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15043971504397 1 [TÍTULO DEL DOCUMENTO] [Subtítulo del documento] [FECHA] GP [Dirección de la compañía] 15043971504397 2 PRESENTACIÓN Ante la coyuntura de salud que vive la humanidad entera; la educación como una actividad dinámica y continua de los recursos humanos no puede quedar en un statu quo, lo que sugiere es plantear alternativas y brindar los medios necesarios que permitan llegar a los educandos para posibilitar la continuidad en su desarrollo armónico de capacidades, valores, aptitudes y el crecimiento personal. La presente edición bibliográfica, elaborada con el concurso y trabajo organizado de todos los docentes del área de matemática del distrito, en función de encarar un Plan de Contingencia Educativa, tiene la finalidad de llegar a todos los estudiantes de la frontera del municipio de Villazón, de la niña de ojos de estrella, para encaminar una educación acorde a estos tiempos de pandemia, que facilite la continuidad formativa en el área de matemática con un enfoque dinámico y de interacción entre el estudiante y el profesor viabilizados a través de los medios tecnológicos para el desarrollo de una variedad de actividades de aprendizaje y trabajo individual en cada uno de los contenidos propuestos y los momentos metodológicos que conlleva la práctica educativa según el actual modelo educativo. En este sentido, el presente módulo de aprendizaje de la matemática se constituye para el estudiante un instrumento ordenado que guie de manera secuencial y objetiva cada una de las acciones a desarrollarse durante el abordaje de los contenidos y así mismo sea para el docente un medio didáctico que le permita acompañar de manera sistemática al estudiante. Finalmente, todos los docentes que regentan la especialidad de la Matemática en el Distrito, la Asociación de Profesores y la Comisión Multidisciplinaria del área de Matemática, ante las probables dificultades que se puedan experimentar en el reto de encarar un educación distinta a lo acostumbrado, creemos que la perseverancia y esfuerzo principalmente de nuestros estudiantes se consolidará en logros importantes y la satisfacción de lograr la continuidad formativa de todas las señoritas y jóvenes estudiantes pese a las adversidades que nos asecha el Covid 19. 15043971504397 3 EQUIPO DE ELABORACIÓN DEL MÓDULO COMISIÓN DE PROFESORES 1.- Prof. Roberto Sarzuri López COORDINADOR 2.- Prof. María Estela Colque Tolaba 3.- Prof. Lula Angulo Cari 4.- Prof. Cixta Corzo Santos 5.- Prof. Valencia Carlo Morales 6.- Prof. Zenón Romero Diaz 7.- Prof. Edgar Jacinto Calle Villegas ASOCIACIÓN DE PROFESORES DEL ÁREA DE MATEMÁTICA Prof. Ramiro Mayorga Basilio PRESIDENTE Prof. Moisés Flores Puma VICEPRESIDENTE Prof. Freddy Ramírez Chuquisea STRIO. DE HACIENDA Prof. Franz Gallardo Paredes STRIO. DE ACTAS Prof. Fernando Flores Laura VOCAL COORDINADORES ÁREA DISPERSA Prof. Raul Quispe Meguillanes Profa. Sofía Gómez Tangara Prof. Carlos George Quispe Leandro COORDINADORES DEL ÁREA DE MATEMÁTICA EQUIPO MULTIDISCIPLINARIO DISTRITAL Prof. Franz Paz Aly Bello Prof. J. José Bautista Rivas Villazón, Julio de 2020 15043971504397 4 ÍNDICE EL NÚMERO, LA FORMA Y EL CÁLCULO EN LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS O SITUACIONES DE CONTEXTO ............................................................................................9 LOS NÚMEROS RACIONALES Y SU UTILIDAD EN LA VIDA COTIDIANA .............11 Fracciones equivalentes. ......................................................................................................12 Operaciones de números racionales, aplicados en situaciones productivas. ....................13 SUMA O RESTA DE FRACCIONES RACIONALES CON IGUAL DENOMINADOR. ...............................................................................................................................................13 SUMANDO Y RESTANDO EXPRESIONES RACIONALES CON DENOMINADOR DISTINTO. ...........................................................................................................................14 SUMA Y RESTA DE NÚMEROS MIXTOS .....................................................................15 MULTIPLICACIÓN DE NÚMEROS RACIONALES. .....................................................................16 DIVISIÓN DE FRACCIONES RACIONALES. ...............................................................17 ...................................................................................................................................................22 POTENCIACIÓN Y RADICACIÓN DE NÚMEROS RACIONALES .................................22 POTENCIACIÓN ................................................................................................................23 LEY DE SIGNOS .................................................................................................................24 PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN ......................................................................24 RADICACIÓN ........................................................................................................................27 NÚMEROS IRRACIONALES Y SU CLASIFICACIÓN .....................................................30 PROPIEDADES DE LOS NÚMEROS IRRACIONALES ...............................................31 NÚMEROS IRRACIONALES FAMOSOS .......................................................................32 LOS NÚMEROS REALES (ℝ) Y SU RELACIÓN DE ORDEN..........................................34 OPERACIONES CON LOS NÚMEROS REALES (ℝ): APLICADA A LA PRODUCCIÓN EN GENERAL .........................................................................................35 ADICIÓN DE NÚMEROS REALES ..................................................................................35 ORIGEN DE LOS NÚMEROS REALES ..........................................................................39 MULTIPLICACIÓN DE NÚMEROS REALES .................................................................45 Propiedades: .........................................................................................................................45 DIVISIÓN DE NÚMEROS REALES .................................................................................47 OPERACIONES EN (ℝ): POTENCIACIÓN ........................................................................49 Término de la potenciación: ...................................................................................................49 PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN DE NÚMEROS REALES ..........................49 Operaciones combinadas de las propiedades de la potencia .............................................50 OPERACIONES EN (ℝ): RADICACIÓN .............................................................................53 15043971504397 5 La radicación y sus términos: ..................................................................................................53 Propiedades de la radicación ...................................................................................................53 Raíz de un cociente ...................................................................................................................53 Exponentes racionales ..............................................................................................................53 Raíz de un producto .................................................................................................................53 Raíz de una potencia ................................................................................................................53 POTENCIA DE UNA RAÍZ ................................................................................................54 LOS NÚMEROS Y LAS FORMAS EN EL ESPACIO TRIDIMENSIONAL Y LOS PRODUCTOS TECNOLÓGICOS .........................................................................................58CUERPOS GEOMÉTRICOS .............................................................................................58 CLASIFICACIÓN DE LOS CUERPOS GEOMÉTRICOS .............................................58 1. POLIEDROS: ...........................................................................................................58 2. CUERPOS REDONDOS: ........................................................................................58 POLIEDROS Y CUERPOS REDONDOS .........................................................................59 ESQUEMA GENERAL DE LOS CUERPOS GEOMÉTRICOS .....................................59 DEFINICIÓN Y ELEMENTOS DE UN POLIEDRO.......................................................59 PROPIEDADES DE LOS POLIEDROS ............................................................................60 POLIEDROS REGULARES ...............................................................................................61 POLIEDROS IRREGULARES ..........................................................................................62 PRISMA ................................................................................................................................63 ELEMENTOS DE UN PRISMA .........................................................................................63 CLASIFICACIÓN DE LOS PRISMAS .............................................................................63 PIRÁMIDE ...........................................................................................................................64 PIRÁMIDES SEGÚN SU BASE .....................................................................................64 CUERPOS REDONDOS .........................................................................................................66 CILINDRO ...........................................................................................................................66 ELEMENTOS DEL CILINDRO ....................................................................................66 CONO ...................................................................................................................................66 ELEMENTOS DEL CONO .............................................................................................67 ESTERA................................................................................................................................67 ELEMENTOS DE LA ESFERA .....................................................................................68 PARA PRACTICAR ................................................................................................................69 ÁREAS Y VOLÚMENES DE CUERPOS GEOMÉTRICOS ..............................................70 ÁREAS DE POLIEDROS ...................................................................................................70 15043971504397 6 ÁREAS DE PRISMAS Y PIRÁMIDES RECTAS .........................................................71 ÁREAS DE CILINDROS Y CONOS .................................................................................73 CONO ...................................................................................................................................75 ESFERA ................................................................................................................................77 EL LENGUAJE MATEMÁTICO EN LA RELACIÓN CON LAS ACTIVIDADES DE LA VIDA COTIDIANA .................................................................................................................80 NOCIONES BÁSICAS DE ALGEBRA: ............................................................................83 GRADO RELATIVO DE UN POLINOMIO .....................................................................90 GRADO ABSOLUTO DE UN POLINOMIO ....................................................................90 VALOR NUMÉRICO. .........................................................................................................94 TÉRMINOS SEMEJANTES. - ...........................................................................................95 REDUCCIÓN DE VARIOS TÉRMINOS. .........................................................................96 15043971504397 7 ORIENTACIONES PARA EL ESTUDIANTE • PRESENTACIÓN DEL MÓDULO • Aprendemos explorando nuestro contexto y el diario vivir (PRÁCTICA) • Construimos y consolidamos nuestros conocimientos (TEORIZACIÓN) • Analizamos y reflexionamos la importancia de los conocimientos formados y consolidados (VALORACIÓN) • Detectamos, Desarrollamos e implantamos propuestas de solución para diversas amenazas o debilidades dentro de nuestra comunidad educativa (PRODUCCIÓN) • Aprendemos juntos mediante la participación y atención en la clase (EXPLICACIÓN E INSTRUCCIÓN DEL DOCENTE) • Realizamos la auto reflexión y análisis de los nuevos conocimientos (ANÁLISIS Y REFLEXIÓN) • Pongo en práctica los conocimientos adquiridos en el proceso de aprendizaje (TRABAJO INDIVIDUAL) 15043971504397 8 • Reforzamos los conocimientos mediante videos tutoriales (VIDEOS DE APOYO) • Desarrollamos espacios para despejar dudas de los contenidos entre los actores de la educación, dentro de los momentos metodológicos en el proceso de aprendizaje (RETROALIMENTACIÓN) • Presentamos los productos obtenidos durante el proceso de aprendizaje (PRODUCCIÓN) • Practicamos en casa los conocimientos adquiridos (PRACTICAS) • Demostramos las capacidades desarrolladas después del proceso de Aprendizaje (EVALUACIÓN) • Desarrollamos actividades en cronometradas (PRACTICAS DENTRO DE CLASE) • Escaneamos el codigo QR para complementar y consolidar los conocimientos adquiridos(CODIGO QR) • Reforzamos y consolidamos los conocimientos visitando la siguiente página web (SITIOS WEB) 15043971504397 9 EL NÚMERO, LA FORMA Y EL CÁLCULO EN LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS O SITUACIONES DE CONTEXTO OBJETIVO HOLÍSTICO: Desarrollamos la conciencia crítica en la convivencia de los estudiantes y su relación con la naturaleza, a través del análisis de las relaciones, sociales y económicas con el manejo de propiedades y operaciones de números racionales, aplicando en operaciones combinadas procedimientos heurísticos y algorítmicos, para generar decisiones en el proceso tecnológico y productivo unidos en la comunidad. -¿Sabías que solo ¼ de la superficie del planeta es tierra firme? -¿Qué fracción de esa tierra es cultivable? Conversa con tu familia. RECUERDA Si tenemos 1/4, el 4, ¿Qué representa? El 1, ¿Qué representa? Este planeta tiene las ¾ partes de su superficie cubiertas de agua…. Debería llamarse ´planeta agua´ Pero se llama planeta tierra 15043971504397 10 PREGUNTAS ACTIVADORAS 1. ¿Qué entiendes por números racionales? 2. ¿Los números decimales serán también números racionales? GLOSARIO Equivalencia. Relación de igualdad en cantidad, función, valor, potencia o eficacia entre personal o cosas. Heterogéneo. Que está formado por elementos de distinta clase o naturaleza. Homogéneo. Que está formado por elementos con características comunes referidas a su clase o naturaleza lo permite establecer entre ellos una relación de semejanza y uniformidad. PRACTICA... Respuesta: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _____________ Respuesta: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _____________ PARA RECORDAR15043971504397 11 Simplificar. Convertir una expresión matemática en otra más simple pero equivalente. LOS NÚMEROS RACIONALES Y SU UTILIDAD EN LA VIDA COTIDIANA Definición. Un numero racional (Q) es todo aquel que puede representarse como el cociente de dos números enteros, es decir, una fracción con numerador a y denominador distinto de 0. Esto quiere decir que los números enteros positivos y los números enteros negativos, junto con los números fraccionario puros, forman todo el conjunto de los números racionales y se representa con la letra Q. TEORÍA... Números Racionales CERO NÚMEROS ENTEROS NEGATIVOS NÚMEROS ENTEROS POSITIVOS NÚMEROS FRACCIONARIOS PUROS 15043971504397 12 Representación gráfica de números racionales: Fracciones equivalentes. -Dos o más fracciones son equivalente cuando representa la misma cantidad y se escribe distinto. Dos fracciones son equivalentes se puede obtener una a partir de la otra, multiplicando o (dividiendo) el numerador y el denominador por el mismo número. Convertimos la fracción 2/4 a una fracción equivalente. Simplificación. Se divide numerador, denominador por el mismo número. Amplificación. Se multiplica el numerador y denominador por el mismo número. 15043971504397 13 Operaciones de números racionales, aplicados en situaciones productivas. Ejemplo: La familia Rocha del salario que perciben gastan en alimentación una tercera parte, en ropa un cuarto y en transporte un sexto del salario. a) ¿Qué parte del salario son los gastos? b) ¿Qué parte es el ahorro? -Gastos: 1 3 + 1 4 + 1 6 = 4+3+2 12 = 9 12 = 3 4 Los gastos en todas son los ¾ del salario. -Ahorro: 1 − 3 4 = 4−3 4 = 1 4 El ahorro es la cuarta parte del salario. SUMA O RESTA DE FRACCIONES CON IGUAL DENOMINADOR. Se suman o se restan los numeradores y se mantiene el denominador. Escanea este codigo QR para aprender mas sobre suma y resta de fracciones con denominador igual. Ejemplo: 2 3 + 1 3 = 2 + 1 3 = 3 3 = 1 5 11 − 1 11 = 5 − 1 11 = 4 11 15043971504397 14 PRODUCCIÓN: resuelve los siguientes ejercicios con fracciones. SUMANDO Y RESTANDO EXPRESIONES RACIONALES CON DISTINTO DENOMINADOR. Antes de sumar y restar expresiones racionales con denominadores distintos, necesitamos encontrar un común denominador. Este proceso es similar al que usamos para sumar y restar fracciones numéricas con denominadores distintos. Veamos un ejemplo numérico para empezar. Escanea este codigo QR para aprender mas sobre suma y resta de expresiones racionales con denominador distinto. Ejemplo: 15043971504397 15 PRODUCCIÓN: resuelve los siguientes ejercicios con fracciones. SUMA Y RESTA DE NÚMEROS FRACCIONARIOS MIXTOS. Escanea este codigo QR para aprender mas sobre suma y resta de numero mixtos metodo 1. Ejemplo: 15043971504397 16 Escanea este codigo QR para aprender mas sobre suma y resta de numero mixtos metodo 2. PRODUCCIÓN: Resuelve los siguientes ejercicios, convertimos los números mixtos a fracciones simples, luego operamos. MULTIPLICACIÓN DE NÚMEROS RACIONALES. El producto entre dos o más números racionales es otro número racional, cuyo numerador y denominador son los productos de los numeradores y denominadores de cada uno de los factores. Escanea este codigo QR para aprender mas sobre multiplicacion de numeros racionales. Ejemplo: 15043971504397 17 PRODUCCIÓN: resuelve los siguientes ejercicios con fracciones. DIVISIÓN DE RACIONALES. La división de dos números racionales es otro número racional que tiene: Por numerador el producto de los extremos. Por denominador el producto de los medios. Escanea este codigo QR para aprender mas sobre division de fracciones racionales. Ejemplo: 15043971504397 18 PRODUCCIÓN: resuelve los siguientes ejercicios con fracciones. Escanea este codigo QR para reflexionar sobre: 7 consejos para el aprendizaje de la matematica. VALORACIÓN… 15043971504397 19 1. Analiza y conversa con tus padres sobre el video y como este te ayudara en una mejor comprensión de la matemática y haz un comentario personal. Fortaleciendo nuestros saberes y conocimientos. Analiza y responde. 1: ¿Qué indican el numerador y el denominador en una fracción? EVALUACIÓN… Respuesta: ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ___________ 15043971504397 20 Responde con falso o verdadero. 2: Para sumar fracciones de igual denominador, si o si debemos de hallar el mínimo común múltiplo. 3: Si la fracción es negativa en la recta numérica se encuentra lado derecho del 0. 4: El resultado de la siguiente suma. 9 4 − 10 4 = 1 4 5: El mínimo común denominador se debe de dividir entre el numerador de cada fracción cuando realizamos la suma de fracciones con diferentes denominadores. A partir de los consejos que te dimos, resuelve los siguientes problemas: PROBLEMA N° 1 Patricia utiliza 1 4 de leche de una botella para hacer un pastel. ¿Qué cantidad de leche le queda en la botella? PROBLEMA N° 2 Ema se comió 5 12 de los pasteles y Olga 3 12 de los mismos ¿Qué fracción de los pasteles se comieron? F V F V F V F V 15043971504397 21 PROBLEMA N° 3 Julio comió 1 2 de pastel y Juan 1 3 del mismo pastel. ¿Qué fracción de pastel han comido entre los dos? , ¿Qué fracción de pastel queda aun para comer? PROBLEMA N° 4 En una clase, la novena parte de los estudiantes son zurdos. Si la clase tiene 27 alumnos. ¿Cuántos son diestros? PROBLEMA N° 5 Un campo mide 2000 m2. ¿Se desea saber cuántos metros tiene la cuarta parte del campo? PROBLEMA N° 6 Juana tiene 300 Bs. Que es fruto de sus ahorros y decide ir a la tienda a comprar zapatos, el cual le costó la tercera parte de sus ahorros. ¿Cuánto le costó los zapatos? PROBLEMA N° 7 La camiseta de un bebe se fabrica con 4 5 metros de tela. ¿Cuántas camisetas se pueden hacer con 48 metros de tela? PROBLEMA N° 8 Un labrador dividió su campo en 8 parcelas iguales. ¿Cuántas parcelas contienen los 3 4 del campo? 15043971504397 22 POTENCIACIÓN Y RADICACIÓN DE NÚMEROS RACIONALES OBJETIVO HOLÍSTICO Desarrollamos valores de solidaridad y responsabilidad a partir del estudio y análisis de la potenciación y radicación de números racionales aplicando en la resolución de ejercicios y problemas de nuestra vida cotidiana, con sentido crítico y reflexivo en nuestra comunidad APRENDEMOS EXPLORANDO NUESTRO CONTEXTO Y EL DIARIO VIVIR 1. ¿QUÉ ENTIENDES POR POTENCIA DE UN NÚMERO RACIONAL? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………….…………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2. ¿ En qué situaciones de la vida cotidiana podemos observar la potenciación o radicación de números racionales ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. .…………………….…………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….15043971504397 23 a) ( 𝟏 𝟐 ) 𝟑 = ( 𝟏 𝟐 ) . ( 𝟏 𝟐 ) . ( 𝟏 𝟐 ) = 𝟏 𝟖 b) ( 𝟓 𝟐 ) 𝟐 = c) ( 𝟕 𝟑 ) 𝟒 = La potencia de un número racional se obtiene multiplicando la base por sì misma tantas veces como indique el exponente. POTENCIACIÓN CONSTRUIMOS Y CONSOLIDAMOS NUESTROS CONOCIMIENTOS HALLAMOS EL VALOR DE LAS SIGUIENTES POTENCIAS 15043971504397 24 BASE EXPONENTE POTENCIA + Par o impar + - Par + Impar - DESCRIPCIÓN PROPIEDAD OPERATORIA EJEMPLO POTENCIA DE EXPONENTE 1 ( 𝒂 𝒃 ) 𝟏 = 𝒂 𝒃 Exponente 1 no se escribe ( 𝟏 𝟐 ) 𝟏 = 𝟏 𝟐 POTENCIA DE EXPONENTE 0 ( 𝒂 𝒃 ) 𝟎 = 𝟏 Toda potencia de exponente cero es igual a 1 ( 𝟑 𝟒 ) 𝟎 = 𝟏 POTENCIA NEGATIVA ( 𝒂 𝒃 ) −𝒏 = ( 𝒃 𝒂 ) 𝒏 El exponente negativo obliga a transformar la potencia en su fracción inversa con el exponente opuesto ( 𝟒 𝟓 ) −𝟐 = ( 𝟓 𝟒 ) 𝟐 = 𝟐𝟓 𝟏𝟔 APRENDEMOS JUNTOS MEDIANTE LA PARTICIPACIÓN Y ATENCIÓN EN LA CLASE El signo de la potencia depende del signo de la base y del exponente par o impar LEY DE SIGNOS PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN 15043971504397 25 a) ( 𝟏𝟐 𝟔 ) 𝟏 = b) ( 𝟐𝟎 𝟏𝟏 ) 𝟏 = c) ( 𝟗 𝟓 ) 𝟎 = d) ( 𝟏 𝟓 ) 𝟎 = e) ( 𝟏𝟖 𝟗 ) −𝟒 = f) (− 𝟔 𝟖 ) −𝟑 = Nº DEFINICIÓN EN SIMBOLOS EJEMPLO 1. Producto de potencias de la misma base. Se añota la base y se suman los exponentes ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 ⋅ ( 𝑎 𝑏 ) 𝑚 = ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛+𝑚 ( 3 5 ) 2 ⋅ ( 3 5 ) 5 . ( 3 5 ) 1 = ( 3 5 ) 2+5+1 = ( 3 5 ) 8 2. Cocientes de potencias e la misma base.Se anota la misma base y se restan los exponentes. ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 ÷ ( 𝑎 𝑏 ) 𝑚 = ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛−𝑚 ( 2 3 ) 6 ÷ ( 2 3 ) 4 = ( 2 3 ) 6−4 = ( 2 3 ) 2 3. Potencia de una potencia.Se anota la base y se multiplican los exponentes. [( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 ] 𝑚 = ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛⋅𝑚 [( 2 4 ) 2 ] −3 = ( 2 4 ) 2⋅(−3) = ( 2 4 ) −6 4. Potencia de un producto.El exponente se distribuye a cada factor. ( 𝑎 𝑏 ⋅ 𝑐 𝑑 ) 𝑛 = ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 ⋅ ( 𝑐 𝑑 ) 𝑛 ( 1 2 ⋅ 1 3 ) 3 = ( 1 2 ) 3 ⋅ ( 1 3 ) 3 5. Si las bases son iguales entonces los exponentes son iguales. ( 𝑎 𝑏 ) 𝑚 = ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 ⇒ 𝑚 = 𝑛 ( 1 5 ) 𝑥 = ( 1 5 ) 3 ⇒ 𝑥 = 3 HALLAMOS EL VALOR DE LAS SIGUIENTES POTENCIAS PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN 15043971504397 26 a) ( 1 8 ) 2 ⋅ ( 1 8 ) 3 = b) ( 2 5 ) ⋅ ( 2 5 ) 3 = c) ( 7 14 ) 4 ÷ ( 7 14 ) −3 = d) ( 4 25 ) 5 ÷ ( 4 25 ) 5 = e) [( 1 4 ) 4 ] 3 = Completemos el siguiente cuadro a b a2 b2 a3 b3 (a-b)2 𝟏 𝟐 𝟏 𝟑 𝟓 𝟐 𝟗 𝟏𝟔 𝟑 𝟖 𝟖 𝟑 𝟑 𝟐 𝟏𝟔 𝟗 PRÁCTICA LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS EN EL PROCESO DE APRENDIZAJE CONSTRUIMOS Y CONSOLIDAMOS NUESTROS CONOCIMIENTOS 15043971504397 27 a) √ 𝟒 𝟗 = b) √ 𝟏 𝟏𝟒𝟒 = c) √ 𝟖 𝟐𝟓 𝟑 = d) √ −𝟏𝟐𝟓 𝟐𝟏𝟔 𝟑 = La radicación es una operación contraria a la potenciación, consiste en buscar un número que multiplicado tantas veces como indica el índice de la raíz nos de la cantidad sub radical o radicando. RADICACIÓN HALLAMOS EL VALOR DE LAS SIGUIEN RAICES 15043971504397 28 √ 𝟗 𝟏𝟔 = √ 𝟐𝟓 𝟔𝟒 = √ 𝟐𝟕 𝟔𝟒 𝟑 = √ 𝟏 𝟏𝟓 𝟒 = √ 𝟏𝟔 𝟖𝟏 𝟒 = CALCULAMOS LAS SIGUIENTES RAÍCES Si el índice es impar y el radicando negativo entonces la es raíz es también negativa. Si el índice es par y el radicando negativo, la raíz no tiene solución en el conjunto de los números racionales. 3√ −8 27 = ξ−8 3 ξ2 3 7 = −2 3 = − 2 3 REALIZAMOS LA AUTO REFLEXIÓN Y ANÁLISIS DE LOS NUEVOS CONOCIMIENTOS 15043971504397 29 ENCONTREMOS EL RESULTADO DE CADA UNO DE LAS SIGUIENTES EXPRESIONES a) (√ 𝟑 𝟓 ⋅ 𝟏 𝟔 ) 𝟐 ÷ (− 𝟓 𝟒 ) = b) [ 𝟏 𝟏+(−𝟑) ] 𝟎 − [ 𝟏+(−𝟑) 𝟏−(−𝟑) ] 𝟐 c) [√ 𝟓 𝟑 ( 𝟑 𝟓 ) 𝟐 ] 𝟐 ÷ 𝟓𝟑 d) √ 𝟏 𝟑 ⋅ √ 𝟏 𝟏𝟐 + [ 𝟏− 𝟏 𝟑 (−𝟏)𝟑 ] 𝟐 e) [√ 𝟏 𝟐 ⋅ 𝟏 𝟐 ] 𝟐 [ 𝟓 𝟑 + 𝟏] 𝟑 = f) √( 𝟑 𝟓 ) −𝟐 − 𝟏 − [𝟏 ÷ ( 𝟏 𝟐 ) −𝟏 ] DEMOSTRAMOS LAS CAPACIDADES DESARROLLADAS DESPUÉS DEL PROCESO DE APRENDIZAJE 15043971504397 30 NÚMEROS IRRACIONALES Y SU CLASIFICACIÓN OBJETIVO HOLÍSTICO Asumimos y valoramos las expresiones simbólicas del arte de nuestras culturas desarrollando el razonamiento lógico concreto y abstracto de propiedades, conceptos de números irracionales y su utilidad en la vida cotidiana, a través de procedimientos y reglas operatorias para promover procesos productivos en la comunidad APRENDEMOS EXPLORANDO NUESTRO CONTEXTO Y EL DIARIO VIVIR 3. ¿QUÉ SON LOS NÚMEROS IRRACIONALES? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………….…………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 4. ¿CÓMO SE LLAMAN LOS NÚMEROS πY е? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. .…………………….…………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 15043971504397 31 Los números irracionales tienen como definición que son números que poseen infinitas cifras decimales no periódicas, que por lo tanto no pueden ser expresados como fracciones. PROPIEDADES DE LOS NÚMEROS IRRACIONALES PROPIEDAD CONMUTATIVA en la suma y la multiplicación se cumple la propiedad conmutativa según la cual el orden de los factores no altera el resultado, por ejemplo, π+ϕ = ϕ+π; así como en la multiplicación, π×ϕ=ϕ×π. PROPIEDAD ASOCIATIVA donde la distribución y agrupación de los números da como resultado el mismo número, de manera independiente a su agrupación, siendo (ϕ+π)+e=ϕ+ (π+e); y de la misma manera con la multiplicación, (ϕ×π) ×e=ϕ× (π×e). Elemento opuesto Existe un inverso aditivo, para la suma de números irracionales, es decir que para cada número tiene su negativo que lo anula, por ejemplo π-π=0 y de la misma forma un inverso multiplicativo que da como resultado 1, es decir ϕ×1/ϕ=1. CONSTRUIMOS Y CONSOLIDAMOS NUESTROS CONOCIMIENTOS 15043971504397 32 NÚMEROS IRRACIONALES FAMOSOS Ejemplos 1 + ξ3 2 √1 + ξ3 4 Aquí tienes más ejemplos: Números En fracción ¿Racional o irracional? 5 5/1 Racional 1,75 7/4 Racional .001 1/1000 Racional √2 (raíz cuadrada de 2) ? ¡Irracional! a) ξ10 = ξ2.5 = ξ2 ⋅ ξ5 ξ10 = ξ2.5 = ξ2 ⋅ ξ5 3ξ18 − 11ξ2 + 2ξ50 3ξ2 ⋅ 3𝑧 − 11ξ2 + 2ξ2.9 2 3ξ2 ⋅ √32 − 11ξ2 + 2ξ2 ⋅ √52 3ξ2 ⋅ 3 − 11ξ2 + 2ξ2 ⋅ 5 9ξ2 − 11ξ2 + 10ξ2 19ξ2 − 11ξ2 8ξ2 Pi Se lo conoce mejor con su símbolo π, este es el más conocido de los números irracionales, y se utiliza en su mayoría para matemáticas, física e ingeniería. e Es otro número irracional famoso, utilizado en cálculo más que nada, es llamado también número de Euler, y de él también se han calculado infinidad de decimales sin llegar a encontrar una repetición periódica.APRENDEMOS JUNTOS MEDIANTE LA PARTICIPACIÓN Y ATENCIÓN EN LA CLASE 15043971504397 33 (√ 𝟑 𝟓 ⋅ 𝟏 𝟔 ) 𝟐 ÷ (− 𝟓 𝟒 ) = a) ξ10 = ξ2.5 = ξ2 ⋅ ξ5 b) 3ξ2 + 2ξ2 = c) 3ξ3 − 2ξ2 + 2ξ3 + 4ξ2 = d) 2ξ5 ⋅ 3ξ3 = e) 6ξ18 3ξ2 = HALLAMOS EL VALOR DE LAS SIGUIENTES POTENCIAS 15043971504397 34 LOS NÚMEROS REALES (ℝ) Y SU RELACIÓN DE ORDEN Iniciamos con una lectura, sobre algunas curiosidades de números irracionales. Analizaremos la lectura. Operaciones con los números reales (ℝ): aplicada a la producción en general: Adición Sustracción Multiplicación División Potenciación y sus propiedades Radicación y sus propiedades ¿QUÉ APRENDEREMOS? ¿QUÈ LOGRAREMOS? ¡¡PARA ANALIZAR Y RESPONDER!! PRÁCTICA CURIOSIDADES DE NÚMEROS IRRACIONALES • El número designado con la letra griega π = 3,14159… (pi) relaciona la longitud de la circunferencia con su radio (longitud = 2 • π • r ). • El número e = 2,71828…, inicial del apellido de su descubridor Leonhard Euler (matemático suizo del siglo XVIII). • El número designado con la letra griega F = 1,61803… (fi), llamado número de oro, es la inicial del nombre del escultor griego Fidias, que lo utilizó en sus obras. Los tres números tienen infinitas cifras decimales y no son periódicos (sus cifras decimales no se repiten periódicamente). Son, por tanto, números irracionales. Desde el punto de vista matemático, existe una diferencia importante entre los dos primeros y el tercero: mientras que π y e no son solución de ninguna ecuación polinómica, el número de oro, F = 1 + √ 5, es una de las soluciones de la ecuación de segundo grado x 2 – x – 1 = 0. Compruébalo. 15043971504397 35 OPERACIONES CON LOS NÚMEROS REALES (ℝ): APLICADA A LA PRODUCCIÓN EN GENERAL En el conjunto de los números reales se define la operación de adición y a partir de esta, la operación de sustracción. ADICIÓN DE NÚMEROS REALES. -A cualquier par de números reales, a y b, le corresponde un número real a + b llamado suma. o también: EJEMPLOS. - a. 4 + 5 = 9 b. 12 + 9 = 21 c. 34 + 20 = 54 Para sumar dos números con el mismo signo (ambos positivos o ambos negativos) Sume sus valores absolutos y coloque el mismo signo común antes de la suma. La suma de dos números positivos será un número positivo, y la suma de dos números negativos será un número negativo. Ejemplo. 5 + 9 = Solución; Como ambos números son positivos, la suma será positivo. 5 + 9 = 14 Ejemplo. (-5) + (-9) = Solución: Como ambos números que se suman son negativos, la suma será negativa. Para determinar la suma, sume los valores absolutos de estos números y coloque un signo negativo antes del valor. (-5) + (-9) = -14 Recordamos algunos conocimientos previos. 15043971504397 36 SUSTRACCIÒN DE NÙMEROS REALES.- Sustracción de a – b de números reales, a y b se define como la suma de a y el universo aditivo o negativo de b, es decir: a – b = a + (-b) EJEMPLOS.- 9 – 5 = 4 o 9+(-5) = 4 PROPIEDADES DE LA ADICIÒN DE NÙMEROS REALES. Como la adición de dos números reales produce un número real se dice que esta operación es cerrada en los conjuntos de los reales. En la siguiente tabla se indica algunas propiedades referidas a la adición de números reales (en la tabla: a, b y c representan números reales). Para sumar dos números con signos diferentes (uno positivo y el otro negativo) Reste el valor absoluto menor del valor absoluto mayor. La respuesta tiene el signo del número con el valor absoluto más grande. La suma de un número positivo y un número negativo puede ser positiva, negativa o cero, el signo de la respuesta será el mismo signo que el numero con mayor valor absoluto. Ejemplo. 3 + (-8) Solución: Como los números que se suman son de signos opuestos, restamos el valor absoluto más pequeño del valor absoluto mayor. Primero tomamos cada valor absoluto. Ahora determinamos la diferencia, 8 – 3 = 5. El número -8 tiene un valor absoluto mayor que el número 3, por lo que la suma es negativa. 3 + (-8) = -5 Todo problema de sustracción puede expresarse como un problema de suma por medio de la regla siguiente. a – b = a + (-b) Para restar b de a, sume el opuesto (o inverso aditivo de b a a Ejemplo. 5 - 8 significa 5 – (+8). Para restar 5 – 8, sume el opuesto de +8, que es -8, a 5. Entonces: 5 – (+8) = - 3 5 – 8 = 5 + (-8) = -3 15043971504397 37 PROPIEDAD SIMBOLIZACIÓN EJEMPLOS Conmutativa a + b = b + a 3 + 4 = 4 + 3 Asociativa (a + b) + c = a + (b + c) (3 + 4) + 5 = 3 + (4 + 5) Elemento neutro a + 0 = a o 0 + a 8 + 0 = 8 o 0 + 8 = 8 Elemento simétrico (opuesto) a + (-a) = 0 7 + (-7) = 0 Cancelativa a = b => a + c = b + c 6 = 4 + 2 => 6 + 1 = (4 + 2) + 1 EJEMPLOS PROPIEDAD 6 + 5 =………. …... = ……. ……………………….. (4 + 7) + 3 = 4 + (7 + 3) 11+ 3 = 4+ 11 14 = 14 Asociativa 10 + 0 =…… …………………….. 9 + (-9) =……… ……………………. 8 = 6 + 2 =>…+…=…….+… ……=……. …………………….. Resuelve aplicando las propiedades 15043971504397 38 . 1 4 + 7 = 7 + 4 conmutativa 2 5 + 8 = 3 c + d = 4 √2 - √2 = 5 (3 + 4) + 4 = 6 (a + d) + c = 7 √2 + (2 √3 + √5) = (√2 + 2 √3) + √5 asociativa 8 b + 0 = 9 0 + 10 = 10 Elemento neutro 10 2 √3 + 0 = 11 π + 0 = 12 8 – (8) = 0 Elemento opuesto 13 b - b = 14 π - π = 15 √2 - √2 = Desarrolla, aplicando las propiedades de adición y sustracción de números reales 15043971504397 39 Conocemos su origen y algunas definiciones importantes de Números Reales. NÚMEROS REALES. El conjunto de los números reales ℝ es la unión de los números racionales con los números irracionales. Se representa con la letra ℜ. ℝ = Q ᴗ ii ORIGEN DE LOS NÚMEROS REALES El descubrimiento de los números reales se atribuye al matemático griego Pitágoras. Para él no existía un número racional cuyo cuadrado sea dos: n² = 2 => n = √2 Entonces, los antiguos griegos vieron la necesidad de llamar a estos números irracionales. La palabra real se usa para distinguir estos números del número imaginario i, que es igual a la raíz cuadrada de -1, o √-1. Esta expresión se usa para simplificar la interpretación matemática de efectos como los fenómenos eléctricos. PARA CONOCER TEORÍA 15043971504397 40 Recordando los signos de relación Los números reales pueden ser representados en la recta real 15043971504397 41 Observa la siguiente lista de números reales y coloca cada uno en el recuadro correspondiente. (Observa que puede estar un mismo número en más de un recuadro): Naturales(N) Enteros(Z) Racionales(Q) Irracionales(I) 5;8;9;2;10;10;001.0;2.43;43; 6 84 ; 3 5 ; 5 3 ;3.0;13;1.0;11.0;11 333 −−−−−− − SABER-HACER Resuelva las siguientes operaciones de adición y sustracción de números reales. a). 5 + 12= b).30 + (-30) = c). (-5) + (-2) = d). 43 + (-23) = e). 4 + (-4) f) 10 + 0 = g) (-8) + (– 4) = h) (-5) + (-3) = i) 3 2 + 2 5 = j) 4 3 + (- 3 4 ) = a)………………. b)……………….. c)……………….. d)………………. e)……………….. f)………………… g)………………… h)………………… i)…………………. j)………………… RESPONDA AQUI VALORACIÓN Logre 15043971504397 42 Deberás practicar en el diario vivir del contexto de la Comunidad Educativa, ¡Así que a practicar se dijo! PRODUCCIÓN 15043971504397 43 FORTALECIENDO NUESTROS SABERES Y CONOCIMIENTO SABER - HACER Resolver las siguientes operaciones de adición y sustracción de números reales: a). 7 + 9 = b). (-9) + (-4) = c). 23 + (-9) = d). 15 – 0 = e). 9 + (-9) = f). 3 4 + 1 2 = g). 8 7 - 1 2 = h). 1 2 + 1 5 + 1 10 = i). 2 1 3 + 8 3 = j). 5 2 4 - 2 1 3 = ¡¡Ahora demuestra todo lo aprendido!! 15043971504397 44 EVALUACIÓN DE NÚMEROS REALES I. Analiza y responda las siguientes preguntas. 1.- En el siguiente cuadro realice el conjunto de números reales: NÚMEROS REALES (ℝ) Subconjunto de (ℝ) EJEMPLO 2.- Grafica y representa el conjunto de números reales en la RECTA REAL. 3.- Escriba la propiedad y propiedades de la adición y sustracción de números reales, que se aplica en cada proceso ilustrado en el siguiente cuadro 20 + 0 = 20 a + ( b + c ) = ( a + b ) + c π+ 0 = π √2 + (2 √3 + √5) = (√2 + 2 √3 )+ √5 √2 - √2 = 0 c + d = d + c 8 + (-8) = 0 5 + 7 = 7 + 5 15043971504397 45 MULTIPLICACIÓN DE NÚMEROS REALES Propiedades: 1. Interna. - El resultado de multiplicar dos números enteros y racionales se sigue 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑙𝑜𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑒𝑠. 2. Asociativa. - Modo de agrupar los factores no varían el resultado. Si a, b y c son números reales cualquiera, entonces se cumple. El producto o el cociente de dos números reales de igual signo es un número real positivo. Ej. a) –2. (-3)=6 b) -2/-4=1/2 c) 2.4=8 El producto o cociente de dos números reales de diferente signo es siempre un número real negativo. Ej. a) 2.(-4)=-8 b) -6.2=-12 c) 6/-3=-2 d) –8/2=-4 3. Conmutativa. - El orden de los factores no altera el producto. Ejemplo. 2.5 = 10 =5.2 = 10 4. Elemento neutro: El (uno) es el elemento neutro de la multiplicación, porque todo 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑑𝑎 𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑠𝑚𝑜 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 Ejemplo.: a) 6.1=6 b) . 7.1= 7 5. Elemento opuesto. - Un número es inverso de otro si al multiplicar obtenemos como resultado la unidad. Sí; a , b ∈⟹ 𝑎 ∙ 𝑏 = 𝑐 Donde: 𝑎, 𝑏 ⟹ 𝑠𝑜𝑛 𝑙𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑐 ⟹ 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 a∙ 𝑏 ∈ ℝ (𝑎 , 𝑏). 𝑐 = 𝑎(𝑏, 𝑐) Ejemplo: (ξ2 .𝜋). 𝑒 = ξ2 ∙ (𝜋 ∙ 𝑒) 𝑎, 𝑏 = 𝑏. 𝑎 Ejemplo ξ2 ∙ ξ3 3 = ξ3 3 ∙ ξ2 𝑎. 1 = 𝑎 Ejemplo 𝜋 ∙ 1 = 𝜋 15043971504397 46 6. Distributiva. -El producto de un número por una suma es igual a la suma de los productos de dicho número por cada uno de los sumandos. SACAR FACTOR COMÚN: Es el proceso inverso a la propiedad distributiva, pues si varios sumandos tienen un factor común, podemos transformar la suma en un producto extrayendo dicho factor. De acuerdo a las anteriores definiciones complementa el siguiente cuadro A que propiedad corresponde. Regla de los signos: La regla de los signos del producto de un número entero racionales se sigue manteniendo con los números reales PRACTICA Escriba la propiedad de la multiplicación se aplica en cada proceso ilustrado en el respectivo Cuadro. 𝜋 ∙ 1 𝜋 = 1 ξ7 ∙ 2 3 = 2 3 ∙ ξ7 𝑒 6 ∙ 1 = 𝑒 6 ( 𝑒 2 ∙ 𝜋) ∙ 2ξ3 = 𝑒 2 ∙ (𝜋 ∙ 2ξ3) ξ3 ∙ ( 2 5 + 𝑒) = ξ3 ∙ 2 5 + ξ3 ∙ 𝑒 ξ11 ∙ 𝑏 + ξ11. 𝑐 = ξ11(𝑏 + 𝑐) 3 7 ∙ (4 ∙ 𝜋) = ( 3 7 ∙ 4) ∙ 𝜋 𝑎 ∙ (𝑏 + 𝑐) = 𝑎 ∙ 𝑏 + 𝑎. 𝑐 Ejemplo ξ2 ∙ (ξ2 + 1) = ξ2 ∙ ξ2 + ξ2 ∙ 1 = 2 + ξ2 𝑎 ∙ 𝑏 + 𝑎 ∙ 𝑐 = 𝑎(𝑏 + 𝑐) 𝜋 ∙ 𝑒 + 𝜋 ∙ ∅ = 𝜋(𝑒 + ∅) + 𝑝𝑜𝑟+= + − 𝑝𝑜𝑟−= + + 𝑝𝑜𝑟−= − − 𝑝𝑜𝑟+= − 15043971504397 47 DIVISIÓN DE NÚMEROS REALES La división de dos números reales se define como el producto del dividendo Por el inverso del divisor. El cociente de número reales cumple la misma ley de los signos que la multiplicación Resuélvenos la división de números reales a) (−6) ÷ (3) = −2 b) (−40) ÷ (−5) = 8 b) ( 1 7 ) ÷ (− 4 5 ) = ( 1 7 ) ∙ (− 5 4 ) = − 5 28 d)(−9) ÷ (− 2 3 ) = (−9) ∙ (− 3 2 ) = 27 2 = 13 1 2 ¿Este preparado?… pues ¡adelante!, yo sé que tú puedes Así que ha resolver las divisiones de los números reales: a) (−12) ÷ (4) = b) (−18) ÷ (− 9) = c) ( 4 7 ) ÷ (− 3 5 ) = d) (−6) ÷ (− 3 5 ) = f) ξ35 6 ÷ ξ711 6 16 𝑔) ξ6 ÷ 2ξ3 PRÁCTICA a) (−20) ÷ (−15) = b) (− 3 8 ) + (− 1 4 ) c) (−12) + (7) d) − 5 4 − 10 e) (−7.5) + (−10.2) f) (− 1 9 ) ÷ ( 4 27 ) Si: 𝑎 ∈ ℝ 𝑦 𝑏 ∈ ℝ; 𝑎, 𝑏 ≠ 0 → 𝑠𝑒 𝑒𝑥𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎 ⟹ 𝑎: 𝑏 = 𝑎 𝑏 =c Donde:𝑎 ⟹ 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑒𝑛𝑑𝑜 b⟹ 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑜𝑟 c⟹ 𝑐𝑜𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 15043971504397 48 EVALUACIÓN Responde las siguientes preguntas: a) ¿Cuáles son los números irracionales más conocidos? b) ¿Cómo se define los números reales? c) ¿a qué se refiere el valor absoluto de un muero real? Multiplicar las operaciones de números reales a) (−10)(−5) = 𝑏) 5.6 + 5.4 = División de números reales. a) ( 9 12 ) ÷ ( 8 40 ) b) (50) ÷ ( 200 8 ) 15043971504397 49 OPERACIONES EN (ℝ): POTENCIACIÓN POTENCIAS Y SUS TÉRMINOS Término de la potenciación: los términos de la potenciación son: base, exponente y potencia Para resolver potencia con base fraccionaria el exponente afecta al numerador y denominador, es decir la base fraccionaria se multiplica las veces que indica el exponente. ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 = 𝒂 𝒃 ∙ 𝒂 𝒃 ∙ 𝒂 𝒃 … … 𝒂 𝒃 = 𝒄 𝒅 PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN DE NÚMEROS REALES PROPIEDAD EXPRESIÓN EJEMPLO Producto de potencias de la misma base 𝑎𝑚 ∙ 𝑎𝑛 = 𝑎𝑚+𝑛 (2)2 ∙ (2)3 = 22+3 = 25 = 32 Cociente de potencias de la misma base 𝒂𝒎 𝒂𝒏 = 𝒂𝒎−𝒏 (−3) 6 (−3)3 = (−3)6−3 = (−3)3 = 27 Potencia de potencia (𝑎𝑛)𝑚 = 𝑎𝑛×𝑚 [(−4)2]3 = (−4)2∙3 = (−4)6 Potencia de un producto (𝑎 ∙ 𝑏 ∙ 𝑐)𝑛 = 𝑎𝑛 ∙ 𝑏𝑛 ∙ 𝑐𝑛 [(−4)2]3 = (−4)2∙3= (−4)9 ∙ 56 Potencia de un cociente ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 = 𝑎𝑛 𝑏𝑛 ( 2 −5 ) 2 = 22 (−5)2 = 4 25 Potencia de exponente cero 𝑎0 = 1, 𝑎 ≠ 0 20 = 1; ( 14 125 ) 0 = 1 Potencia de exponente negativo 𝑎−𝑛 = 1 𝑎𝑛 2−3 = 1 23 = 1 8 = ( 2 3 ) −2 = 1 ( 2 3 ) 2 = 1 22 32 = 32 22 = 9 4 La potenciación es una operación que permite escribir en forma abreviada una multiplicación de factores iguales. Base: es el número que se debe multiplicar las veces que indica el exponente. Exponente: es el número que indica cuantas veces se debe multiplicar la base. Potencia: es el resultado de la multiplicación Exponente Base n factores Potencia 15043971504397 50 . a) (5 + 3)2 = 52 + 32 b) 34 = 12 c) (8 − 4)2 = 82 d) (8 − 4)2 = 82 − 42 e) 23 = 32 f) (27)2 = 27. 22 g) (43)2 = 43.2 Operaciones combinadas de las propiedades de la potencia Resolvemos aplicando las propiedades estudiadas: Propiedad de la potencia de un cociente de la misma base: ( 𝒂 𝒃 ) 𝒎 ( 𝒂 𝒃) 𝒏 = ( 𝒂 𝒃 ) 𝒎−𝒏 ( 𝟑 𝟒 ) 𝟗 ( 𝟓 𝟐 ) 𝟏𝟏 ( 𝟑 𝟒) 𝟗 ( 𝟓 𝟐) 𝟏𝟎 = ( 𝟑 𝟒 ) 𝟗−𝟗 ( 𝟓 𝟐 ) 𝟏𝟏−𝟏𝟎 Potencia de exponente cero = ( 𝟑 𝟒 ) 𝟎 ( 𝟓 𝟐 ) 𝟏 ( 𝒂 𝒃 ) 𝟎 = 𝟏 = (𝟏) ( 𝟓 𝟐 ) Potencia de exponente 1 = ( 5 2 ) Teniendo en cuenta las propiedades de la potencia, completen V (verdadero) o F (falso). Si es falso justifique con la propiedad correcta y si es verdadero coloque la propiedad que usó. F Porque la potencia no es distributiva con respecto a la suma 15043971504397 51 Resolvemos aplicando las propiedades [ ( 3 2 ) 4 ( 5 7 ) 5 ( 3 2 ) 6 ( 5 7 ) 6 ( 3 2 ) 3 ( 5 7 ) 6 ( 3 2 ) 7 ( 5 7 ) 4] = [ ( 3 2 ) 4+7 ( 5 7 ) 5+6 ( 3 2 ) 3+7 ( 5 7 ) 6+4] 2 = [ ( 3 2 ) 10 ( 5 7 ) 11 ( 3 2 ) 10 ( 5 7 ) 10] 2 [( 3 2 ) 10−10 ( 5 7 ) 11−10 ] 2 = [( 3 2 ) 0 ( 5 7 ) 1 ] 2 = [1 ( 5 7 )] 2 = ( 5 7 ) 2 = 5∙5 7∙7 = 25 49 PRÁCTICA Producto de potencia de la misma base 1) ( 2 3 ) 2 ∙ ( 2 3 ) 3 = 2) ( 1 10 ) 4 ∙ ( 1 10 ) 2 = Potenciación de una multiplicación. 1) ( 2 5 ∙ 3 4 ) 2 = 2) ( 4 7 ∙ 3 2 ) 4 = 3) ( 8 5 ∙ 7 2 ) 5 = 4) ( 9 6 ∙ 5 3 ) 8 = Potencia de una potencia. 1) [( 2 3 ) 2 ] 3 = 3) [( 1 5 ) 3 ] 3 = 2) [( 1 10 ) 2 ] 2 = 4) [( 3 6 ) 2 ] 3 = Potenciación de exponente negativo 1) ( 4 3 ) −2 = 2) ( 6 5 ) −6 = 3) ( 7 3 ) −5 = 4) ( 9 4 ) −4 = Producto de potencia de la misa base ( 𝑎 𝑏 ) 𝑚 ∙ ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 = ( 𝑎 𝑏 ) 𝑚+𝑛 Propiedad de la potencia de un cociente de la misma base. ( 𝑎 𝑏 ) 𝑚 ( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 = ( 𝑎 𝑏 ) 𝑚+𝑛 Potencia de exponente cero ( 𝑎 𝑏 ) 0 =1 Potencia de exponente 1 ( 𝑎 𝑏 ) 1 = 𝑎 𝑏 15043971504397 52 EVALUACIÓN 1. Resuelve los siguientes ejercicios utilizando las propiedades de la potenciación con números reales. Calcula la potencia indicada. 52 = ( 3 4 ) 4 𝜋1 = ( 2 3 ) −3 ( 𝑒 3 ) 0 (ξ2) 2 2. Escriba verdadero (V) o falso (F) para el resultado de cada operación. Justifica tu respuesta en los casos en los casos en que responda falso. OPERACIÓN VERDADERO FALSO JUSTIFIQUE (−6)3 . (3) = 64 ( 1 2 ) −2 . ( 1 2 ) −3 . 25 (𝜋3)2. ( 1 𝜋 ) 2 = 𝜋4 ( 𝑒 2 ) −3 ∙ ( 2 𝑒 ) −𝑒 = 𝑒 15043971504397 53 Índice de la raíz Radicando Raíz OPERACIONES EN (ℝ): RADICACIÓN La radicación y sus términos: Es la operación inversa de la potenciación, que consiste en calcular la base cuando se conoce el exponente y la potencia. Al igual que la radicación de números enteros encontremos la raíz de números irracionales. √ 𝑎 𝑏 𝑛 = 𝑐 𝑑 → ( 𝑐 𝑑 ) 𝑛 PROPIEDADES DE LA RADICACIÓN Raíz de un cociente √ 𝒂 𝒃 𝒏 = ξ𝒂 𝒏 ξ𝒃 𝒏 Exponentes racionales √( 𝒂 𝒃 ) 𝒎𝒏 = ( 𝒂 𝒃 ) 𝒎 𝒏 Raíz de un producto √ 𝒂 𝒃 ∙ 𝒄 𝒅 𝒏 = ξ𝒂 𝒏 ξ𝒃 𝒏 ∙ ξ𝒄 𝒏 ξ𝒅 𝒏 Raíz de una potencia √ √ 𝒂 𝒃 𝒏𝒎 = √ 𝒂 𝒃 𝒎∙𝒏 RAÍZ DE UN PRODUCTO: La raíz de un producto es igual al producto de las raíces de los factores nombrados anteriormente. √ 𝑎 𝑏 ∙ 𝑐 𝑑 𝑛 = √ 𝑎 𝑏 𝑛 ∙ √ 𝑐 𝑑 𝑛 𝐸𝑗𝑒𝑚𝑝𝑙𝑜 • ξ32 ∙ 24 = ξ32 ∙ ξ24 = ξ9 ∙ ξ16 = 3 ∙ 4 = 12 Se llega a igual resultado de la siguiente manera: • √ 4 16 ∙ 9 25 = √ 4 16 ∙ √ 9 25 = 2 4 ∙ 3 5 = 3 6 20 10 = 3 10 RAÍZ DE UN COCIENTE La raíz de una fracción es igual al cociente de la raíz del numerador entre la raíz del denominador. • √ 𝑎 𝑏 𝑛 = 𝑎 1 𝑛 𝑏 1 𝑛 = ξ𝑎 𝑛 ξ𝑏 𝑛 15043971504397 54 Ejemplo • √ 9 4 = ξ9 ξ4 = 3 2 Cuando esta propiedad se aplica a números, no hace falta pasar la raíz a potencias de exponentes racional, aunque si cuando se hace con variables. Ejemplos • √ 𝑋3 𝑌9 3 = 𝑋 3 3 𝑌 9 3 = 𝑋 𝑌3 RAÍZ DE UNA RAÍZ Para calcular la raíz de una raíz se multiplica los índices de las raíces y se conserva el radicando. • √ √ 𝑎 𝑏 𝑚 𝑛 = √ 𝑎 𝑏 𝑛.𝑚 Ejemplo • √√ 5 25 43 = √ 5 25 3.4 = √ 1 5 12 POTENCIA DE UNA RAÍZ Para calcular la potencia de una raíz se eleva el radicando a esa potencia • ( √ 𝑎 𝑏 𝑛 ) 𝑚 = ( 𝑎 𝑏 ) 𝑚 𝑛 Ejemplo Si 3 y 4 • (ξ𝑥 4 ) 3 = ξ𝑥3 4 = 𝑥 3 4 La radicación e distributiva respetando el producto y el cociente excepto en aquellos casas donde la radicando sea negativo y el índice de la raíz sea par. ξ𝑎 ∙ 𝑏 𝑛 = ξ𝑎 𝑛 ∙ ξ𝑏 𝑛 𝐸𝑗. ξ4 ∙ 9 2 = ξ36 2 = ξ4 2 ∙ ξ9 2 = ±2 ∙ 3 = ±6 La radicación de índice n se puede expresar como una potencia donde el exponente es 1 𝑛 ξ𝑎 𝑛 = 𝑎 1 𝑛 a) ξ8 3 = 8 1 3 b) ξ92 4 = 9 2 4 = 9 1 2 = 3 ξ𝑎𝑚 𝑛 = 𝑎 𝑚 𝑛 c) ξ34 2 = 3 4 2 = 32 = 9 15043971504397 55 IMPORTANTE: La potenciación y la radicación no son distributivas ni asociativas con respecto a la suma y la resta. PROPIEDADES DE LA RADICACIÓN EJEMPLOS • La radicación es distributiva con respecto a la multiplicación y a la división ξ9 ∙ 16 = ξ9 ∙ ξ16 ξ64 ∙ 16 = ξ64 ∙ ξ16 • Para multiplicar o dividir raíces de igualdad índice. • Se escribe una raíz con el mismo índice y con el radicando igual a la multiplicación o división de lis radicandos dados, según corresponda. ξ8 ∙ ξ2 = ξ8 ∙ 2 ξ243 3 ∙ ξ9 3 = ξ243 ∙ 9 3 Completen V (verdadero) o F (falso). Justifique su respuesta con la propiedad correcta que usó. ξ100 2 = 50 (3 + 2 + 5)2 = 32 + 22 + 52 ξ9 2 +ξ16 2 = ξ25 2 u ξ8 2 ∙ ξ2 2 = ξ16 2 ξ16 2 ∙ ξ2 2 = ξ16 ∙ 2 2 ξ16 2 +ξ2 2 = ξ16 + 2 2 Resuelve aplicando las propiedades cuando seaposible: a) 218 . (25)4 : (230 . 27) . 2= b) ξ5 5 ∙ ξ53 5 ∙ ξ54 5 ∙ ξ53 5 = c) ξ16 6 ∙ ξ8 6 ∙ ξ2 6 = d) ξ81 ∙ 2 64 ∙ 144 e) 4∙(5∙7 + 10) + 270∙30 − (18 − 4∙2)= f) 58 ∙ 513 ∙ 519 + (4 ∙ 9 - 12)0-ξ45 ∙ ξ5 15043971504397 56 PRACTICA Raíz de un cociente 1. √ 8 27 3 = 2. √ −125 27 3 = 3. √ 81 1000 4 = 4. √ 1 32 5 = Raíz de un producto 1. √ 4 16 ∙ 9 25 = 2. √ 8 27 ∙ 125 64 3 = 3. √− 1 32 ∙ 243 100000 5 = Raíz de una raíz 1. √√ 35 60 3 = 2. √√ 48 169 74 = 15043971504397 57 EVALUACIÓN Determina si cada una de las afirmaciones es “falsa” o “verdadera”. En cada caso justificar la respuesta. a) Un número irracional puede ser un decimal infinito. b) Un número irracional entre 1 y 2 esξ2 c) Un numeroξ32 es un numero irracional Completen V (verdadero) o F (falso). Justifique su respuesta con la propiedad correcta que usó a) 38. (32)4 : (33 . 27) . 2 b) ξ8 2 ∙ ξ2 2 = ξ16 2 c) ξ47 2 = 50 Resuelve las operaciones indicadas 5. √ 8 27 3 = 6. √ −125 27 3 = Resuelve aplicando las propiedades de la radicación de números racionales 4. Propiedad raíz de un producto:√ 4 16 ∙ 9 25 = 5. Aplique a cuál de las propiedades corresponde √√ 48 169 74 15043971504397 58 CUERPOS GEOMÉTRICOS Los cuerpos geométricos son los elementos que ocupan un volumen en el espacio desarrollándose por lo tanto en las tres dimensiones de alto, ancho y largo; y están compuestos por figuras geométricas. Fig. 1 CLASIFICACIÓN DE LOS CUERPOS GEOMÉTRICOS De acuerdo a la forma de sus caras se clasifican en poliedros y cuerpos redondos. 1. POLIEDROS: los poliedros son cuerpos solidos geométricos que están compuestos exclusivamente por figuras geométricas planas que se llaman caras del poliedro. 2. CUERPOS REDONDOS: Los cuerpos redondos son sólidos geométricos que tienen por los menos una de sus caras o superficies en forma de curva. LOS NÚMEROS Y LAS FORMAS EN EL ESPACIO TRIDIMENSIONAL Y LOS PRODUCTOS TECNOLÓGICOS Fig. 1 Cuerpos Geométricos 15043971504397 59 POLIEDROS Y CUERPOS REDONDOS ESQUEMA GENERAL DE LOS CUERPOS GEOMÉTRICOS DEFINICIÓN Y ELEMENTOS DE UN POLIEDRO Un poliedro es la región del espacio limitada por polígonos. En un poliedro podemos distinguir los siguientes elementos: • Caras: son los polígonos que forman el poliedro • Aristas: son los segmentos donde hacen intersección las caras. • Vértices: son los puntos donde hacen intersección las aristas. • Ángulo diedro es el ángulo que forman dos caras que se cortan. Hay tantos como número de aristas. • Ángulo poliedro, determinados por las caras que inciden en un mismo vértice. Hay tantos como número de vértices. 15043971504397 60 PROPIEDADES DE LOS POLIEDROS 1. Teorema de Euler: En todo poliedro se cumple que el número de vértices mas el numero de caras, es igual al número de aristas más dos unidades. 2. En todo poliedro la suma de las medidas de los ángulos internos de todas sus caras es igual a 360° multiplicado por el número de vértices menos 2. V + C = A + 2 ∠ 𝒊 = 𝟑𝟔𝟎°(𝑽 − 𝟐) Donde: V: número de vértices C: número de caras A: número de Aristas Donde: V: número de vértices 15043971504397 61 POLIEDROS REGULARES Existen solo cinco poliedros regulares. 1. Verifica la relación de Euler en los cinco poliedros regulares Tetraedro Hexaedro Octaedro Dodecaedro Icosaedro N° de Caras N° de Vértices N° de Aristas Un poliedro regular es un cuerpo geométrico que tiene las siguientes características: • Las caras son polígonos regulares, iguales en forma y tamaño. • En cada vértice concurre un mismo número de aristas. 15043971504397 62 POLIEDROS IRREGULARES Se dice que un poliedro irregular es aquel que tiene caras o ángulos desiguales. Los principales poliedros irregulares son el prisma y la pirámide. 3. En un poliedro de seis caras y doce aristas, hallar la suma de los ángulos que las aristas forman en los vértices. Datos C=6 A= 12 Calculamos del número de vértices Por el Teorema de Euler: V + C = A + 2 Despejamos V: V=A + 2 - C Reemplazamos datos. V= 12 +2-6 V = 8 Entonces la suma de los ángulos que forma las aristas y los vértices es: ∠ 𝒊 = 𝟑𝟔𝟎°(𝑽 − 𝟐) Reemplazamos datos. ∠ 𝒊 = 𝟑𝟔𝟎°(𝟖 − 𝟐) ∠ 𝒊 = 𝟐𝟏𝟔𝟎 ° 2. Encontrar la suma de ángulos internos de un tetraedro. Datos: C=4 A=6 Calculamos del número de vértices Por el Teorema de Euler: V + C = A + 2 Despejamos V: V=A + 2- C Reemplazamos datos. V=6+ 2 - 4 V= 4 Entonces la suma de los ángulos que forma las aristas y los vértices es: ∠ 𝒊 = 𝟑𝟔𝟎°(𝑽 − 𝟐) Reemplazamos datos. ∠ 𝒊 = 𝟑𝟔𝟎°(𝟒 − 𝟐) ∠ 𝒊 = 𝟕𝟒𝟎°∢ 15043971504397 63 PRISMA Un prisma es un poliedro que tienen dos caras paralelas e iguales llamadas bases y sus caras laterales son paralelogramos. ELEMENTOS DE UN PRISMA Los prismas se nombran de acuerdo al número de lados que tiene el polígono de la base. • Prisma triangular: las bases son triángulos (3 lados). • Prisma cuadrangular: las bases son cuadriláteros (4 lados). • Prisma pentagonal: las bases son pentágonos (5 lados). • Prisma hexagonal: las bases son hexágonos (6 lados). CLASIFICACIÓN DE LOS PRISMAS Los prismas se clasifican según a la forma de sus caras laterales en: • Prismas rectos: son cuyas caras laterales rectangulares o cuadradas y sus aristas laterales son perpendiculares a las bases • Prismas oblicuos: son cuyas caras laterales paralelogramos que no son rectángulos ni cuadrados y sus aristas laterales no son perpendiculares a las bases. A su vez, los prismas rectos se clasifican en: • Prismas regulares: son aquellos cuyas bases son de polígono regular. • Prismas irregulares: son aquellos cuyas bases son de polígonos irregulares. Observa el prisma de la izquierda y sus elementos. - Las bases son pentágonos - Las caras laterales son rectángulos - La altura del prisma es la distancia entre las bases 15043971504397 64 PARALELEPÍPEDO Los paralelepípedos son prismas que tienen seis caras, las seis caras son paralelogramos. Un paralelepípedo se llama rectangular o rectoedro cuando sus seis caras son rectángulos. PARALELEPÍPEDO ROMBOIDAL PIRÁMIDE La pirámide es un poliedro irregular cuya base es un polígono sus caras laterales son triángulos que tienen un vértice común llamado vértice de la pirámide Altura: Es la perpendicular que se traza del vértice de la pirámide al plano de su base PIRÁMIDES SEGÚN SU BASE • Pirámide triangular: su base es un triángulo. • Pirámide cuadrangular: su base es un cuadrado • Pirámide pentagonal: su base es un pentágono • Pirámide hexagonal: su base es un hexágono Prisma recto - Prisma oblicuo - Prisma regular - Prisma irregular 15043971504397 65 PIRÁMIDE REGULAR Una pirámide es regular cuando el polígono de su base es un polígono regular y el pie de la altura es el centro de la base Apotema: La apotema de una pirámide regular es la perpendicular que se traza del vértice de la pirámide a una de las aristas Nota: el número de caras laterales es igual al número de lados de la base REFUERZA TUS CONOCIMIENTOS 1. Indica que es un poliedro irregular. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ¿Qué es una pirámide? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 3. ¿Qué es un prisma? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 4. Menciona cinco ejemplos de cubo ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 5. ¿Qué es la apotema de una pirámide? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 6. ¿Cuántas caras laterales tiene una pirámide de base heptagonal? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 15043971504397 66 CUERPOS REDONDOS Los cuerpos redondos son sólidos geométricos que tienen al menos, una de sus caras o superficies en forma de curva, tales como el cilindro, el cono y la esfera. Estos tres cuerpos se generan al hacer girar una línea alrededor de un eje. La línea que gira recibe el nombre de generatriz y los puntos que ella describe, forman una circunferencia. CILINDRO Compuesto por dos bases circulares y una superficie curva continua, equivalente a un rectángulo. ELEMENTOS DEL CILINDRO • Eje: lado BC, alrededor del cual gira el rectángulo. • Base: son los círculos paralelos y congruentes que se generan al girar los lados AB y CD del rectángulo. Cada uno de estos lados es el radio de su círculo y también, el radio del cilindro. Altura: Corresponde al mismo eje. AD; es perpendicular a las bases y llega al centro de ellas. Esta es la razón por la que el cilindro es recto. • Generatriz: es el lado DA, congruente con el lado CB, y que al girar forma la cara lateral o manto del cilindro. CONO Es el cuerpo geométrico redondo que se obtiene al girar una recta oblicua desde un punto fijo del eje. A ese punto se le llama cúspide. La recta, llamada generatriz, gira a lo largo de una circunferencia – directriz - que se encuentra en el otro plano. 15043971504397 67 ELEMENTOS DEL CONO • Eje: es el cateto AC. Alrededor de él gira el triángulo rectángulo • Base: Es el circulo que genera la rotación del cateto AB. Por lo tanto, AB es el radio del cono. La base se simboliza O (A, AB). • Altura: Corresponde al eje del cono, porque, une el centro del circulo con la cúspide siendo perpendicular a la base. • Generatriz: Es la hipotenusa del triángulo rectángulo, BC, que genera la región lateral conocida como manto del cono. ESTERA Es el cuerpo redondo que se genera al rotar un semicírculo alrededor de su diámetro Al girar el semicírculo alrededor del diámetro AB, se genera una superficie esférica donde se determinan los siguientes elementos. 15043971504397 68 ELEMENTOS DE LA ESFERA • Generatriz: es la semicircunferencia que genera la superficie esférica. Centro: es el punto central de la circunferencia y corresponde al punto O. • Radio: es el segmento que une el centro de la circunferencia con un punto cualquiera de la misma. El radio mide la mitad del diámetro. • Diámetro: es el segmento que une dos puntos opuestos de la superficie esférica, pasando por el centro: AB • La circunferencia máxima: es el circulo de mayor área que puede inscribirse dentro de la esfera, también se denomina la sección que se obtiene sobre un plano secante que contiene al centro de la esfera. O G en era triz A B 15043971504397 69 PARA PRACTICAR Nº 1.- Escribe el nombre de cada uno de los elementos de este poliedro: Nº 2.- ¿Cuáles de las siguientes figuras son poliedros? ¿Por qué? Nº 3.- Indica qué tipo de poliedro es cada uno de estos: A Prisma ……… B Prisma cuadrangular C Pirámide ……….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 15043971504397 70 ÁREAS Y VOLÚMENES DE CUERPOS GEOMÉTRICOS Área: es la superficie que esta incluida dentro de una figura cerrada, medida por unidades cuadradas necesarias para cubrir la superficie. Volumen: Es una magnitud escalar definida como el espacio ocupado por un objeto. La unidad de medida de volumen en el sistema internacional de unidades es el metro cubico, aunque temporalmente también el litro (que equivale a un decímetro cubico), que se utiliza comúnmente en la vida práctica. ÁREA Y VOLUMEN DE LOS POLIEDROS REGULARES ÁREAS DE POLIEDROS ÁREA DE LOS POLIEDROS REGULARES El área total de un poliedro se determina calculando el área de una cara y multiplicando por el número de caras. Hallemos las áreas de los poliedros regulares en función de la arista a. Para aquellos cuyas caras son triángulos equiláteros (tetraedro, octaedro e icosaedro) recordemos que el área de un triángulo equilátero de lado 𝒂 es 𝑨 = 𝒂𝟐ξ𝟑 𝟒 Ejemplo. Calculemos las áreas de los poliedros regulares de arista 5 cm El área de un poliedro se obtiene sumando las áreas de todas las caras que lo forman. Para las pirámides y prismas se pueden obtener fórmulas sencillas que permitan calcular el área 15043971504397 71 ÁREAS DE PRISMAS Y PIRÁMIDES RECTAS 1. El desarrollo de un prisma recto es un rectángulo (formado por las caras laterales) y los dos polígonos de las bases. Uno de los lados del rectángulo es el perímetro del polígono de la base (PB) y el otro lado es la altura del prisma. • El área lateral es igual al perímetro de la base por la altura: • El área total es igual al área lateral más el área de las dos bases EJEMPLO: Una caja de galletas con forma de paralelepípedo mide lo mismo de largo que de alto y su ancho es doble que el largo. Si la diagonal de una de sus caras más grandes mide 20 cm, encuentra la cantidad de cartón necesaria para su construcción. • Llamamos x al largo o alto de la caja, su ancho es entonces 2x • Aplicamos el teorema de Pitágoras para hallar el valor de x: • Con este valor obtenemos las áreas: • Por tanto, el cartón empleado en la construcción de la caja es: 2. El desarrollo de una pirámide recta lo forman varios triángulos isósceles (caras laterales) y el polígono de la base. AL=PB∙h AT =AL+2∙AB 15043971504397 72 1. El área lateral se obtiene sumando el área de todas las caras laterales: 2. El área total se obtiene sumando al área lateral el área de la base: EJEMPLO: La siguiente figura representa la torre de la iglesia de un pueblo. Sus dimensiones son las siguientes: la longitud de la arista básica del prisma hexagonal regular es de 6 m, la de su altura es de 9.7 m y la de la arista lateral de la pirámide hexagonal regular es de 13 m. Con estos datos, halla la superficie externa de la torre. El área lateral del prisma es: El área lateral de la pirámide es la suma de las áreas de sus caras laterales (triángulos isósceles), por lo que necesitamos conocer la apotema lateral, al. Para ello, utilizamos el triángulo rectángulo que se forma en cada una de las caras de la pirámide y por medio del teorema de Pitágoras obtenemos: 15043971504397 73 ÁREAS DE CILINDROS Y CONOS 1. El desarrollo de un cilindro es un rectángulo y dos círculos. El rectángulo tiene por base la longitud de la circunferencia y por altura la generatriz - El área lateral es, por tanto: - El área total es igual al área lateral más la suma de las áreas de los dos círculos: - El volumen del cilindro es igual al área de la base por su altura. EJEMPLO 1: Calcular el volumen en 𝑐𝑚3 de un recipiente cilíndrico cuyo radio es de 10 cm y altura de 40 cm. Datos: r = 10 cm. h = 40 cm EJEMPLO 2: se tiene un cilindro de radio 5cm y una altura de 15 cm. Calcular el área lateral,área basal, área total y el volumen del cilindro AL= 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 h El volumen de un cilindro es: V cilindro = 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 ∙ 𝒉 Reemplazando datos: V cilindro = 𝝅 ∙ (𝟏𝟎𝒄𝒎)𝟐 ∙ 𝟒𝟎𝒄𝒎 V cilindro = 𝟒𝟎𝟎𝟎𝝅 ∙ 𝒄𝒎𝟑 h Datos: r = 5 cm. h = 15 cm Cálculo del área lateral: AL= 𝟐𝝅 ∙ 𝒓 ∙ 𝒉 Reemplazamos datos: AL= 2 ∙ 3.1416 ∙ 5𝑐𝑚 ∙ 15𝑐𝑚. AL= 471.24𝑐𝑚2 Cálculo del área basal: AB= 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 Reemplazamos datos: AB= 3.1416 ∙ (5𝑐𝑚)2 AB= 78.54𝑐𝑚2 Cálculo del área total: A T cilindro = 2𝝅 ∙ 𝒓 ∙ 𝒉 + 𝟐 = 2𝝅 ∙ 𝒓𝟐 Reemplazamos datos: A T = 471.24𝑐𝑚2 + 2 ∙ 78.54cm2 A T = 628.32𝑐𝑚2 Cálculo del volumen V cilindro = 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 ∙ 𝒉 Reemplazamos datos: V cilindro = 3.1416 ∙ (5𝑐𝑚)2 ∙ 15𝑐𝑚 V cilindro = 1178.1𝑐𝑚3 15043971504397 74 EJEMPLO 3: el area de la base de un cilindro mide 8cm. y la altura es el doble del diametro. Halla el area lateral en 𝑐𝑚2y el volumen en 𝑐𝑚3 EJEMPLO 4: ¿Cuál es la diferencia de areas laterales de los siguientes cilindros? h Datos: r = 8 cm. h = 2 d AL = ¿? V cilindro = ¿? Cálculo del diámetro: D= 2∙ 𝝅 Reemplazamos datos: D= 2∙ 8 𝑐𝑚 D= 16 𝑐𝑚 Por la condición del problema la altura del cilindro será igual a: h= 2 ∙ 𝑑 Reemplazamos datos: h= 2 ∙ 16 𝑐𝑚. h= 32 𝑐𝑚. Cálculo del área lateral: A L = 2𝝅 ∙ 𝒓 ∙ 𝒉 Reemplazamos datos: A L = 2 ∙ 3.1416 ∙ 8𝑐𝑚 ∙ 32𝑐𝑚 A L = 1608.5𝑐𝑚2 Cálculo del volumen V cilindro = 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 ∙ 𝒉 Reemplazamos datos: V cilindro = 3.1416 ∙ (8𝑐𝑚)2 ∙ 32𝑐𝑚 V cilindro = 6434𝑐𝑚3 Datos: h1 = 13 cm. r1 = 4 cm. h2 = 8 cm. r2 = 4 cm Cálculo del área lateral 1: A L1 = 2𝝅 ∙ 𝒓 ∙ 𝒉 A L1= 2 ∙ 3.1416 ∙ 4𝑐𝑚 ∙ 13𝑐𝑚 A L1= 326.73𝑐𝑚2 Cálculo del área lateral 2: A L2 = 2𝝅 ∙ 𝒓 ∙ 𝒉 A L2= 2 ∙ 3.1416 ∙ 4𝑐𝑚 ∙ 8𝑐𝑚 A L2= 201.06 𝑐𝑚2 Cálculo de la diferencia de áreas laterales ∆A L = A L1 - A L2 ∆A L 326.73𝑐𝑚2 − 201.06 𝑐𝑚2 ∆A L = 125.67 𝑐𝑚2 h = 13 cm r = 4 cm h = 8 cm r = 4 cm 15043971504397 75 CONO Ejemplo 1: Se tiene un cono de generatriz 15 cm, altura 9 cm y radio 12 cm. calcular el área total y el volumen. ÁREA LATERAL DE UN CONO (AL) El área lateral de un cono es el área de un sector circular ÁREA BASAL DE UN CONO (AL) El área basal es el área del circulo. ÁREA TOTAL DE UN CONO (AL) El área total de un cono es la suma de sus laterales VOLUMEN DE UN CONO (AL) El volumen de un cono esa divido por el tercio del área de la base y por su altura. AL del cono = 𝝅 ∙ 𝒓 ∙ 𝒈 g= generatriz AB = 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 AT CONO = AL + AB AT CONO = 𝝅 ∙ 𝒓 ∙ 𝒈 + 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 AT CONO = 𝝅 ∙ 𝒓 ∙ (𝒈 + 𝒓) V CONO = 1 3 𝜋 ∙ 𝑟2 ∙ ℎ Datos: g = 15 cm. h = 9 cm. r = 12 cm Cálculo del área total: AT CONO = 𝝅 ∙ 𝒓 ∙ (𝒈 + 𝒓) Reemplazamos datos: AT CONO = 3.1416 ∙ 12𝑐𝑚 ∙ (15𝑐𝑚 + 12𝑐𝑚) AT CONO = 3.1416 ∙ 324𝑐𝑚2 AT CONO = 1017.9 𝑐𝑚2 Cálculo del volumen del cono: V CONO = 1 3 𝜋 ∙ 𝑟2 ∙ ℎ Reemplazamos datos: V CONO = 1 3 3.1416 ∙ (12𝑐𝑚)2 ∙ 9𝑐𝑚 V CONO = 1 3 3.1416 ∙ 144𝑐𝑚2 ∙ 9𝑐𝑚 V CONO = 1357.2𝑐𝑚3 15043971504397 76 Ejemplo 2: Un artesano en artículos de cotillón desea fabricar 2000 gorros de 2 cm. de radio y de 18 cm de generatriz, sin contar lo que se desperdicie al cortar la cartulina. Se desea saber cuantos metros cuadrados de cartulina se necesita. Ejemplo 3: Un grupo de exploradores decide construir una carpa de forma cónica de 1 m de altura y 3 m de diámetro. ¿Cuántos metros cuadrados de tela serán necesarios? ¿Cuántos metros cuadrados de lona para la base? y ¿Cuál será el volumen de la carpa? ESFERA Datos: g = 18 cm. r = 2 cm Cálculo del área lateral: AL = 𝝅 ∙ 𝒓 ∙ 𝒈 Reemplazamos datos: AL = 3.1416 ∙ 2𝑐𝑚 ∙ 18𝑐𝑚 AL = 113.1𝑐𝑚2 Un solo cono necesita 113.1cm2 de cartulina y los 2000 gorros necesitaran 113.1𝒄𝒎𝟐 × 𝟐𝟎𝟎𝟎 = 𝟐𝟐𝟔𝟏𝟎𝟎𝒄𝒎𝟐 Convertimos a metros cuadrados 𝟐𝟐𝟔𝟏𝟎𝟎𝒄𝒎𝟐 × 𝟏𝒎𝟐 (𝟏𝟎𝟎𝒄𝒎)𝟐 = 𝟐𝟐. 𝟔𝟐𝒎𝟐 Datos: h = 1 m. d = 3 m Cálculo del radio: r = 𝒅 𝟐 ⟹ r = 3𝑚 2 ⟹ 𝒓 = 1.5𝑚 Cálculo de generatriz por medo de Pitágoras: 𝒈 = √𝒉𝟐 + 𝒓𝟐 Reemplazamos datos 𝑔 = √(1𝑚)2 + (1.5𝑚)2 𝑔 = √(1𝑚)2 + 2.25𝑚2 𝑔 = √3.25𝑚2 𝑔 = 1.8 𝑚 Cálculo del área lateral: AL = 𝝅 ∙ 𝒓 ∙ 𝒈 Reemplazamos datos: AL = 3.1416 ∙ 1.5 𝑚 ∙ 1.8 𝑚 AL = 8.48𝑚3 ∴ 𝒔𝒆 𝒏𝒆𝒄𝒆𝒔𝒊𝒕𝒂 𝟖. 𝟒𝟖𝒎𝟑 𝒅𝒆 𝒕𝒆𝒍𝒂 Cálculo del área basal: AB = 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 AB = 3.1416 ∙ (1.5𝑚)2 ⟹ AB = 7.07𝑚2 Cálculo del volumen: V CONO = 1 3 𝜋 ∙ 𝑟2 ∙ ℎ Reemplazamos datos V CONO = 1 3 3.1416 ∙ (1.5𝑚)2 ∙ 1𝑚 V CONO = 1 3 3.1416 ∙ 2.25𝑚2 ∙ 1𝑚 V CONO = 2.36𝑚3 d=3m h=1m 15043971504397 77 ESFERA Ejemplo 1 Calcular cuantos kilómetros cuadrados tiene la superficie de la Tierra si su radio mide 6300 km, además calcular el volumen. ÁREA DE LA ESFERA El área de una superficie esférica es cuatro veces el área de un círculo máximo VOLUMEN DE LA ESFERA El volumen de la esfera esta dado por cuatro tercios del producto del numero 𝜋 por el cubo del radio. A esfera = 𝟒 ∙ 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 V esfera = 𝟒 𝟑 ∙ 𝝅 ∙ 𝒓𝟑 Datos: r = 6300 km. A Tierra = ¿? V Tierra = ¿? Cálculo del área: A esfera = 𝟒 ∙ 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 Reemplazamos datos: A esfera = 4 ∙ 3.1416 ∙ (6300𝑘𝑚)2 A esfera = 49876041𝑘𝑚2 Cálculo del volumen: V esfera = 𝟒 𝟑 ∙ 𝝅 ∙ 𝒓𝟑 Reemplazamos datos V Tierra = 4 3 ∙ 3.1416 ∙ (6300𝑘𝑚)3 V Tierra = 1.05 × 1012𝑘𝑚3 15043971504397 78 Ejemplo 2 Encontrar el área total del solido mostrado en la figura. Datos: r = 6 cm. Se sabe A Total = A Semiesfera + A Círculo (1) A Semiesfera = 𝟏 𝟐 𝟒𝝅 ∙ 𝒓𝟐 Reemplazamos datos A Semiesfera = 1 2 4𝜋 ∙ (6𝑐𝑚)2 A Semiesfera = 1 2 4𝜋 ∙ 36𝑐𝑚2 A Semiesfera = 72𝜋 𝑐𝑚2 Cálculo del área del circulo A círculo = 𝝅 ∙ 𝒓𝟐 Reemplazamos datos A círculo = 𝜋 ∙ (6𝑐𝑚)2 A círculo = 36 ∙ 𝜋 𝑐𝑚2 Reemplazamos en la ecuación (1) A Total = A Semiesfera + A Círculo A Total = 72 𝜋 𝑐𝑚2 + 36 ∙ 𝜋 𝑐𝑚2 A Total = 108 𝜋 𝑐𝑚2 15043971504397 79 15043971504397 80 EL LENGUAJE MATEMÁTICO EN LA RELACIÓN CON LAS ACTIVIDADES DE LA VIDA COTIDIANA La habilidad matemática es la capacidad de comprender conceptos, proponer y efectuar algoritmos y desarrollar aplicaciones a través de la resolución de problemas. En éstas se consideran tres aspectos: • En Aritmética, operaciones fundamentales (adición, sustracción, multiplicación, división, potenciación y radicación) con números enteros y racionales, cálculos de porcentajes, proporciones y promedios, series numéricas y comparación de cantidades. • En Álgebra, operaciones fundamentales con expresiones lineales, simplificación de expresiones algebraicas, simbolización de expresiones, operaciones con potencias y raíces, factorización, ecuaciones y funciones lineales y cuadráticas. • En Geometría, perímetros y áreas de figuras geométricas, propiedades de los triángulos (principales teoremas), propiedades de rectas paralelas y perpendiculares, y Teorema de Pitágoras. Nociones
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