 Rectas y puntos notables en un triángulo ................................ 122 Teorema de Pitágoras ............................................................. 124 Aplicaciones del teorema de Pitágoras .................................... 125 Área de figuras planas ............................................................. 127 Lo esencial ............................................................................... 130 Actividades .............................................................................. 132 9. Cuerpos geométricos ................................................. 136 Antes de empezar la unidad ......................................................... 137 Poliedros ................................................................................ 138 Prismas. Área .......................................................................... 140 Pirámides. Área ...................................................................... 141 Cuerpos de revolución. Área .................................................. 142 Volumen de cuerpos geométricos ........................................... 144 Lo esencial ............................................................................... 146 Actividades .............................................................................. 148 10. Movimientos y semejanzas ................................... 152 Antes de empezar la unidad ......................................................... 153 Vectores ................................................................................. 154 Traslaciones............................................................................ 155 Giros ...................................................................................... 156 Simetrías ................................................................................ 157 Homotecias y semejanzas ....................................................... 159 Lo esencial ...............................................................................160 Actividades .............................................................................. 162 11. Funciones .................................................................... 166 Antes de empezar la unidad ......................................................... 167 Concepto de función .............................................................. 168 Formas de expresar una función ............................................. 169 Características de una función ................................................ 171 Lo esencial ............................................................................... 176 Actividades .............................................................................. 178 12. Funciones lineales y afines .................................... 182 Antes de empezar la unidad ......................................................... 183 Función lineal ........................................................................ 184 Función afín ........................................................................... 185 Función constante .................................................................. 186 Ecuaciones y gráficas .............................................................. 187 Aplicaciones ........................................................................... 189 Lo esencial ............................................................................... 190 Actividades .............................................................................. 192 13. Estadística.................................................................... 196 Antes de empezar la unidad ......................................................... 197 Conceptos básicos .................................................................. 198 Frecuencias y tablas ................................................................ 200 Gráficos estadísticos ............................................................... 204 Medidas de centralización ..................................................... 207 Lo esencial ............................................................................... 208 Actividades .............................................................................. 210 14. Probabilidad ............................................................... 214 Antes de empezar la unidad ......................................................... 215 Experimentos aleatorios. Sucesos ........................................... 216 Operaciones con sucesos ........................................................ 218 Probabilidad de un suceso ...................................................... 219 Regla de Laplace ..................................................................... 220 Propiedades de la probabilidad .............................................. 221 Lo esencial ............................................................................... 222 Actividades .............................................................................. 224 301386 _ 0001-0005.indd 3 21/07/11 8:08 Esquema de unidad Lectura inicial: Muestra la importancia de lo que vas a estudiar a través de episodios relacionados con la historia de las Matemáticas. Se proponen actividades que te invitan a investigar sobre el personaje de la lectura y la importancia de sus aportaciones. Antes de empezar la unidad… Aparece el bloque de contenidos previos necesarios para comprender lo que vas a estudiar. Además, mediante la evaluación inicial, podrás afianzar los contenidos repasados. Páginas de contenidos: En ellas encontrarás los contenidos y procedimientos básicos apoyados en gran cantidad de ejemplos resueltos. En la mayoría de las páginas se incluye la sección ANTES DEBES SABER… donde se repasan contenidos o procedimientos que debes conocer al enfrentarte a los nuevos contenidos. Esta sección también se refuerza con ejemplos resueltos. Al final de cada página se proponen ejercicios que debes saber resolver a partir de los contenidos aprendidos. La estructura de las unidades didácticas es muy sencilla, ya que se trata de facilitar la localización de los contenidos fundamentales, de los ejemplos resueltos y de los ejercicios propuestos. 3 1. Investiga sobre las aportaciones de la cultura árabe al estudio de las matemáticas y sobre la vida y obra de Al-Khwarizmi. 2. ¿A qué se llamó Casa de la Sabiduría de Bagdad? ¿Qué relación tiene con Al-Khwarizmi? 3. Busca información sobre las aportaciones de Al-Khwarizmi al álgebra. DESCUBRE LA HISTORIA... El servidor del califa Mohamed recorría nervioso las salas de la Casa de la Sabiduría buscando al sabio Al-Khwarizmi, el cual le había enseñado un método para contar y operar con cantidades desconocidas que el joven aplicaba en su trabajo como funcionario de abastos del palacio del califa. Por fin, sentado al lado de una fuente encontró a su maestro. –Maestro, ¿podemos repasar los cálculos de ayer? –Me alegra tu afán de conocimiento. –Al-Khwarizmi se extrañaba de que Mohamed dedicara cada rato libre a aprender. –La riqueza de los pobres es la bondad y el conocimiento, y como cualquier hombre, yo deseo ser rico; además, ningún ladrón puede robártela –repuso Mohamed con una sonrisa. –¡Está bien, está bien! –contestó, y entre asombrado y divertido el sabio le propuso unos ejercicios aritméticos mientras él estudiaba el lenguaje algebraico y las ecuaciones. En la tablilla podía leerse: «Un cuadrado y diez raíces son igual a treinta y nueve unidades…». Polinomios Antes de empezar la unidad... En esta unidad aprenderás a… • Reconocer y operar con monomios. • Distinguir polinomios, calcular su grado y realizar operaciones con ellos. • Sacar factor común en un polinomio. • Conocer y manejar las igualdades notables. PLAN DE TRABAJO LENGUAJE ALGEBRAICO El lenguaje algebraico expresa la información matemática con números y letras. Lenguaje usual Lenguaje algebraico La suma de dos números a + b Un número aumentado en 3 unidades y + 3 El cuadrado de un número x2 El triple de un número 3 ? x La mitad de un número es igual a 3 c 2 3= Expresiones algebraicas Al igual que para expresarnos en el lenguaje usual utilizamos expresiones escritas, para expresarnos en el lenguaje algebraico utilizamos expresiones algebraicas. Una expresión algebraica es un conjunto de números y letras que se combinan con los signos de las operaciones matemáticas. Expresión escrita Expresión algebraica El triple de un número más otro número 3 ? x + y El doble de un número más tres unidades 2 ? x + 3 La mitad de un número menos tres veces ese número 2 1 x - 3x Las letras más utilizadas en el lenguaje algebraico para representar cualquier número son: x, y, z, a, b, c, d… EVALUACIÓN INICIAL 1 Expresa en lenguaje algebraico los siguientes enunciados. a) El triple de un número. b) La cuarta parte de un número. c) Cinco veces un número. d) La tercera parte de un número más cinco unidades. e) El cuadrado de un número más uno. f) Tres veces un número menos cinco. g) Cuatro veces un número menos su cuadrado. h) La suma de dos números consecutivos. i) Un número par. j) Un número impar. k) El número siguiente a un número. 1. Transforma en expresiones algebraicas. a) El doble del cuadrado de un número. b) Un número más la mitad de otro. 41 Operaciones con polinomios 4.1 Suma y resta de polinomios ANTES, DEBES SABER… Cómo se suprimen paréntesis • Si el paréntesis viene precedido por el signo +, se suprime el paréntesis dejando los signos del interior tal y como aparecen. • Si el paréntesis viene precedido del signo -, al suprimir el paréntesis todos los sumandos del interior se transforman en su opuesto. EJEMPLO 3 Realiza esta operación, eliminando primero los paréntesis. 1 ( 2 3 4) ( 5 6 7) =- + - + - - - + - 1 2 3 4 5 6 7 2- - + - + - + = ( 5 6 7) 5 6 7-- + - =- + ( 2 3 4) 2 3 4+- + - =- + - F F Para sumar (o restar) polinomios, se agrupan los monomios del mis- mo grado y se suman (o restan) sus coeficientes. EJEMPLO 11 Suma y resta P(x) = 2x3 - 3x2 + 4x + 1 y Q(x) = -x3 + x2. La suma y resta de polinomios se puede realizar en horizontal o en vertical. + 2x3 - 3x2 + 4x + 1 -x3 + x2 x3 - 2x2 + 4x + 1 P(x) + Q(x) = (2x3 - 3x2 + 4x + 1) + (-x3 + x2) = = 2x3 - 3x2 + 4x + 1 - x3 + x2 = = x3 - 2x2 + 4x + 1 P(x) - Q(x) = (2x3 - 3x2 + 4x + 1) - (-x3 + x2) = = 2x3 - 3x2 + 4x + 1 + x3 - x2 = = 3x3 - 4x2 + 4x + 1 - 2x3 - 3x2 + 4x + 1 -x3 + x2 3x3 - 4x2 + 4x + 1 4 Para sumar dos números enteros de distinto signo: 1.º Se restan sus valores absolutos (el menor del mayor). 2.º Al resultado se le añade el signo del número con mayor valor absoluto. –5 + 2 = –|5 – 2| = –3 5 Dados los polinomios ( ) 3 1P x x x3=- + - y ( )Q x x x4 2= + , calcula: ( ) ( )P x Q x 2 2+ - x 17 Calcula B(x) -A(x) con los polinomios: A(x) = 3x4 - 5x3 + x2 - 7 B(x) = -3x4 + x3 - 2x + 1 LO QUE DEBES SABER RESOLVER 16 Halla la suma y la resta de cada par de polinomios. a) R (x) = x4 - x + 1; S (x) = x2 + 1 b) R (x) = x + 1; S (x) = x2 + x - 1 c) R (x) = 5x7 - x8 + 1; S (x) = x2 + x6 - 1 d) R (x) = x5 - x4 + x3 + 2x + 1; S (x) = x3 + 2x 4.2 Multiplicación de polinomios ANTES, DEBES SABER… Cómo se multiplica un polinomio por un monomio Para multiplicar un polinomio por un monomio, multiplicamos el monomio por cada uno de los términos del polinomio. EJEMPLO 4 Multiplica el polinomio ( ) 2 3 1x x x xP 4 2=- + - - por el monomio 2x3. La multiplicación de un polinomio por un monomio se puede hacer en horizontal o en vertical. -2x4 + 3x2 - x - 1 3 2x3 -4x7 + 6x5 - 2x4 - 2x3 ( ) ( )? ? ? ? ? ? P x x x x x x x x x x x x x x x x x 2 2 3 1 2 2 2 3 2 2 1 2 4 6 2 2 3 4 2 3 4 3 2 3 3 3 7 5 4 3 = - + - - = =- + - = =- + - - - Para multiplicar dos polinomios se multiplica cada monomio de uno de ellos por todos los monomios del otro, y, después, se suman los po- linomios obtenidos. EJEMPLO 12 Resuelve estos productos de polinomios. a) (2x3 + x + 1) ? (2x2 - x) b) 2x ? (x3 + x + 1) = 2x ? x3 + 2x ? x + 2x ? 1 = 2x4 + 2x2 + 2x 2x3 + x + 1 3 2x2 - x - 2x4 + 2x3 - x2 - x 4x5 - 2x4 + 2x3 + 2x2 + 4x5 - 2x4 + 2x3 + x2 - x 16 Halla el producto de cada par de polinomios. a) R(x) = x4 - x + 1; S(x) = x2 + 1 b) R(x) = x + 1; S(x) = x2 + x - 1 c) R(x) = 5x7 - x8 + 1; S(x) = x2 + x6 - 1 d) R(x) = x5 - x4 + x3 + 2x + 1; S(x) = x3 + 2x e) R(x) = 7x3 - 2x2 + x - 3; S(x) = x4 + x2 - 8 f) R(x) = x7 + 3; S(x) = x3 + x2 + 4x + 2 LO QUE DEBES SABER RESOLVER 6 Realiza las siguientes multiplicaciones. a) ( 5 4) ?x x x x23 2- - - b) (4 3 6 3) 5?x x x x25 4- + - c) 3 (5 4 12)?x x x5 3+ + d) 5 ( 2 9 1)?x x x x3 4 3- - + - e) (2 6 2) ( 3 )?x x x4 2 2- - - f) ( 5 ) ( 2 5 6 5)?x x x x2 4 3 2- - - + + Recuerda la regla de los signos para la multiplicación: + ? + = + – ? + = – + ? – = – – ? – = + 46 47 301386 _ 0001-0005.indd 4 21/07/11 8:08 Lo esencial: Esta doble página es de resumen y autoevaluación. COMPRENDE ESTAS PALABRAS. Es el vocabulario matemático trabajado en esa unidad. HAZLO DE ESTA MANERA. Son los procedimientos básicos de la unidad. Cada procedimiento se introduce mediante la resolución de una actividad en la que se muestra, paso a paso, un método general de resolución. Y AHORA… PRACTICA. Son actividades que te permitirán comprobar si dominas los contenidos esenciales de esa unidad. Lo esencial COMPRENDE ESTAS PALABRAS HAZLO DE ESTA MANERA 1. SUMAR Y RESTAR POLINOMIOS Dados los polinomios ( ) 5 7 2P x x x x3 2= + - y ( ) 3 1x x xQ 3=- + - , realiza las siguientes operaciones. a) ( ) ( )P x xQ+ b) ( ) ( )P x Q x- PRIMERO. Eliminamos los paréntesis, teniendo en cuenta que: • Si el paréntesis viene precedido por el signo +, se suprime el paréntesis dejando los signos del interior tal y como aparecen. • Si el paréntesis viene precedido del signo -, al suprimir el paréntesis todos los sumandos del interior se transforman en su opuesto. a) ( ) ( ) (5 7 2 ) ( 3 1) 5 7 2 3 1P x Q x x x x x x x x x x x3 2 33 2 3+ = + - + - + - = + - - + - b) ( ) ( ) (5 7 2 ) ( 3 1) 5 7 2 3 1x x x x x x x x x x x xP Q 3 2 33 2 3- = + - - - + - = + - + - + SEGUNDO. Agrupamos los monomios semejantes. a) ( ) ( ) 5 7 2 3 1 5 7 2 3 1 4 7 1 P x Q x x x x x x x x x x x x x x 3 2 3 2 3 2 3 3+ = + - - + - = - + - + - = = + + - \ Semejantes \ Semejantes b) ( ) ( )P x Q x x x x x x x x x x x x x x 5 7 2 3 1 5 7 2 3 1 7 16 5 3 2 3 3 3 2 3 2 = + - = + = = + - + - + + - - + - + \ Semejantes \ Semejantes TERCERO. Sumamos y restamos los monomios semejantes. a) ( ) ( ) 5 7 2 3 1 4 7 1P x Q x x x x x x x x x2 3 23 3+ = - + - + - = + + - \ \ b) ( ) ( ) 5 7 2 3 1 6 7 5 1P x Q x x x x x x x x x3 3 2 3 2- = + + - - + = + - + \ \ Factor común a ? b + a ? c = a ? (b + c) a ? b - a ? c = a ? (b - c) Igualdades notables Cuadrado de una suma (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 Cuadrado de una diferencia (a - b)2 = a2 - 2ab + b2 Suma por diferencia (a + b) ? (a - b) = a2 - b2 Monomio Monomios semejantes 17x3y -5x3y Misma parte literal Variable Coeficiente Parte literal G Grado F -4 x2 Polinomio 2. MULTIPLICAR POLINOMIOS Calcula: (x5- x2 - x) ? (x2 + x) PRIMERO. Multiplicamos cada monomio del polinomio que tenga menos términos, por el otro polinomio. (x5 - x2 - x) ? (x2 + x) = = (x5 - x2 - x) ? x2 + (x5 - x2 - x) ? x = = x5 ? x2 - x2 ? x2 - x ? x2 + x5 ? x - x2 ? x - x ? x = = x7 - x4 - x3 + x6 - x3 - x2 SEGUNDO. Reducimos los monomios semejantes, si los hay, y ordenamos los monomios según su grado en orden decreciente. x7 - x4 - x3 + x6 - x3 - x2 = x7 - x4 + x6 - 2x3 - x2 2. SACAR FACTOR COMÚN 3. DIVIDIR UN POLINOMIO ENTRE UN MONOMIO Calcula: (8x6 - 12x5 - 2x2) : (2x2) PRIMERO. Dividimos cada término del polinomio entre el monomio divisor. (8x6 - 12x5 - 2x2) : (2x2) = = 8x6 : (2x2) - 12x5 : (2x2) - 2x2 : (2x2) SEGUNDO. Dividimos los coeficientes, por un lado, y las partes literales, por el otro. 8x6 : (2x2) - 12x5 : (2x2) - 2x2 : (2x2) = = (8 : 2)x6-2 - (12 : 2)x5-2 - (2 : 2)x2-2 = = 4x4 - 6x3 - 1x0 = 4x4 - 6x3 - 1 0 1 Y AHORA… PRACTICA Comprende estas palabras 1. Identifica los términos y el grado de los siguientes polinomios. a) y+x y xy5 14 13 2- - + b) x x x 45 2- - - 2. Utiliza las igualdades notables para desarrollar estos cuadrados. a) ( )x 1 2- b) ( )x2 3 2+ Sumar y restar polinomios 1. Suma y resta estos polinomios. ( ) 3 5 1P x x x x4 2= + - + ( ) 3 8 5Q x x x x4 3=- - + - Multiplicar polinomios 2. Multiplica los siguientes polinomios. ( ) 3 5 1P x x x x4 2= + - + ( ) 3 5Q x x2= - Dividir un polinomio entre un monomio 3. Realiza esta división: :(8 6 10 ) 2x x x x4 2- - Sacar factor común 4. Saca factor común en los polinomios. a) x x x3 5 145 3 2+ - b) y y xy18 6 125 2 2 2- -x x d) xy x y x y6 12 242 2 2 3 2- - - Extrae factor común en el polinomio 3y2x5 - 12y2x4 - 15yx2. PRIMERO. Comprobamos si hay letras que se repiten en todos los sumandos. Si las hay, tomamos las que aparecen con menor exponente. Se repiten en todos los sumandos las letras x e y. x con menor exponente " x2 y con menor exponente " y SEGUNDO. Hallamos el m.c.d. de los coeficientes de cada término. m.c.d. (3, 12, 15) = 3 TERCERO. El factor común son las letras y el número que hemos obtenido. Factor común: 3yx2 CUARTO. Dividimos el polinomio entre el factor común. Expresamos el polinomio como producto del factor común por el polinomio resultante de la división. 3y2x5 - 12y2x4 - 15yx2 : 3yx 2 F yx3 - 4yx2 - 5 Por tanto, resulta que: 3y2x5 - 12y2x4 - 15yx2 = 3yx2 ? (yx3 - 4yx2 - 5) Términos Término independiente 7x2 - 2x - 3 G 52 53 Actividades MONOMIOS. OPERACIONES 35. ● Indica si las siguientes expresiones son o no monomios. a) 2x2 + yz c) 5x5y2 e) x y 2 3 3 1 + b) y 11 2 2 4-xd) xyz f) 3ab + 2a2 13. ● Indica en cada monomio el coeficiente, la parte literal y el grado, y calcula su monomio opuesto. a) 2xy c) -3y2z3 e) -6a2 b) 12x2yz d) 8acb f) 9b 14. ● Completa la siguiente tabla: Monomio Coeficiente Parte literal Grado -8xyz2 3a2b4 4 xy 5 -9 abc 4 1 z 6 2/3 bc 3 36. ● Di si los monomios son semejantes. a) xz, 3xy, -6xy c) 4c 9d, c 7d, cd 4 b) ab, a 2b, 7b d) 8xy2, 7xy 15. ● Agrupa aquellos monomios que sean semejantes. 5xy 2y3 5x2 -6xy 8xy2 -3x2 x2y3 10y3 9x2y3 -y3 16. ●● Escribe, si es posible: a) Dos monomios de grado 5 que no sean semejantes. b) Dos monomios de grado 5 que sean semejantes. c) Un monomio de grado 4 y otro de grado 5 que sean semejantes. 37. ● Realiza estas sumas de monomios. a) xz + 3xz + 6xz b) a 2b + 9a 2b + 27a 2b c) 9c 9 + c 9 + c 9 d) 8xy + 7xy + 43xy + 23xy 38. ● Efectúa las siguientes restas de monomios. a) 3xz - 6xz c) 18xy - 7xy - 3xy - 3xy b) 9a 2b - 2a 2b d) 5x9 - x9 - x9 - x9 40. ● Haz las siguientes operaciones. a) -xz + 6xz + xyz - 8xz b) 9a 2b - 2a 2b + 8a 2b - a 2b c) 9c 9 - c 9 - c 9 + 10c 9 d) 8xy + 7xy - xy + 3xy - xy 17. ● Realiza las siguientes operaciones. a) x x x x x2 2 3- + + + + c) 8 5x x y x y xyy2 2 2 2- + - b) 2 ( 3 )x x x3 3 3- - d) ( )x y y y x3 7 8 6- + - + - 18. ● Indica si las siguientes igualdades son verdaderas o falsas. Razona la respuesta y corrige los errores cometidos. a) a a a2+ = c) a a2 2- = b) 2 2a a a2+ = d) a a2 2- = 41. ● Realiza estas multiplicaciones. a) xy ? 3xy ? (-6xy) c) 8xy2 ? 7xy b) ab ? a 2b ? 7b ? ab d) 15x9 ? (-3x9) 19. ● Resuelve las siguientes operaciones. a) 2 4 5? ?x x x2 3 6 c) 8 2 6? ? ?xy z xy z2 3 b) 7 5 9? ?x x x3 4 d) 10 ( 2 ) ( 4 )? ?xy y x23 4- - 42. ● Efectúa las siguientes divisiones de monomios. a) 9xy : 3xy c) 15x8 : 5x8 e) 15x9 : 3x9 b) 9ab : ab d) 8xy2 : 2xy2 f) 32x7 : 8x4 20. ● Realiza estas operaciones. a) :15 5x x3 2 c) :8 2x y x y3 2 2- b) :9y xy34- d) :10x y xyzz 524 HAZLO ASÍ ¿CÓMO SE RESUELVEN OPERACIONES COMBINADAS DE MONOMIOS? 21. Resuelve: 8x2 - (5x4 + x4) : 2x2 + 15x4 : (3x ? x) PRIMERO. Se resuelven las operaciones que hay entre paréntesis. 8x2 - (5x4 + x4) : 2x2 + 15x4 : (3x ? x) = = 8x2 - 6x4 : 2x2 + 15x4 : 3x2 SEGUNDO. Se resuelven las multiplicaciones y divisiones, de izquierda a derecha. 8x2 - 6x4 : 2x2 + 15x4 : 3x2 = 8x2 - 3x2 + 5x2 TERCERO. Se resuelven las sumas y restas en el mismo orden. 8x2 - 3x2 + 5x2 = 5x2 + 5x2 = 10x2 43. ●● Calcula y simplifica el resultado todo lo que puedas. a) 2x2 - 5(-x2) + 8x2 - (2x) ? (3x) b) 2x ? (-y) + 7xy - yx + (-4x) ? (-5y) c) 3x2 - (-x)2 + 3(-x2) + (-3) ? (-x)2 d) (2xy - 3xy + 7xy) ? (2ab) e) (x2 - 3x2 + 6x2 - 2x2) ? (-5zx) 39. ● Realiza las operaciones, e indica el grado del monomio resultante. a) 2x2 + 3x2 - 7x2 + 8x2 - x2 b) 5xy3 - 2xy3 + 7xy3 - 3xy3 + 12xy3 c) 3abc - 2abc + 6abc + 9abc - 4abc d) 5xz - 3xz + 15xz - 11xz + 8xz - 3xz e) (2xyz) ? (2x2yz 3) f) (-2abc) ? (3a 2b 2c 2) ? (-bc) g) 7x ? (2xy) ? (-3xy5) ? (xy) h) (6ac3) ? (-2a 2c3) ? (-3ac) ? (-4a 3c2) i) (21x2y3) : (7xy2) j) (9abc) : (3bc) k) (16x4y5a 3b 6) : (8x2y3a 2b 5) l) (5m3n2g 4) : (2mng) POLINOMIOS 45. ● Indica el grado, el término independiente y el polinomio opuesto de los polinomios. a) P (x) = -x3 + x2 - 7x - 2 b) Q (x) = -x2 + 2x + 6 c) R (x) = x + 1 d) S (x) = 8 e) T (x) = 12x - x2 + x4 f) ( )U x x x 2 1 6 12= - - 22. ●● Escribe un polinomio de una variable, con grado 5 y cuyo término independiente sea -2, y que tenga: a) 5 términos b) 4 términos c) 2 términos 23. ● Suma y resta los términos semejantes de estos polinomios, y ordena sus términos de mayor a menor grado. a) ( )P x x x x x x x x8 7 5 6 13 2 2 3= - + - + - + - b) ( ) 5 6 7 4x x x x x xQ 3 22 2= + + - + -+ c) ( ) 2 5 4 7 7x x x x x xR 3 3 2 2=- + - + - + d) ( )S x x x x x x2 5 14 3 2 4 3=- + - + - - 48. ● Calcula el valor numérico de cada polinomio para los valores de la variable. a) A (x) = x + 1, para x = 1. b) B (x) = 2 1 x4 + 3, para x = 2. c) C (x) = 4x5 - x2 + 3, para x = -1. d) D (x) = -9x4 + 7x2 + 5, para x = 1. e) E (x) = x3 + x2 + x + 2, para x = -2. f) F (x) = x4 + x4 - x3 + x2 - 7x - 2, para x = 0. g) G (x) = -14, para x = -2. 24. ● Para el polinomio ( ) 2 3P x x x x x 53 25 4= - + - + , halla el valor de las siguientes operaciones. a) ( ) ( 1)1P P+ - d) (1) 2 ( )? ?P P 2 1 0- b) ( ) ( 1) ( )1P P P 0+ - - e) 2 1 ( 1)?P P 2 1 - + -d n c) 2 (1) 3 ( 1)? ?P P- - f) P P 2 1 2 1 - + -d dn n ¿CÓMO SE CALCULA UN COEFICIENTE DE UN POLINOMIO CONOCIENDO UNO DE SUS VALORES NUMÉRICOS? 50. Calcula el valor de k en el polinomio P(x) = x2 - x + k, si P(2) = 5. PRIMERO. Se sustituye, en el polinomio, la variable por su valor. P(x) x = 2F k2 5+ =" ( ) ( ) P k k P 2 2 2 2 2 5 2= - + = + = 4 SEGUNDO. Se despeja k en la ecuación resultante. 2 + k = 5 " k = 5 - 2 = 3 HAZLO ASÍ 51. ●● Calcula el valor de k en cada polinomio, sabiendo que P(1) = 6. a) P (x) = kx7 + x3 + 3x + 1 b) P (x) = kx4 + kx3 + 4 c) P (x) = 9x5 + kx2 + kx - k d) P (x)= kx6 - kx3 + kx + k e) P (x) = k 25. ●● Escribe un polinomio con P (1) = 2 y que: • Tenga grado 3. • Su término independiente sea -2. • Tenga tres términos. 54 55 Actividades de la unidad: Ejercicios y problemas organizados por contenidos. Todos los enunciados van precedidos por un icono que indica su grado de dificultad. HAZLO ASÍ. Son ejercicios resueltos que puedes tomar como modelo para afianzar procedimientos trabajados en la unidad. 301386 _ 0001-0005.indd 5 21/07/11 8:08 1 La senda de los recuerdos La sala del trono papal aparecía enorme y vacía a los ojos de Silvestre II. El otrora poderoso pontífice romano había perdido todo su poder político aunque a los ojos de cualquiera su presencia aún imponía un respeto casi místico. Ya anciano gustaba de pasear por su pasado, el único sitio adonde solo podía llegar él y se sentía libre. Recordaba feliz su estancia en el monasterio catalán de Ripoll, las frecuentes visitas a su imponente biblioteca y la ciencia que venía del sur. A su memoria volvían algunos de sus recuerdos iluminando su rostro, como aquel ábaco que él mismo construyó con los números arábigos escritos en sus fichas y cuyo uso describió con detalle, o el proyecto de aquella máquina que fraccionaría el tiempo, sustituta de la campana de los monjes: maitines, laudes, prima, tercia… Abrió el libro y, por azar, se encontró con el proyecto de la máquina que medía el tiempo cuyas primeras líneas decían: Día y noche son las dos partes en que se divide el día, mas no son iguales, el primero de diciembre durante el día se han consumido 3 velas y 6 durante la noche… De repente, como el humo de las velas tras un golpe de aire, el imaginario camino trazado en el tiempo se desvaneció al oír la voz de su secretario que, a cierta distancia, le informaba de su próxima audiencia. Números racionales 1. Gerberto de Aurillac, que en el año 999 se convirtió en el papa Silvestre II, hizo aportaciones matemáticas importantes. Busca información sobre Silvestre II y la época en la que vivió. 2. Averigua cómo funcionaba el ábaco que construyó Silvestre II. 3. Investiga qué trabajos relacionados con los números realizó Silvestre II. DESCUBRE LA HISTORIA... 301386 _ 0006-0021.indd 6 21/07/11 10:02 Antes de empezar la unidad... En esta unidad aprenderás a… • Calcular fracciones equivalentes e irreducibles. • Clasificar números decimales. • Resolver operaciones con fracciones positivas y negativas. • Identificar números racionales. PLAN DE TRABAJO NÚMEROS ENTEROS Suma de números enteros • Para sumar dos números enteros del mismo signo, se suman sus valores absolutos y se pone el signo que tienen los sumandos. (+2) + (+3) = +5 (-1) + (-5) = -6 ;+2; + ;+3; = 5 ;-1; + ;-5; = 6 • Para sumar dos números enteros de distinto signo, se restan sus valores absolutos (el menor del mayor)y se pone el signo que tiene el sumando de mayor valor absoluto. (+5) + (-3) = +2 " ";+5; = 5 ;-3; = 3 5 > 3 " 5 - 3 = 2 Resta de números enteros Para restar dos números enteros hay que sumar al primer sumando el opuesto del segundo. (-5) - (+3) = (-5) + Op (+3) = (-5) + (-3) = -8 Multiplicación y división de números enteros Para multiplicar o dividir dos números enteros, se multiplican o dividen sus valores absolutos y al resultado se le añade el signo + si los dos factores tienen el mismo signo, o el signo - si tienen distinto signo. (-5) ? (+3) = -15 (-15) : (+3) = -5 Recuerda la regla de los signos. (+) · (+) = + (-) · (-) = + (+) · (-) = - (-) · (+) = - (+) : (+) = + (-) : (-) = + (+) : (-) = - (-) : (+) = - EVALUACIÓN INICIAL 1 Calcula. a) (-11) + (+4) b) (+13) + (+12) c) (-20) + (-12) 2 Realiza estas restas. a) (-5) - (+5) b) (+3) - (-7) c) (-15) - (-17) 3 Calcula. a) (-4) + (+5) - (-18) c) (+20) - (-5) - (+5) b) (+30) - (+7) + (-18) d) (-12) - (+3) - (-7) 4 Calcula. a) (+4) ? (-5) b) (-40) ? (+8) c) (-40) ? (-10) 5 Haz estas divisiones. a) (+35) : (-7) b) (-21) : (+3) c) (+40) : (-10) … -5 Números enteros negativos -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 … 144444424444443 144444424444443 Números enteros positivos F F 7 301386 _ 0006-0021.indd 7 21/07/11 10:02 3 ¿Qué fracción representa la parte coloreada? Después, representa esa misma fracción de una forma diferente. LO QUE DEBES SABER RESOLVER 1 Escribe en forma de fracción. a) Siete novenos. c) Diez doceavos. b) Dos décimos. d) Trece sextos. 2 Representa las siguientes fracciones. a) 5 3 b) 4 7 c) 5 6 d) 6 7 EJEMPLO 1 Determina si las siguientes expresiones son fracciones, y si lo son, di cuál es el numerador y el denominador. a) 7 5 " Es una fracción 5 7 Numerador: Denominador: ( b) , 4 6 3 " No es una fracción, porque 6,3 no es un número entero. Fracciones1 Una fracción es una expresión b a en la que a y b son números enteros llamados numerador, a, y denominador, b, siendo b ! 0. a) b) c) Las fracciones son números que sirven para expresar las partes que cogemos de una totalidad. " 3 4 ANTES, DEBES SABER… Cómo se representa una fracción gráficamente Para representar fracciones se suelen utilizar figuras geométricas. Dividimos la figura en tantas partes iguales como indique el denominador, y coloreamos las partes que señala el numerador. EJEMPLO 2 Representa gráficamente las fracciones 8 5 8 11 y . La fracción 8 5 es menor que la unidad y la fracción 8 11 es mayor. 8 5 8 5 8 5 8 11 8 11 8 11 8 301386 _ 0006-0021.indd 8 21/07/11 10:02 3 Representa como partes de la unidad. a) 10 4 b) 4 7 c) 5 5 d) 3 6 4 Calcula el valor de x para que sean equivalentes. a) x 6 93 y b) x 4 8 12 y c) x25 5 1 y LO QUE DEBES SABER RESOLVER 1 Calcula. a) 5 4 de 450 b) 7 3 de 350 2 Comprueba si son equivalentes. a) 2 7 y 6 21 b) 60 12 y 25 10 1.1 Fracciones equivalentes Dos fracciones, b a y d c , son equivalentes, y lo escribimos como b a d c = , si se cumple que: a ? d = b ? c Dos fracciones equivalentes representan la misma cantidad. EJEMPLO 3 ¿Son equivalentes las fracciones 5 2 20 8 y ? ¿Y las fracciones 5 3 30 6 y ? 5 2 20 8 = si se cumple que: y ? ?2 20 5 8 40 40 5 2 20 8= = " 2 son equivalentes. 5 3 30 6 = si se cumple que: y ? ?3 30 5 6 90 30 5 3 30 6! ! " 2 no son equivalentes. ANTES, DEBES SABER… Cómo se despeja una incógnita en una ecuación En una ecuación, para despejar la incógnita, podemos hacer que cualquier término aparezca en el otro miembro de forma «inversa» a como estaba: • Si estaba sumando, aparece restando; y si estaba restando, sumando. x - 4 = 7 " x = 7 + 4 x + 4 = 7 " x = 7 - 4 Pasa sumando Pasa restando • Si estaba multiplicando, aparece dividiendo; y si estaba dividiendo, multiplicando. 3x = 9 " x = 3 9 x 3 = 9 " x = 9 ? 3 Pasa dividiendo Pasa multiplicando EJEMPLO 4 Calcula el valor de x para que las fracciones sean equivalentes. x15 6 2 = " 6 ? x = 15 ? 2 " ? x 6 15 2 = " x = 5 F F F En la ecuación: 6 ? x = 15 ? 2 el 6 que está multiplicando en el primer miembro, pasa dividiendo al segundo miembro. 15 2? x 6 = DATE CUENTA 3 4 y 9 12 son equivalentes, porque representan la misma cantidad. 34 " 912 " F 9 301386 _ 0006-0021.indd 9 21/07/11 10:02 1.2 Amplificación y simplificación de fracciones Existen dos métodos para obtener fracciones equivalentes a una fracción dada: • Amplificar fracciones consiste en multiplicar el nu- merador y el denominador de la fracción por un mismo número, distinto de cero. • Simplificar fracciones consiste en dividir el nume- rador y el denominador de la fracción entre un divi- sor común a ambos. EJEMPLO 5 Escribe fracciones equivalentes a 35 15 , amplificando y simplificando. Amplificando: ? ? 35 15 35 2 15 2 70 30 = = Simplificando: : : 35 15 35 5 15 5 7 3 = = 1.3 Fracción irreducible La fracción irreducible de una fracción dada es una fracción equi- valente en la que el numerador y el denominador no tienen divisores comunes. ANTES, DEBES SABER… Cómo se calcula el máximo común divisor Para calcular el máximo común divisor de varios números: 1.º Descomponemos los números en factores primos. 2.º Elegimos los factores comunes elevados al menor exponente. 3.º El producto de estos factores es el m.c.d. de los números. Para obtener la fracción irreducible de una fracción dada, dividimos el numerador y el denominador entre su máximo común divisor. : ( , ) : ( , ) b a b a b a a b s r s r m.c.d. m.c.d. = = " es la fracción irreducible de b a . EJEMPLO 6 Calcula la fracción irreducible de 45 60 . ? ? ? 45 3 5 60 2 3 5 2 2 = = 3 " m.c.d. (45, 60) = 3 ? 5 = 15 " : : 60 45 60 15 45 15 4 3 = = b a b n a n ? ? = : : b a b n a n = Fracción irreducible F 6 Calcula la fracción irreducible de estas fracciones. a) 40 18 b) 75 60 c) 56 42 LO QUE DEBES SABER RESOLVER 5 Escribe dos fracciones equivalentes. a) 60 120 b) 360 690 c) 28 12 12 6 3 1 2 2 3 12 = 2 2 ? 3 30 15 5 1 2 3 5 30 = 2 ? 3 ? 5 m.c.d. (12, 30) = 2 ? 3 = 6 RECUERDA Una fracción es irreducible cuando no se puede simplificar. 10 301386 _ 0006-0021.indd 10 21/07/11 10:02 1.4 Reducción a común denominador Reducir fracciones a común denominador consiste en obtener otras fracciones equivalentes a ellas que tengan todas el mismo denominador. ANTES, DEBES SABER… Cómo se calcula el mínimo común múltiplo Para calcular el mínimo común múltiplo de varios números: 1.º Descomponemos los números en factores primos. 2.º Elegimos los factores comunes y no comunes elevados al mayor exponente. 3.º El producto de estos factores es el m.c.m. de los números. EJEMPLO 7 Reduce a común denominador las fracciones 15 7 y 18 11 . Calculamos el mínimo común múltiplo de los denominadores. ? ? 15 3 5 18 2 32 = = 3 " m.c.m. (15, 18) = 2 ? 32 ? 5 = 90 El m.c.m. será el denominador común de las fracciones. Para hallar el numerador de cada fracción, dividimos el m.c.m. entre el denominador, y el resultado lo multiplicamos por el numerador. F 7 ? 6 = 42 F F 11 ? 5 = 55 F 90 55 15 7 F 90 : 15 = 6 F 90 42 18 11 F 90 : 18 = 5 F F F 1.5 Comparación de fracciones Para comparar fracciones las reducimos primero a denominador co- mún. Será mayor la fracción que tenga mayor numerador. EJEMPLO 8 Ordena, de menor a mayor, estas fracciones: , , 15 7 9 7 15 11 5 3 y Reducimos las fracciones a común denominador. 45 15 11 15 7 45 21 9 7 45 35 45 33 5 3 45 27 m.c.m. (15, 5, 9) == == =" Ordenando los numeradores: 45 21 45 27 45 33 45 35 15 7 5 3 15 11 9 7 < < < < < <" 5 Ordena, de menor a mayor: , , 5 3 4 3 7 3 9 4 y LO QUE DEBES SABER RESOLVER9 Ordena, de menor a mayor: a) 9 4 , 3 1 , 5 2 y 30 11 DATE CUENTA Cuando dos fracciones tienen el mismo numerador, es mayor la que tiene menor denominador. 15 7 9 7 < 20 10 5 1 2 2 5 20 = 2 2 ? 5 18 9 3 1 2 3 3 18 = 2 ? 3 2 m.c.m. (20, 18) = 22 ? 32 ? 5 = 180 RECUERDA 11 301386 _ 0006-0021.indd 11 26/07/11 10:06 Operaciones con fracciones 2.1 Suma y resta de fracciones Para sumar (o restar) fracciones con igual denominador se suman (o restan) los numeradores y se deja el mismo denominador. Para sumar (o restar) fracciones con distinto denominador primero se reducen las fracciones a común denominador y, después, se suman (o restan) los numeradores. EJEMPLO 9 Realiza la siguiente suma de fracciones: m.c.m. (6, 3, 1) = 6 5 6 5 3 7 1 4 6 5 6 14 6 24 6 5 14 24 6 5 6 3 7 4 =+ - + - = + - = + - =- 2.2 Multiplicación de fracciones El producto de dos o más fracciones es otra fracción que tiene como numerador el producto de los numeradores, y como denominador, el producto de los denominadores. … … … ? ? ? ? ? ? ? ? ? b a d c f e b d f a c e = EJEMPLO 10 Calcula este producto de fracciones: ? ? ? 6 9 5 4 54 20 27 10 6 5 9 4 = = = F Fracción irreducible 2 F F Simplificando 6 Calcula y simplifica el resultado, si se puede. a) 2 3 4 3 1 + + e) 2 1 4 9 1+ - b) 2 3 5 1 10 1 + - f) 5 9 7 1 1+ - c) 3 2 7 3 1 4 - - g) ? ? 5 7 3 8 10 9 d) 7 4 4 2 2 1 + - h) ? ? 3 8 9 4 7 3 LO QUE DEBES SABER RESOLVER 12 Calcula. a) 8 7 8 3 + c) 3 5 3 4 - b) 5 8 7 + d) 4 3 8 - 13 Realiza estos productos. a) ? 5 12 3 7 b) ( ) ?4 2 11 - Al operar con fracciones es conveniente simplificar al máximo la fracción que obtenemos como resultado. 12 301386 _ 0006-0021.indd 12 21/07/11 10:02 7 Calcula. a) 9 5 5 7 15 4 + -e o c) ? 3 7 5 3 6 5 12 7 - + -e o b) 25 4 2 8 20 7 - -e o d) : 4 9 6 5 9 8 5 6 - + -e eo o LO QUE DEBES SABER RESOLVER 16 Realiza las divisiones. a) : 5 9 7 4 c) :4 2 7 b) : 11 8 5 3 d) : ( ) 9 10 5- ANTES, DEBES SABER… Cómo se calcula una fracción inversa La fracción inversa de una fracción es otra fracción que tiene por numerador el denominador de la primera fracción, y por denominador, su numerador. 2.3 División de fracciones Para dividir dos fracciones se multiplica la primera fracción por la inversa de la segunda. : ? ? ? b a d c b a c d b c a d = = EJEMPLO 11 Calcula esta división de fracciones. ? ? ? 7 2 6 11 7 6 2 11 42 22 21 11 7 2 : 11 6 = = = = 2.4 Operaciones combinadas Para realizar operaciones combinadas con fracciones es necesario seguir el orden de prioridad entre las operaciones: 1.o Se efectúan las operaciones que hay entre paréntesis y corchetes. 2.o Se realizan las multiplicaciones y divisiones en el orden en el que aparecen, de izquierda a derecha. 3.o Se calculan las sumas y restas en el orden en el que aparecen. EJEMPLO 12 Efectúa las siguientes operaciones. a) ? 40 27 20 42 40 27 40 84 40 57 8 9 5 3 4 7 : 6 5 - = - = - =- b) : 21 12 21 2 9 8 9 15 21 14 9 7 147 126 7 6 7 4 21 2 : 9 8 3 5 =+ + - = - + - := =- =- e e d d d o o n n n > H Para dividir fracciones podemos multiplicar en cruz. 2 3 ? ? 4 5 = 2 ? 5 3 ? 4F F F F La fracción inversa de b a es a b . Fracción inversa de 5 3 es 3 5 . RECUERDA 13 301386 _ 0006-0021.indd 13 21/07/11 10:02 Números decimales Un número decimal tiene una parte entera, situada a la izquierda de la coma, y una parte decimal, situada a la derecha. Decenas 3 Unidades 7, décimas 0 centésimas 9 milésimas 0 7 diezmilésimas 64444444744444448 6444444444444444447444444444444444448 PARTE ENTERA PARTE DECIMAL 37,0907 " Treinta y siete unidades novecientas siete diezmilésimas Tipos de números decimales • Un número decimal es exacto cuando tiene un número finito de cifras decimales. • Un número decimal es periódico si tiene infinitas cifras decimales y, además, una o varias de ellas se repiten periódicamente. La cifra o grupo de cifras que se repiten se llama período. – Si el período empieza inmediatamente después de la coma, es un decimal periódico puro. – En caso contrario, es un decimal periódico mixto. La cifra o cifras decimales que no se repiten se llaman anteperíodo. • Un número decimal es no exacto y no periódico si tiene infinitas cifras decimales y ninguna de ellas se repite periódicamente. ANTES, DEBES SABER… Cómo se expresa una fracción como número decimal Para expresar una fracción como número decimal se divide el numerador entre el denominador. EJEMPLO 13 Clasifica estos números decimales. a) 3 5 " Decimal periódico puro 5 3 20 1,666… " 120 1120 c) 15 16 " 16 15 1100 1,066… " 11100 11110 Decimal periódico mixto b) 5 7 " Decimal exacto 7 5 20 1,4 " 10 d) 1,4142135...2 = " Decimal no exacto y no periódico 3 Período 230,569 ! Anteperíodo F F 8 Clasifica los números decimales que expresan estas fracciones. a) 20 12 b) 21 27 c) 15 37 c) 11 44 LO QUE DEBES SABER RESOLVER 20 Indica la parte entera, la parte decimal, el período y el anteperíodo. a) 0,333… c) 3,37888… b) 234,4562525… d) 0,012333… Para abreviar la escritura de los números decimales periódicos colocamos un arco sobre las cifras del período. 1,666… = 1,6 1,0666… = 1,06 14 301386 _ 0006-0021.indd 14 21/07/11 10:02 9 Clasifica los siguientes números en enteros, decimales exactos, decimales periódicos puros, periódicos mixtos e irracionales. 2,3 78 -2,3 2,33 -78 3, ! 4 3, # 45 -3, ! 4 -73,3 ! 4 0,4563 5 4 3 2 534 7 - 3 91 -7 3 4 - 6,02 -3,4 ! 5 9 3,02 7 1422 10 -3 % LO QUE DEBES SABER RESOLVER 33 Completa esta tabla, teniendo en cuenta que un número puede estar en más de una casilla. -0,224466881010… -1,897897897… -24 -0,67543 -3,0878787… -1,5 Número natural Número entero Decimal exacto Decimal periódico Decimal no exacto y no periódico Número racional Números racionales Al conjunto de todos los números que se pueden expresar mediante fracciones se le llama conjunto de los números racionales y se repre- senta por Q. Los números enteros y los números decimales exactos y periódicos se pueden expresar mediante fracciones: 64 4 44 7 44 4 4 8 64 4 7 4 4 8 64 7 48 Números racionales Números enteros Números decimales Números naturales: 1, 2, 3, … El número cero: 0 Enteros negativos: -1, -2, -3, … Decimales exactos: 0,2; 0,34; … Decimales periódicos: 0,7 ! ; 0,894 $ ; … Los números decimales no exactos y no periódicos no se pueden expresar en forma de fracción, y por tanto, no son racionales. A estos números se les llama números irracionales. EJEMPLO 18 Completa la siguiente tabla con estos números. Ten en cuenta que cada número puede estar colocado en más de una casilla. 1 -7 14,019 ! 11,223344… 0,125 -0,75 # -4,1234567… Número natural Número entero Número decimal exacto Número decimal periódico Número decimal no exacto y no periódico Número racional 1 1 -7 0,125 14,019 ! -0,75 # 11,223344… -4,1234567… 1 -7 14,019 ! 0,125 -0,75 # 5 Q N Z 15 301386 _ 0006-0021.indd 15 21/07/11 10:02 Lo esencial COMPRENDE ESTAS PALABRAS Fracción Numerador Denominador 4 3 Fracciones equivalentes 7 2 14 4 = " 2 ? 14 = 7 ? 4 Fracción irreducible : ( , ) : ( , ) 30 24 30 24 30 24 24 30 5 4 m.c.d. m.c.d. = = Número decimal 17,208# Exactos: 0,03 9,1586 -12,2 Periódicos puros: 0,03 # 9,15 ' 86 -12,2 ! Periódicos mixtos: 0,03 ! 9,1586 " -12,02 ! No exactos y no periódicos: 1,234… 1,112233… --" -" Anteperíodo PeríodoF F Parte entera Parte decimalF F Números naturales: 1, 2, 3, … El número cero: 0 Enteros negativos: -1, -2, -3, … Decimales exactos: 0,2; 0,34; … Decimales periódicos: 0,7 ! ; 0,894 ! ; … NÚMEROS DECIMALES NÚMEROSENTEROS NÚMEROS RACIONALES 64 4 4 7 4 4 4 8 64 47 44 8 64 7 48 HAZLO DE ESTA MANERA 1. SUMAR Y RESTAR FRACCIONES Realiza la siguiente operación: 30 7 25 8 5 4 + - PRIMERO. Si las fracciones no tienen el mismo denominador, las reducimos a común denominador. 25 52= 30 2 3 5? ? 5 5 = = 4 " m.c.m. (5, 25, 30) = 2 ? 3 ? 52 = 150 " 30 7 F 7 ? 5 = 35 F 150 35 F 150 : 30 = 5 F 25 8 F 8 ? 6 = 48 F 48 150F 150 : 25 = 6 F 5 4 F 4 ? 30 = 120 F 0 120 15F 150 : 5 = 30 F F F F 14 4 4 4 4 4 4 4 2 4 4 4 4 4 4 4 4 3 SEGUNDO. Cuando las fracciones tienen el mismo denominador, sumamos los numeradores. 30 7 25 8 5 4 150 35 150 48 150 120 150 37 150 37 + - = + - = - =- 16 301386 _ 0006-0021.indd 16 21/07/11 10:02 2. MULTIPLICAR FRACCIONES Realiza la siguiente operación: ? 12 7 3 4 -d n PRIMERO. Realizamos la operación prescindiendo del signo de las fracciones (el numerador es el producto de los numeradores y el denominador, el producto de los denominadores), y simplificamos el resultado, si se puede. 12 3 7 4 ? ? ? 12 7 3 4 36 28 9 7 = = = SEGUNDO. Aplicamos la regla de los signos ?12 7 3 4 9 7 - =-d n para la multiplicación. F Simplificando F F + ? - = - 4. REALIZAR OPERACIONES COMBINADAS CON FRACCIONES Resuelve esta operación entre fracciones: 5 3 7 5 3 : 3 4 9 10 2 1 - + - +d dn n \\ PRIMERO. Resolvemos las operaciones que aparecen entre paréntesis. ::5 15 35 15 9 9 12 9 10 2 1 5 15 44 9 2 2 1 - + - + = - +d dn n SEGUNDO. Resolvemos las multiplicaciones y divisiones en el orden en que aparecen. :5 5 15 44 9 2 2 1 30 396 2 1 - + = - + TERCERO. Resolvemos las sumas y restas, y simplificamos el resultado, siempre 5 30 396 2 1 30 150 30 396 30 15 30 231 10 77 - + = - + = - =- que se pueda. m.c.m. (3, 5) = 15 m.c.m. (3, 9) = 9 > m.c.m. (2, 30) = 30 3. DIVIDIR FRACCIONES Realiza la siguiente operación: : 12 7 3 4 - -d n PRIMERO. Realizamos la operación prescindiendo del signo de las fracciones (para dividir multiplicamos la fracción del dividendo por la fracción inversa del divisor), y simplificamos el resultado, si se puede. : ? 12 7 3 4 12 7 4 3 48 21 16 7 = = = SEGUNDO. Aplicamos la regla de los signos : 12 7 3 4 16 7 - - =d n para la división. F Simplificando F F - : - = + Y AHORA… PRACTICA Comprende estas palabras 1. Escribe dos fracciones equivalentes a cada una de estas fracciones. a) 4 9 b) 6 11 c) 8 13 2. Halla la fracción irreducible. a) 70 42 b) 72 44 c) 74 46 Sumar y restar fracciones 1. Realiza las siguientes operaciones. a) 9 12 4 7 24 35 + - b) 9 12 4 7 24 35 - - Multiplicar fracciones 2. Calcula el resultado de estas multiplicaciones. a) ? 7 4 2 21 b) ? 4 15 25 4 - c) ? 9 8 16 15 -d n Dividir fracciones 3. Realiza estas divisiones. a) : 7 4 21 2 b) : 3 5 6 10 - c) : 15 14 9 2 -d n Realizar operaciones combinadas con fracciones 4. Calcula: ?2 5 14 7 10 2 3 24 35 + - -d n 17 301386 _ 0006-0021.indd 17 21/07/11 10:02 Actividades FRACCIONES 36. ● Expresa estos enunciados utilizando una fracción. a) Una pizza se ha partido en 8 partes y Juan se ha comido 2. b) De una clase de 20 alumnos, 15 han ido de excursión. c) De un grupo de 7 amigas, 3 son pelirrojas. d) Una de cada 5 personas tiene problemas de espalda. 37. ● Escribe la fracción que representa la parte coloreada de cada figura. a) c) b) d) 38. ● Representa, utilizando figuras geométricas, las siguientes fracciones. a) 7 3 c) 6 7 b) 2 5 d) 9 4 39. ● Colorea los 3 2 de la figura. 40. ● Calcula. a) 2 1 de 180 d) 9 4 de 540 b) 6 5 de 420 e) 8 5 de 320 c) 5 2- de 40 f ) 11 3 - de 1 342 FRACCIONES EQUIVALENTES 10. ● Determina si los siguientes pares de fracciones son equivalentes. a) 15 18 5 6 y b) 4 25 8 9 y c) 4 25 8 9 y HAZLO ASÍ ¿CÓMO SE COMPRUEBA SI DOS FRACCIONES NEGATIVAS SON EQUIVALENTES? 11. Comprueba si son equivalentes. a) 5 2 15 6 y - - b) 7 3 4 9 y - - PRIMERO. Se multiplica el numerador de la primera fracción por el denominador de la segunda, y el denominador de la primera por el numerador de la segunda. a) -2 ? 15 = -30 5 ? (-6) = -30 b) -3 ? 4 = -12 7 ? (-9) = -63 SEGUNDO. Se determina si el resultado de ambos productos es el mismo. Si es el mismo, las fracciones son equivalentes. a) -30 = -30 " Son equivalentes. b) -12 ! -63 " No son equivalentes. 44. ● Indica si son o no equivalentes estos pares de fracciones. a) 10 3 7 21 y d) 3 2 5 4 y - - b) 7 1 30 14 y - - e) 5 2 20 8 y c) 10 6 8 3 y f ) 50 20 450 120 y 45. ● Calcula el valor de x para que las fracciones sean equivalentes. a) x 4 10 6 = c) x 12 9 6 = b) x 9 4 6 = d) x 42 14 9 = 46. ● Completa. 3 2 4 6 30 30 4 4 4 4 = = = = 18 301386 _ 0006-0021.indd 18 21/07/11 10:02 47. ● Agrupa las fracciones que sean equivalentes. 40 20 2 4 2 1 5 10 4 2 6 3- - - - 48. ● Obtén dos fracciones equivalentes a cada una de las dadas por amplificación y otras dos por simplificación. 100 8 36 60 45 30 72 504 50. ● Simplifica hasta obtener la fracción irreducible de estas fracciones. a) 40 20 d) 12 15 g) 11 55 b) 8 210 e) 18 16 h) 21 30 c) 18 8 f) 60 40 i) 18 6 12. ● Calcula la fracción irreducible. a) 60 48 b) 75 120 c) 33 39 d) 70 72 COMPARACIÓN DE FRACCIONES 13. ● Reduce a común denominador las siguientes fracciones. a) , 12 7 27 22 9 16 y c) , 3 4 11 8 13 6 y b) , , 45 6 216 9 4 8 32 5 y d) , 5 6 25 7 125 8 y 14. ● Ordena, de menor a mayor, las siguientes fracciones. 24 7 2 1 9 16 6 5 9 14 18 11 53. ● Ordena, de mayor a menor. a) , 9 4 8 7- d) , , 6 4 6 21 12 5- - - b) , 8 11 8 7- - e) , , 60 43 40 10 10 8- - c) , , 8 3 24 10 48 20 f ) , , , 5 2 7 4 35 8 2 1 OPERACIONES CON FRACCIONES 56. ● Calcula. a) 4 3 4 5 4 1 + + c) 2 5 2 3 2 9 - - b) 2 7 2 6 8 + + d) 9 7 5 7 6 + - 57. ● Haz las siguientes restas. a) 11 33 11 10 - c) 2 3 7 1 12 2 - - b) 10 5 15 1 - d) 3 7 2 1 11 1 - - 58. ● Calcula. a) 7 25 7 11 7 2 + - d) 4 6 1 6 7 - + b) 7 5 10 1 3 1 - + e) 1 12 1 13 5 + - c) 11 10 7 10 11 12 + - f) 3 21 1 7 1 9 2 - - + 59. ● Opera. a) 2 3 16 5 8 3 + - d) 15 7 3 2 6 1 - - b) 6 5 3 5 4 5 + + e) 12 9 8 5 8+ - c) 5 2 4 3 1 - + - f) 7 6 3 3 7 - - - 60. ● Efectúa estas operaciones. a) 16 5 16 2- + - d) 5 11 10 7 10 + + b) 7 5 10 1 + - e) 11 7 12 1 14 5 + + c) 2 1 9 1 18 2 + - + f) 11 13 13 1 9 11 + + 62. ● Realiza estos productos. a) ? 3 2 5 6 b) ? 14 5 8 c) ? 3 10 2 7 d) ?21 9 4 63. ●● Opera. a) ? 5 12 6 3 d) ? 4 1 6 3 - -e eo o b) ? 9 2 4 7 -e o e) ? ? 7 9 5 6 3 c) ? 6 9 7 3 f) ? ? 4 9 11 3 3 11 19 301386 _ 0006-0021.indd 19 21/07/11 10:02 64. ● Calcula. a) : 8 5 2 3 b) : 12 5 4 7 c) : 5 9 7 6 d) : 15 8 5 6-e o 65. ● Efectúa las divisiones. a) : 5 7 2 21 b) :8 8 3 c) : 3 11 7 d) : 6 5 3 10 -e o 67. ●● Calcula. a) ? 5 4 4 1 3 7 - e) ?9 4 1 3 7 5 2 - + b) ? 5 4 4 1 3 7 -e o f) ?9 4 1 3 7 5 2 - +e o c) :?2 5 3 7 4 4 3 - g) ?9 4 1 3 7 5 2 - +e o d) : : 5 3 7 4 4 3 1- h) : ? 3 2 4 3 5 1 7 3 - 68. ●● Realiza las operaciones. a) 6 7 20 3 15 8 - +e o e) ? 5 2 4 3 4 5 - b) ? 5 4 24 5 9 4 -e o f) : 5 2 10 3 18 7 - c) : 5 8 5 3 30 11 +e o g) : 7 2 3 35 21 + d) : : 3 8 9 5 5 6 3 1 -e eo o h) :? 2 1 5 6 5 7 3 4 + HAZLO ASÍ ¿CÓMO SE CALCULA EL TÉRMINO DESCONOCIDO DE UNA OPERACIÓN CON FRACCIONES? 15. Copia y completa los huecos. a) 5 2 4 3 + = b) ? 5 2 15 8 = PRIMERO. Se aísla el término desconocido en un miembro pasando el resto de forma «inversa» al otro miembro. a) 5 24 5 23 4 3 + = = -" b) :? 5 2 15 8 15 8 5 2 = =" SEGUNDO. Se resuelve la operación resultante. a) 4 3 5 2 20 7 = - = b) : 15 8 5 2 30 40 3 4 = = = F Está sumando, pasa restando. F Está multiplicando, pasa dividiendo. 16. ● Copia y completa estos huecos. a) 5 3 15 20 + = d) 4 3 5 9 =- b) 2 3 15 14 =- e) 12 9 36 11 + = c) 2 3 16 + = f) 21 16 3 8 + = 17. ● Copia y busca el término que falta. a) ? 2 3 9 8 = d) : 2 16 15 = b) : 5 7 21 10 = e) ? 14 9 28 9 = c) ? 3 27 24 = f) 7 ? 8 21 = 18. ●● Copia y completa los huecos. a) 7 3 8 3 3 9 + + = c) ? ? 7 3 8 3 9 3 = b) 4 1 5 1 6 1 - - = d) : : 4 1 5 1 6 1 = NÚMEROS DECIMALES 69. ● Señala la parte entera y decimal de los siguientes números. a) 0,75 c) 1,8989… e) 2,161820… b) 274,369 d) 127,4555… f) -7,0222… 70. ●● Expresa, mediante una fracción y mediante un número decimal, la parte coloreada de cada una de las figuras. a) c) b) d) 71. ●● Indica cuáles de los números son periódicos y cuáles no. Señala el período para los que sean periódicos. a) 1,333… c) 3,02333… e) 0,010101… b) 2,6565… d) 6,7891011… f) 1,001002003… PROBLEMAS CON FRACCIONES 79. ● Se dispone de 30 metros de tela. Calcula cuántos metros son: a) de la tela b) de la tela c) de la tela 80. ● Una empresa ha ingresado esta semana dos quintos de 12 300 €. Calcula el dinero que ha ingresado. 81. ● Un padre le da a su hija mayor 30 €, y a su hijo menor, la tercera parte de lo que ha recibido la hija mayor. ¿Cuánto ha recibido el hijo menor? 19. ● En el último partido de la Selección de baloncesto, Fran Seisdedos ha encestado 4 tiros de cada 6 que ha realizado. Si en total ha tirado 32 tiros a canasta, ¿cuántos ha encestado? HAZLO ASÍ ¿CÓMO SE CALCULA UNA PARTE DEL TOTAL? 82. En una clase, las partes son chicos. ¿Cuántas chicas hay si son 25 alumnos en total? PRIMERO. Se resta la parte conocida, , del total, 1, para calcular la parte desconocida. . SEGUNDO. Se calcula lo que representa esa parte en el total de alumnos, 25. 83. ●● Para el cumpleaños de mi madre le hemos regalado una caja de bombones. Hemos comido ya las partes de la caja. Si la caja contenía 40 bombones, ¿cuántos bombones quedan? 20 301386 _ 0006-0021.indd 20 21/07/11 10:02 PROBLEMAS CON FRACCIONES 79. ● Se dispone de 30 metros de tela. Calcula cuántos metros son: a) 5 3 de la tela b) 30 7 de la tela c) 6 5 de la tela 80. ● Una empresa ha ingresado esta semana dos quintos de 12 300 €. Calcula el dinero que ha ingresado. 81. ● Un padre le da a su hija mayor 30 €, y a su hijo menor, la tercera parte de lo que ha recibido la hija mayor. ¿Cuánto ha recibido el hijo menor? 19. ● En el último partido de la Selección de baloncesto, Fran Seisdedos ha encestado 4 tiros de cada 6 que ha realizado. Si en total ha tirado 32 tiros a canasta, ¿cuántos ha encestado? HAZLO ASÍ ¿CÓMO SE CALCULA UNA PARTE DEL TOTAL? 82. En una clase, las 5 2 partes son chicos. ¿Cuántas chicas hay si son 25 alumnos en total? PRIMERO. Se resta la parte conocida, 5 2 , del total, 1, para calcular la parte desconocida. 1 5 2 5 5 5 2 5 3 son chicas- = - = . SEGUNDO. Se calcula lo que representa esa parte en el total de alumnos, 25. ? ? 5 3 5 3 25 5 3 25 5 75 de 25 15 chicas= = = = 83. ●● Para el cumpleaños de mi madre le hemos regalado una caja de bombones. Hemos comido ya las 4 3 partes de la caja. Si la caja contenía 40 bombones, ¿cuántos bombones quedan? 30 m 86. ●● Unos amigos recorren 105 km en bicicleta. El primer día hacen 3 1 del camino y el segundo día 15 4 , dejando el resto para el tercer día. ¿Cuántos kilómetros recorren cada día? 87. ●● Una familia gasta 5 1 de sus ingresos mensuales en el alquiler del piso, 60 1 en el teléfono y 8 1 en transporte y ropa. ¿Cómo se distribuyen los gastos si sus ingresos mensuales son 3 000 €? 88. ●● En un campamento, 8 3 de los jóvenes son europeos, 5 1 asiáticos y el resto africanos. Si hay en total 800 jóvenes: a) ¿Cuántos jóvenes europeos hay? b) Si la mitad de los asiáticos son chicas, ¿cuántas chicas asiáticas habrá? c) ¿Cuántos de estos jóvenes son africanos? 20. ●● De todos los coches que se han vendido en un concesionario, la tercera parte han sido de color blanco y la quinta parte, negros. Si se han vendido 45 coches: a) ¿Cuántos coches blancos se han vendido? b) ¿Y coches negros? c) ¿Cuántos se han vendido de otros colores? 21. ●● De las 414 cajas de fruta que transporta un camión, la tercera parte es de naranjas, la quinta parte de melocotones y el resto de peras. a) ¿De qué fruta lleva más cajas? ¿Cuántas cajas lleva de esa fruta? b) ¿De qué fruta lleva menos cajas? ¿Cuántas cajas lleva de esa fruta? 22. ●● De las 120 farolas que hay en una localidad, la octava parte están rotas. De las que no están rotas, un tercio tienen las bombillas fundidas. ¿Cuántas farolas se encienden por la noche? 21 301386 _ 0006-0021.indd 21 21/07/11 10:02 2 1. Pitágoras fue un matemático griego del siglo vi a.C. Busca información sobre su vida y sus descubrimientos matemáticos. 2. ¿A qué se refiere Pitágoras cuando habla de los otros números? ¿Qué es la razón de la Pentalfa? 3. Investiga quién fue Hipaso de Metaponto y sus aportaciones al estudio de los números reales. DESCUBRE LA HISTORIA... La razón irracional El gran Pitágoras, que estudió el mundo y su relación con los números, el descubridor de la belleza racional de todas las cosas creadas, al final de su vida, en los albores del siglo V a.C., se confesaba a uno de sus discípulos amargamente: –Escucha –le decía a Hipaso de Metaponto–: Toda mi vida he buscado la verdad en los números; la explicación de lo divino y lo humano estaba en ellos o en sus razones, todo era perfecto y explicable, todo era razonable… Hipaso miraba a su maestro con admiración, mientras asentía con la cabeza. Mientras tanto, Pitágoras continuaba: –Ahora que ha llegado el final de mi vida he de confesarte una horrible verdad: hace tiempo que los descubrí, hay otros. –¿Otros? –preguntó Hipaso. –Sí, están ahí pero son inconmensurables: cualquiera puede construir un cuadrado cuyo lado mida 1; sin embargo, será incapaz de medir su diagonal. Incluso la razón de la Pentalfa no es tal, sino uno de estos camuflado. Números reales 301386 _ 0022-0039.indd 22 21/07/11 9:56 Antes de empezar la unidad... En esta unidad aprenderás a… • Resolver operaciones con potencias. • Escribir números en notación científica. • Identificar números reales. • Interpretar intervalos. PLAN DE TRABAJO TIPOS DE NÚMEROS Números naturales El conjunto de los números naturales se designa por N y está formado por los números: 1, 2, 3, 4, … Números enteros En el conjunto de los números enteros, que designamos por Z, podemos diferenciar: • Números enteros positivos: +1, +2, +3, +4, …, que son los números naturales. • El número 0. • Números enteros negativos: -1, -2, -3, -4, … Números decimales Un número decimal tiene una parte entera, situada a la izquierda de la coma, y una parte decimal, situada a la derecha. Se pueden clasificar en: • Decimales exactos: tienen un número limitado de decimales. 12,45 8,347 18,4 0,00234 12,102 • Decimales periódicos: tienen infinitas cifras decimales, y además, una o varias se repiten periódicamente. – Decimales periódicos puros: las cifras comienzan a repetirse a partir de la coma. 18, ! 4 12,45 – Decimales periódicos mixtos: las cifras no comienzan a repetirse a partir de la coma. 18,1 ! 4 12,453 • Decimales no exactos y no periódicos: tienen un número ilimitado de cifras decimales que no se repiten periódicamente. , ...2 1 41421356237309= , ...3 14159265358979r= Números racionales El conjunto de los números racionales que se designa por Q está formadopor todos los números que se pueden expresar como una fracción, es decir, por los números naturales, enteros, decimales exactos y periódicos. # # EVALUACIÓN INICIAL 1 Escribe de forma abreviada, si se puede, y clasifica estos números. a) 12,222222… c) 37,2626262626… e) 56,255555… b) 5,234 d) 18,25478478478… f) 1,234567891011… 2 Determina cuáles de estos números no son racionales. 3,02 ! 7 -2 0, ! 8 11 56 9 35 8,43 -3,102 4 2 3 - 3 Pon tres ejemplos de números: a) Naturales b) Enteros c) Racionales d) No racionales % 8,347 0, ! 5 0,102 8,34 ! 7 0,0 ! 5 0,1027 Los números decimales no exactos y no periódicos no son números racionales. 23 301386 _ 0022-0039.indd 23 21/07/11 9:56 ANTES, DEBES SABER… Qué es el valor absoluto de un número El valor absoluto de un número entero a es el número que resulta de prescindir de su signo. Se escribe ;a;. EJEMPLO 1 Calcula. a) Valor absoluto de +4 " ;+4; = 4 b) Valor absoluto de -4 " ;-4; = 4 c) Valor absoluto de +17 " ;+17; = 17 d) Valor absoluto de 0 " ;0; = 0 Cómo se multiplican dos números enteros Para multiplicar dos números enteros: 1.º Multiplicamos sus valores absolutos. 2.º Al resultado le añadimos el signo + si ambos números son de igual signo, o el signo - si son de signos diferentes. EJEMPLOS 2 Resuelve los productos. a) (-8) ? (-3) = +24 c) (+8) ? (-3) = -24 b) (+8) ? (+3) = +24 d) (-8) ? (+3) = -24 3 Resuelve esta operación: (-4) ? (-3) ? (-2) ? (-1) = +12 ? (-2) ? (-1) = -24 ? (-1) = +24 F Mismo signo F Distinto signo F Mismo signo F Distinto signo Regla de los signos + ? + = + - ? - = + + ? - = - - ? + = - NO OLVIDES Potencias de números racionales1 3 Realiza las operaciones. a) (-3) ? (+2) ? (+2) ? (-6) b) (+5) ? (-10) ? (+3) ? (-2) c) (-4) ? (-3) ? (-2) ? (-3) d) (+5) ? (+4) ? (+3) ? (+2) e) (-5) ? (-4) ? (-2) ? (+2) f) (-3) ? (-3) ? (-3) ? (-3) ? (-3) LO QUE DEBES SABER RESOLVER 1 Halla el valor absoluto de los siguientes números: -16 +5 +7 0 -9 -102 +46 2 Realiza estas multiplicaciones con números enteros. a) (-7) ? (+4) c) (-7) ? (-4) b) (+7) ? (+4) d) (+7) ? (-4) Mismo signo Distinto signo Mismo signo 24 301386 _ 0022-0039.indd 24 21/07/11 9:56 Qué es una potencia de números enteros Si a es un número entero y n es un número natural, la potencia an es: ...? ? ? ?a a a a an = nveces\ • La base a es el factor que se repite. • El exponente n es el número de veces que se repite. EJEMPLOS 4 Escribe en forma de potencia y cómo se leen. Producto Potencia Se lee (+4) ? (+4) (+4)2 «4 elevado a 2» o «4 al cuadrado» (-9) ? (-9) ? (-9) (-9)3 «-9 elevado a 3» o «-9 al cubo» (-7) ? (-7) ? (-7) ? (-7) (-7)4 «-7 elevado a 4» o «-7 a la cuarta potencia» 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 35 «3 elevado a 5» o «3 a la quinta potencia» 5 Calcula estas potencias. a) (+3)4 ? ? ?3 3 3 3 81= = b) (-3)4 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )? ? ? ? ? ?3 3 3 3 3 3 2 39 7 81= - - - - - - -= =- = Cuál es el signo de una potencia de base un número entero En una potencia de base un número entero y exponente natural: • Si la base es un número positivo, la potencia es positiva. • Si la base es un número negativo, la potencia es positiva cuando el exponente es par y negativa cuando es impar. EJEMPLO 6 Calcula el valor de estas potencias. a) (+2)4 = 2 ? 2 ? 2 ? 2 = 16 b) (+2)5 = 2 ? 2 ? 2 ? 2 ? 2 = 32 c) (-2)4 = (-2) ? (-2) ? (-2) ? (-2) = (+4) ? (-2) ? (-2) = = (-8) ? (-2) = 16 d) (-2)3 = (-2) ? (-2) ? (-2) = (+4) ? (-2) = -8 F F 1442443 4 veces F 14444444244444443 4 veces F F 34 base exponente 6 Escribe en forma de potencia y como producto. a) Base 11 y exponente 4. b) Base -2 y exponente 3. 7 Calcula las siguientes potencias. a) 45 c) 142 e) 73 g) 54 b) (-2)6 d) (-4)4 f) (-9)2 h) (-6)4 LO QUE DEBES SABER RESOLVER 4 Escribe cómo se leen y calcula su valor. a) 65 b) 53 c) (-6)5 d) (-5)3 5 Expresa con una sola potencia, si se puede, estos productos de números enteros. a) (-7) ? (-7) ? (-7) c) 5 ? 7 ? 5 ? 7 b) 5 ? 5 ? 5 ? 5 ? 5 d) (-3) ? (-3) ? 2 Los números positivos se escriben habitualmente sin el signo + que los procede: +2 = 2 +3 = 3 RECUERDA 25 301386 _ 0022-0039.indd 25 26/07/11 10:10 1.1 Potencias de exponente entero positivo Una potencia de exponente un número positivo es una forma abre- viada de expresar una multiplicación en la que todos los factores son iguales. an = a ? a ? a ? … ? a si n > 0 n veces 1444442444443 EJEMPLO 1 Calcula estas potencias. a) 34 = 3 ? 3 ? 3 ? 3 = 81 c) (0,4)2 = 0,4 ? 0,4 = 0,16 4 veces 2 veces b) ? ? 5 2 5 2 5 2 125 8 5 2 3 = =e o d) ? ? ? 2 1 2 1 2 1 2 1 16 1 2 1 4 = =e o 3 veces 4 veces En una potencia de base un número racional y exponente positivo: • Si la base es un número positivo, la potencia es siempre positiva. • Si la base es un número negativo, la potencia es positiva cuando el exponente es par, y negativa cuando es impar. EJEMPLO 2 Calcula las siguientes potencias. a) (-2)5 = (-2) ? (-2) ? (-2) ? (-2) ? (-2) = -32 b) (-1,2)4 = (-1,2) ? (-1,2) ? (-1,2) ? (-1,2) = 2,0736 c) - ( ) ( ) ( )? ?5 5 5- - - ? ? ? ?6 5 6 5 6 5 6 6 6 216 125 216 125 6 5 3 = - - - = = - =-oe e e eo o o d) 43 = 4 ? 4 ? 4 = 64 e) ? ? ? ? ? ?6 5 6 5 6 5 6 6 6 5 5 5 6 5 216 125 6 5 3 33 = = = =oe 144424443 1 424 3 144424443 14444244443 F Impar F Par F Impar CALCULADORA Para hallar potencias con la calculadora utilizamos la tecla x y . Por ejemplo, para calcular (1,4)3 tecleamos: 1 · 4 x y 3 = 2.744 8 Expresa estas potencias como producto, y calcula su valor. a) 33 c) (-3)3 e) 4 3 3 d n g) 4 3 3 -d n b) 34 d) (-3)4 f) 4 3 4 d n h) 4 3 4 -d n LO QUE DEBES SABER RESOLVER 1 Calcula las siguientes potencias. a) 32 d) (-5)3 g) (4,25)4 b) 74 e) (-2,02)4 h) 3 1 3 -e o c) (-9)2 f) 8 5 5 -e o i) (-14,32)8 26 301386 _ 0022-0039.indd 26 21/07/11 9:56 1.2 Potencias de exponente entero negativo Una potencia de exponente un número entero negativo es igual al cociente entre la unidad y dicha potencia con el exponente positivo. a a 1n n= - si a ! 0 ANTES, DEBES SABER… Cómo se divide un número entre una fracción Para dividir un número entero entre una fracción, se expresa el número en forma de fracción : : 3 7 1 1 3 7 1 1 3 7 7 3 = = = poniendo como denominador 1. EJEMPLO 3 Calcula estas potencias de exponente negativo. a) 3-2 3 1 9 1 2 = = c) ( )2 1 8 1 8 1 ( 2) 3 3= - = - =-- - b) (-3)-2 ( )3 1 9 1 2 = - = d) : 3 2 1 27 8 1 1 27 8 8 27 3 2 3 3 = = = = - e d o n 1.3 Potencias de exponente 0, 1 y -1 Para cualquier valor de a (a ! 0) siempre se cumple que: a a a a 1 1 0 1 1 = = -a = * EJEMPLO 4 Calcula las siguientes potencias. a) 30 = 1 d) 31 = 3 g) 3 1 3 1 3 1 1 = =- b) (-3)0 = 1 e) (-3)1 = -3 h) ( )3 1 3 1 3 1 ( 3) 1 1= - = - =-- - c) 1 3 4 0 =e o f) 3 4 3 4 1 =e o i) : 3 4 1 3 4 1 1 3 4 4 3 3 4 1 1 = = = = - e d o n CALCULADORA Para hallar (3,4)-2 tecleamos: 3 · 4 x y 2 ! = y en la pantalla aparece: 0.08650519 Al dividir la unidad entre una fracción obtenemos otra fracción en la que intercambiamos el numerador y el denominador. 5 4 1 4 5 = NO OLVIDES 10 Determina el valor de estas potencias. a) 70 c) 2-1 e) (-2)-1 b) 2 5 1 d n d) 5 2 1 -d n f) 2 1 1- d n LO QUE DEBES SABER RESOLVER 9 Calcula el valor de estas potencias. a) 3-5 c) (-3)-5 e) 10-3 b) 2 5 3- d n d) 2 5 2- d n f) 2 1 2- d n 27 301386 _ 0022-0039.indd 27 21/07/11 9:56 Propiedades de las potencias 2.1 Potencia de un producto Para elevar un producto a una potencia se eleva cada uno de los factores a dicha potencia. (a ? b) n = an ? bn EJEMPLO 5 Expresa como un producto de potencias. a) (5 ? 7)3 = (5 ? 7) ? (5 ? 7) ? (5 ? 7) = 5 ? 5 ? 5 ? 7 ? 7 ? 7 = 53 ? 73 b) ( ) ( ) ? ? ?3 5 3 1 5 1 [( 3) 5] 3 3 3 3 3- = - = - - -- 2.2 Potencia de un cociente Para elevar un cocientea una potencia: • Si el exponente es positivo, se eleva cada uno de los términos a dicha potencia. a b b a b a ( : ) n n n n = =e o • Si el exponente es negativo, se in- vierten los términos y se elevan a dicha potencia. a b b a a b ( : ) n n n n = =- - e o EJEMPLOS 6 Expresa como un cociente de potencias. a) ? ? 10 7 10 7 10 7 10 7 10 7 3 33 = =e o c) 4 5 4 5 5 4 3 3 33 = = - e eo o b) : : ?3 1 5 3 3 1 5 3 3 3 5 3 5 3 1 : 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 6 33 = = = =d d dn n n 7 Calcula estos cocientes de potencias. a) ( ) 3 1 81 1 3 1 4 44 - = - =e o b) ( )1 3 1 81 81 3 1 4 44 = - = = - - e o 2 7 Calcula. a) (8 ? 4)3 d) (6 ? 5)-2 b) [(-1) ? (-4)]3 e) [(-3) ? 5]-2 c) 5 4 3e o f) 3 5 2 - - e o 8 Resuelve. a) ?2 3 7 5e o b) ( )? 5 3 10 2 - - = G 11 Determina el valor de estas potencias. a) ? 3 1 34 4 d n b) 3 ? 3 14 4 - - d n LO QUE DEBES SABER RESOLVER • Las fracciones del tipo b a- y b a - se pueden escribir como b a - . 7 2 7 2 7 2- = - =- Son fracciones negativas. • Las fracciones del tipo b a - - se pueden escribir como b a . 7 2 7 2 - - = Son fracciones positivas. SE ESCRIBE ASÍ 28 301386 _ 0022-0039.indd 28 21/07/11 9:56 2.3 Producto de potencias de la misma base Para multiplicar potencias de la misma base se man- tiene la misma base y se suman los exponentes. an ? am = an+m EJEMPLO 8 Expresa como una sola potencia. a) (-5)2 ? (-5)3 = (-5) ? (-5) ? (-5) ? (-5) ? (-5) = (-5)2+3 = (-5)5 b) ? ? ? ? ? 5 8 5 8 5 8 5 8 5 8 5 8 5 8 5 8 5 8 2 3 52 3 = = = + e e e e e e e e eo o o o o o o o o 2.4 Cociente de potencias de la misma base Para dividir potencias de la misma base se mantiene la misma base y se restan los exponentes. an : am = an-m EJEMPLO 9 Expresa como una sola potencia. ( ) ( ) ( ( ( ( 2 ( ( ( 2) ( 2) ( ) ( ) ? ? ? ? ? ? 2 2 2) 2) 2) ) 2) 2) 2 2( 2) : ( 2) 3 5 5 3 25 3= - - = - - - - - - - - = - = -- - - 2.5 Potencia de una potencia Para elevar una potencia a otra potencia se mantie- ne la misma base y se multiplican los exponentes. (an)m = an ? m EJEMPLO 10 Expresa como una sola potencia. ? ? ? 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 ?3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 123 4 = = = = + + + d d d d d d d dn n n n n n n n> H Las propiedades an · am = an + m an : am = an – m solo se pueden aplicar cuando las potencias tienen la misma base. 12 Expresa como una sola potencia estas operaciones, y calcula el resultado. a) 24 ? (22)5 e) 42 ? 43 ? 44 b) (24)3 : (22)5 f) (-4)4 ? (-4)3 ? (-4) c) (22)5 : (24)3 g) (-4)4 : (-4)3 : (-4) d) : ? 4 3 4 3 4 34 2 d d dn n n h) 4 3 : 4 34 2 3 d dn n> H LO QUE DEBES SABER RESOLVER 10 Expresa como una sola potencia. a) 54 ? 56 e) (22)3 b) (-9)6 : (-9)2 f) [(-2)2]3 c) : 6 5 6 510 6e eo o g) ? 3 4 3 43 3 - -e eo o d) 5 3 4 2 e o> H h) : 3 4 3 43 3 - -e eo o 29 301386 _ 0022-0039.indd 29 21/07/11 9:56 Notación científica 3.1 Potencias de base 10 • Una potencia de base 10 y exponente entero positivo es igual a la unidad seguida de tantos ceros como indique su exponente. • Una potencia de base 10 y exponente entero negativo es igual a la unidad dividida entre dicha potencia con exponente positivo. EJEMPLO 11 Calcula el valor de estas potencias de 10. a) 101 = 10 c) 102 = 100 e) 103 = 1 000 b) 10-1 , 10 1 0 1= = d) 10-2 , 100 1 0 01= = f) 10-3 , 1000 1 0 001= = 3.2 Expresión de números muy grandes y muy pequeños Para expresar de forma sencilla números muy grandes y muy pequeños se utilizan las potencias de 10. La notación científica es una forma de expresar números mediante el producto de un número mayor o igual que 1 y menor que 10, multipli- cado por una potencia de 10. Al exponente de la potencia de 10 se le llama orden de magnitud. EJEMPLO 12 Escribe estos números en notación científica. a) La población mundial es, aproximadamente, de 6 900 000 000 personas. 6 900 000 000 = 6,9 ? 1 000 000 000 = 6,9 ? 109 b) El radio de un átomo mide alrededor de 0,00000000031 m. , , , ,? ?0 00000000031 10 000 000 000 3 1 3 1 10 000 000 000 1 3 1 10 10= = = - 3 Una potencia de base 10 con exponente negativo es igual a un número decimal. 10–2 = 0,01 10–5 = 0,00001 2 decimales 5 decimales 0 14243 13 Identifica los números que no están correctamente expresados en notación científica. a) 6,02 ? 107 b) 60,2 ? 108 c) 0,602 ? 108 14 Escribe en notación científica. a) 250 millones de partículas. b) 4 000 millones de habitantes. c) 852,7 millones de kilómetros. LO QUE DEBES SABER RESOLVER 13 Escribe en notación científica. a) 493 000 000 d) 12,00056 b) 315 000 000 000 e) 253 c) 0,0004464 f) 256,256 14 Escribe, con todas sus cifras, los siguientes números dados en notación científica. a) 2,51 ? 106 b) 9,32 ? 10-8 c) 3,76 ? 1012 30 301386 _ 0022-0039.indd 30 21/07/11 9:56 15 Escribe: a) Cinco números racionales. b) Cinco números irracionales. c) Cinco números reales. d) Cinco números enteros que no sean números naturales. LO QUE DEBES SABER RESOLVER 20 Clasifica los siguientes números decimales en racionales o irracionales. a) 4,325325325… b) 4,330300300030000300000… c) 1,23233233323333233333... d) 3,12359474747... Números reales 4.1 Números irracionales Los números irracionales son los números que no se pueden expresar en forma de fracción. Su expresión decimal tiene un número ilimitado de cifras decimales no periódicas. EJEMPLO 15 Calcula la expresión decimal de 2 . , ...2 1 414213562373= Podemos calcular más decimales pero nunca terminaríamos, y no hay cifras que se repitan periódicamente: 2 es un número irracional. Existen infinitos números irracionales, por ejemplo: • Cualquier raíz no exacta: , , ...3 7 1462- • Algunos números especiales: p, e, F... • Determinados números obtenidos combinando sus cifras decima- les, por ejemplo: 0,010010001…; 0,020020002… 4.2 Números reales Los números reales se representan como R, y son el conjunto formado por los números racionales y los números irracionales. 4 Los números decimales pueden ser racionales o irracionales. Todos los números decimales son reales. Números reales R NÚMEROS IRRACIONALES I NÚMEROS RACIONALES Q 1,120120012000… Números enteros Z Números naturales N -1 7,42 3 -3 -3,4 ! p -0,12 34567 … 2 1 304 12 103- 3 5 1407 9 4 - 3 7 31 301386 _ 0022-0039.indd 31 21/07/11 9:56 Intervalos ANTES, DEBES SABER… Cómo se representan los números enteros en una recta Los números enteros se representan ordenados en la recta numérica. • Los números enteros positivos se sitúan a la derecha del cero. • Los números enteros negativos se sitúan a la izquierda del cero. Números enteros negativos Números enteros positivos 0-8… -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 8 … FG EJEMPLO 7 Representa en la recta numérica los números: -5, +4, 0, -2 y +1. 0-8… -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 8 … Cómo se representan los números decimales exactos Si dividimos una unidad decimal en 10 partes iguales, cada una de esas partes es una unidad de orden inmediatamente inferior. EJEMPLO 8 Representa en la recta numérica los números 2,6; 2,16; 5 14 y 2,12. Los números 2,6; 2,16; , 5 14 2 8= y 2,12 están comprendidos entre 2 y 3. Para representar 2,6 y 2,8 dividimos la unidad correspondiente en diez partes iguales, que son las décimas. Así, 2,6 está situado en la sexta división, y 2,8 en la octava. 2 2,6 2,8 3 Para representar 2,12 y 2,16 dividimos la décima correspondiente en 10 partes iguales, que son las centésimas. En este caso, ambos están comprendidos entre 2,1 y 2,2. Así, 2,12 está situado en la segunda división y 2,16 en la sexta. 2,1 2,162,12 2,2 7 1 unidad = 10 décimas 1 décima = 10 centésimas 1 centésima = 10 milésimas NO OLVIDES 18 Ordena, de mayor a menor, los siguientes números decimales: 8,5 8,67 8,07 8,45 19 Ordena, de mayor a
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