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ÍndiceÍndice Leyes de exponentes......................................................................................................5 Polinomios....................................................................................................................15 Productos notables I......................................................................................................26 Productos notables II.....................................................................................................35 División polinómica........................................................................................................43 Teorema del resto y restos especiales........................................................................56 Divisibilidad polinomial...................................................................................................65 Factorización I................................................................................................................74 Factorización II...............................................................................................................85 Radicación...................................................................................................................99 Factorial y número combinatario..................................................................................111 Binomio de Newton......................................................................................................124 Ecuaciones de primer grado........................................................................................136 Ecuaciones de segundo grado....................................................................................149 Ecuaciones polinomiales de grado arbitrario...............................................................161 Matrices y determinantes.............................................................................................172 Sistema de ecuaciones de dos o más variables..........................................................182 Desigualdades e inecuaciones de primer grado..........................................................193 Inecuaciones de segundo grado..................................................................................203 Valor absoluto...............................................................................................................212 Funciones I...................................................................................................................222 Funciones II..................................................................................................................235 Logaritmos I..................................................................................................................245 Colegio Particular 539 CAPÍTULO 1 Helicocuriosidades Las unidades de medida del universo: distancias y escalas Cuando miras la luz de las estrellas y galaxias estás viendo su pasado. Algunas están tan remotas, que su luz ha tardado miles de millones de años en llegar a la Tierra. Las vemos tal como eran en su juventud. Puede que ya no existan. Tan solo vemos su luz viajar por el espa- cio. Cuando hablamos de tamaño y de distancias en astronomía, nos referimos a magnitudes de tal dimensión que las unidades de medida que utilizamos habitualmente no nos sirven y debemos emplear otras que solo tienen sentido en el ámbito del universo. La unidad básica de distancia (longitud) usada en astronomía es el año luz (a. l.), que es la distancia recorrida por la luz en un año. Teniendo en cuenta que la luz en el vacío se mueve a 300 000 km/s, deducimos que un año luz equivale a 1 año = 365 días ⋅ 24 horas ⋅ 3600 s = 31 536 000 s 1 año luz (a. l.) = 31 536 000 s ⋅ 300 000 km/s =9 460 800 000 km ≈ 9,46×1012 km ≈ 9,5×1015 m ≈ 1013 km ≈ 1016 m (unos 10 billones de km) Como ejemplos de distancias en el universo podríamos citar los siguientes: Estrella más cercana al Sol (Alfa Centauri): 4,3 a. l. Distancia de la estrella polar al Sol: 300 a. l. Longitud de la Vía Láctea: 100 000 a. l. Galaxia más próxima a la Vía Láctea: 2 000 000 a. l. Objetos más lejanos: 14 000 000 000 a. l. Para distancias muy pequeñas se utiliza el nanómetro, el angstrom y el picómetro (1 nm = 10–9 m; 1 Aº = 10–10 m; 1 pm = 10–12 m). Si navegáramos en una nave espacial que viajase a la velocidad de la luz (cosa imposible en la actualidad), llegaríamos a la Luna en menos de 1 s. Al Sol tardaríamos 8 minutos y medio. Después de más de 5 horas abandonaríamos el sistema solar. Tardaríamos 4 años y 4 meses en llegar a Próxima Centauri, la estrella más próxima al Sol. Si salimos en dirección al brazo de Perseo, tardaríamos aún más de 20 000 años en abandonar la Vía Láctea. Tendríamos que esperar más de 2 millones de años para llegar a la cercana galaxia de Andromeda. Aprendizajes esperados ¾ Reconoce y aplica las distintas leyes de exponentes para reducir expre- siones más complejas. ¾ Reconoce y diferencia las propiedades de potenciación y radicación. LEYES DE EXPONENTES 1 39 CAPÍTULO 1 Helicocuriosidades Las unidades de medida del universo: distancias y escalas Cuando miras la luz de las estrellas y galaxias estás viendo su pasado. Algunas están tan remotas, que su luz ha tardado miles de millones de años en llegar a la Tierra. Las vemos tal como eran en su juventud. Puede que ya no existan. Tan solo vemos su luz viajar por el espa- cio. Cuando hablamos de tamaño y de distancias en astronomía, nos referimos a magnitudes de tal dimensión que las unidades de medida que utilizamos habitualmente no nos sirven y debemos emplear otras que solo tienen sentido en el ámbito del universo. La unidad básica de distancia (longitud) usada en astronomía es el año luz (a. l.), que es la distancia recorrida por la luz en un año. Teniendo en cuenta que la luz en el vacío se mueve a 300 000 km/s, deducimos que un año luz equivale a 1 año = 365 días ⋅ 24 horas ⋅ 3600 s = 31 536 000 s 1 año luz (a. l.) = 31 536 000 s ⋅ 300 000 km/s =9 460 800 000 km ≈ 9,46×1012 km ≈ 9,5×1015 m ≈ 1013 km ≈ 1016 m (unos 10 billones de km) Como ejemplos de distancias en el universo podríamos citar los siguientes: Estrella más cercana al Sol (Alfa Centauri): 4,3 a. l. Distancia de la estrella polar al Sol: 300 a. l. Longitud de la Vía Láctea: 100 000 a. l. Galaxia más próxima a la Vía Láctea: 2 000 000 a. l. Objetos más lejanos: 14 000 000 000 a. l. Para distancias muy pequeñas se utiliza el nanómetro, el angstrom y el picómetro (1 nm = 10–9 m; 1 Aº = 10–10 m; 1 pm = 10–12 m). Si navegáramos en una nave espacial que viajase a la velocidad de la luz (cosa imposible en la actualidad), llegaríamos a la Luna en menos de 1 s. Al Sol tardaríamos 8 minutos y medio. Después de más de 5 horas abandonaríamos el sistema solar. Tardaríamos 4 años y 4 meses en llegar a Próxima Centauri, la estrella más próxima al Sol. Si salimos en dirección al brazo de Perseo, tardaríamos aún más de 20 000 años en abandonar la Vía Láctea. Tendríamos que esperar más de 2 millones de años para llegar a la cercana galaxia de Andromeda. Aprendizajes esperados ¾ Reconoce y aplica las distintas leyes de exponentes para reducir expre- siones más complejas. ¾ Reconoce y diferencia las propiedades de potenciación y radicación. LEYES DE EXPONENTES 39 CAPÍTULO 1 Helicocuriosidades Las unidades de medida del universo: distancias y escalas Cuando miras la luz de las estrellas y galaxias estás viendo su pasado. Algunas están tan remotas, que su luz ha tardado miles de millones de años en llegar a la Tierra. Las vemos tal como eran en su juventud. Puede que ya no existan. Tan solo vemos su luz viajar por el espa- cio. Cuando hablamos de tamaño y de distancias en astronomía, nos referimos a magnitudes de tal dimensión que las unidades de medida que utilizamos habitualmente no nos sirven y debemos emplear otras que solo tienen sentido en el ámbito deluniverso. La unidad básica de distancia (longitud) usada en astronomía es el año luz (a. l.), que es la distancia recorrida por la luz en un año. Teniendo en cuenta que la luz en el vacío se mueve a 300 000 km/s, deducimos que un año luz equivale a 1 año = 365 días ⋅ 24 horas ⋅ 3600 s = 31 536 000 s 1 año luz (a. l.) = 31 536 000 s ⋅ 300 000 km/s =9 460 800 000 km ≈ 9,46×1012 km ≈ 9,5×1015 m ≈ 1013 km ≈ 1016 m (unos 10 billones de km) Como ejemplos de distancias en el universo podríamos citar los siguientes: Estrella más cercana al Sol (Alfa Centauri): 4,3 a. l. Distancia de la estrella polar al Sol: 300 a. l. Longitud de la Vía Láctea: 100 000 a. l. Galaxia más próxima a la Vía Láctea: 2 000 000 a. l. Objetos más lejanos: 14 000 000 000 a. l. Para distancias muy pequeñas se utiliza el nanómetro, el angstrom y el picómetro (1 nm = 10–9 m; 1 Aº = 10–10 m; 1 pm = 10–12 m). Si navegáramos en una nave espacial que viajase a la velocidad de la luz (cosa imposible en la actualidad), llegaríamos a la Luna en menos de 1 s. Al Sol tardaríamos 8 minutos y medio. Después de más de 5 horas abandonaríamos el sistema solar. Tardaríamos 4 años y 4 meses en llegar a Próxima Centauri, la estrella más próxima al Sol. Si salimos en dirección al brazo de Perseo, tardaríamos aún más de 20 000 años en abandonar la Vía Láctea. Tendríamos que esperar más de 2 millones de años para llegar a la cercana galaxia de Andromeda. Aprendizajes esperados ¾ Reconoce y aplica las distintas leyes de exponentes para reducir expre- siones más complejas. ¾ Reconoce y diferencia las propiedades de potenciación y radicación. LEYES DE EXPONENTES 4to Año 6 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i 40 Concepto Las leyes de exponentes constituyen un conjunto de pro- posiciones deducidas a partir de los axiomas del sistema de los números reales, que trata sobre el estudio de los exponentes y de las relaciones que se dan entre ellos. Las operaciones algebraicas que permiten la presencia de los exponentes, son la potenciación y la radicación. 1. Potenciación (en ) Es aquella operación algebraica que se genera por la presencia del EXPONENTE NATURAL, el cual nos indica el número de veces que debe repetirse otra cantidad llamada base, como factor. Algoritmo: an = b, n ∈ donde n : exponente natural a : base de la potencia b : potencia enésima Exponente natural no nulo = = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ > veces , 1 , 1 n n a n a a a a a n Ejemplos explicativos ¾ 45 = 4 · 4 · 4 · 4 · 4 = 1024 ¾ (– 2)6 = (– 2)(– 2)(– 2)(– 2)(– 2)(– 2) = 64 ¾ (– 7)3 = (– 7)(– 7)(– 7) = – 343 Podemos establecer la siguiente regla de signos para potencias de base negativa: + + + + ∀ ∈ − = + ∀ ∈ − = − 2 2 2 1 2 1 , se cumple ( ) , se cumple ( ) n n n n n a a n a a Por ello: (–3)4 = +34 = 81 (–5)3 = –53 = –125 Recíprocamente, según la definición del exponente natural, se verifican ¾ ( )= 243 3 3 3 3 24 veces · · ·...·x x x x x ¾ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = 805 5 5 5 5 80 veces ...a a a a a ¾ − − − = − 142 2 2 2 3 3 3 3 14 veces ... m m m m n n n n Propiedades de la potenciación Teorema 1 Multiplicación indicada de bases iguales. am · an = am+n, {m; n} ⊂ Ejemplos explicativos ¾ 33 · 3 · 32 = 33 + 1 + 2 = 36 = 729 ¾ ( 1) 2 3 1 2 3 ... 2... n n n nx x x x x x + + + + +⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = = ¾ m3x+4y ⋅ m5x – 3y = m3x + 4y + 5x – 3y = m8x+y Teorema 2 División indicada de bases iguales. , 0 m m n n a a a a −= ≠ Ejemplos explicativos ( ) ( ) − + + + + − + + − + + − = − = − = − − = = 1001 1001 990 11 11 990 5 3 5 3 3 4 2 3 4 ( ) ( ) ( ) ( ) x y z x y z x y z x y x y z m m m m m x x x x ¾ ¾ Consecuencias del teorema 2 Corolario 1.- Ley del exponente cero. a0 = 1, a ≠ 0 Ejemplos explicativos ( ) 0 0 3 1 4 3 2 1 − = + = ¾ ¾ Corolario 2.- Ley del exponente negativo o del in- verso multiplicativo. − = ≠ ∈ 1 , 0 ,n n a a n a LEYES DE EXPONENTES Helicoteoría Álgebra 7Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i 41 Ejemplos explicativos 3 3 1 4 4 4 1 1 6 2166 1 1 1 1 ( 5) 625( 5) 5 a a − − − = = = − = = = − ¾ ¾ ¾ Teorema 3 Propiedad distributiva de la potenciación respecto a la multiplicación. (a · b)n = an · bn, n ∈ Ejemplos explicativos ¾ 30m = (2 · 3 · 5)m = 2m · 3m · 5m ¾ (x2 – y2)3 = [(x + y) (x – y)]3 = (x + y)3 (x – y)3 Corolario 3.- Generalización del teorema 3. (am · bn · cp)q = amq · bnq · cpq Ejemplo explicativo ¾ (x5 y3 z4)2 = x10 y6 z8 Teorema 4 Propiedad distributiva de la potenciación respecto de la división. , 0 n n n a a b b b = ≠ Ejemplos explicativos 5 5 5 3 3 3 23 3 2 6 4 4 2 8 3 3 243 4 10244 7 7 343 5 1255 ( ) , 0 ( ) x x x y y y y = = − = − = − = = ≠ ¾ ¾ ¾ Corolario 4.- Inverso multiplicativo de una fracción (equivalente del corolario 2). − = ≠ ≠ ∈ , 0, 0 , n na b a b n b a Ejemplos explicativos ¾ − = = = 2 2 2 2 3 4 4 16 4 3 93 ¾ − = = 3 31 8 512 8 ¾ − − = − = + = 4 4 4 4 7 6 6 1296 24016 7 7 Teorema 5 Potencia de potencia. (am)n = (an)m = amn Ejemplos explicativos ¾ x3 4 = x3 · 4 = x12 ¾ ( ){ } ⋅ ⋅= = = 242 2 4 2 162 2 2 65 536 ¾ Para x ≠ 0, efectuemos ( ) −−− = 10988910T x T = x(– 10)(– 9)(– 8)...(– 1)(0)(1)...(8)(9)(10) = x0 = 1 Observación I. (a + b)n ≠ an + bn, ∀n ∈ +, n > 1 II. (am)n ≠ am n , m, n ∈ + 2. Radicación (en ) Es aquella operación algebraica que se genera por la presencia del EXPONENTE FRACCIONARIO, que consiste en hallar una cantidad llamada RAÍZ, de tal manera que elevado al valor del índice nos reproduce otra, denominada SUBRADICAL o RA- DICANDO. Algoritmo: , , 2n a b n n= ∈ ≥ donde n : índice del radical a : subradical o radicando b : raíz enésima Existencia y unicidad de la raíz En el conjunto de los números reales, los radicales de índice par cuyas cantidades subradicales son ne- gativas no están definidos. En los demás casos se es- tablece la existencia de la raíz, cuyo valor intrínseco es único. Exponente fraccionario 1 , , 2n nna a b b a n n= = ↔ = ∈ ≥ 4to Año 8 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i 42 Ejemplos explicativos ¾ 491/2 = 49 = 7 ↔ 72 = 49 ¾ 641/3 = 643 = 4 ↔ 43 = 64 ¾ (– 32)1/5 = – 325 = – 2 ↔ (– 2)5 = – 32 ¾ +++− = − = − ↔ − = − ∀ ∈ 1 2 12 12 1( 1) 1 1 ( 1) 1, nnn n Podemos establecer la siguiente regla de signos para las raíces, cuyos subradicales son positivos o negati- vos, veamos n +∀ ∈ , se cumple 2 1 ( ) ( )n+ + = + n +∀ ∈ , se cumple 2 ( ) ( )n + = + n +∀ ∈ , se cumple 2 1 ( ) ( )n+ – = – n +∀ ∈ , se cumple No está definido 2 ( )n – = De lo anterior, las cantidades (2n + 1) y 2n nos ex- presan una cantidad impar y par, respectivamente. Ejemplos explicativos 35 64 243 3 27 3 Valor no 625 5 64 definido + = + − = − + = + − = ¾ ¾ ¾ ¾ Propiedades de la radicación Teorema 6 Generalización del exponente fraccionario. , { ; } * m n mna a m n= ⊂ Ejemplos explicativos 3 4 4 5 5 3 3 34 4 45 5 53 16 16 2 8 ( 32) 32 ( 2) 16 ( 27) 27 ( 3) 243 = = = − = − = − = − = − = − = − ¾ ¾ ¾ Teorema recíproco m n mn a a= Ejemplo explicativo ¾ 2 2 2 2 ( )( )a b a b a ba b a ba b a b a bx x x x − + − − −+ + += = = Es importante observar que si n es un número par, el valor de a no debe ser un real negativo. Corolario 5 , { ; } *, 2 mn m na a m n n= ⊂ ≥ Si n es par, el valor de a no debe ser negativo. Corolario 6 { }, ; ; *, 2 mp mnp na a m n p n= ⊂ ≥ Si np es par, el valor de a no debe ser negativo. Ejemplos explicativos¾ ⋅= = = ⋅ = 8 4·2 4 3 16 3 2 3 3 3 35 5 5 5 5 5 5 ¾ ⋅⋅= = = ⋅ = 21 7 3 7 4 312 4 3 4 4 4 42 2 2 2 2 2 8 ¾ ⋅⋅− = − = − = − ⋅ − = − 15 5 3 5 3 29 3 3 3 3 3 33 3 3 3 3 3 9 Teorema 8 Raíz de una multiplicación indicada. ⋅ = ⋅ ∈ ≥, , 2n n na b a b n n Si n es par, a y b por separado no deben ser negati- vos. Ejemplo explicativo ¾ 3 3364 27 64 27 4 3 12⋅ = ⋅ = ⋅ = Teorema 9 Raíz de una división indicada. = ≠ ∈ ≥, 0, , 2 n n n aa b n n b b Si n es par, a y b por separado no deben ser negati- vos. Ejemplo explicativo ¾ 4 4 4 81 81 3 16 216 = = Teorema 10 Raíz de raíz. = = mnm nn ma a a Ejemplos explicativos ( ) ⋅ ⋅ ⋅ = = = = = = = = > 3 3 2 6 60605 4 3 5 4 3 60180 180 180 3 3 3 64 64 64 2 , si 0 x x x x x x x ¾ ¾ Álgebra 9Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i 43 Finalmente, no debemos olvidar los siguientes deta- lles, en la transformación de un radical: ( ) = ∀ ≥ = ∀ ∈ = = ∀ ≥ = = ∀ ∈ 12 4 6 6 6 6 4 12 3 444 12 3 3 , 0 | |, , 0 | |, a a a a a a a a a a a a a a ¾ ¾ ¾ ¾ LEYES DE EXPONENTES Exponente nulo a0 = 1, a ≠ 0 Multiplicación de bases iguales am ⋅ an = am + n División de bases iguales am an = am – n, a ≠ 0 Potencia de potencia ( )( ) = pnm mnpa a ( )m p mnpna b c an b p cx x x x + +⋅ ⋅ = ( ) m p mnpna b c an b p cx x x x − +÷ ÷ = Exponente de potencia x a bc = x a m = xn = p Consecuencia Potencia de una división km mk n nk a a b b = Potencia de una multiplicación (am ⋅ an)k = amk ⋅ bnk Raíz de una multiplicación n n na b a b⋅ = ⋅ Raíz de una división , 0 n n n a a b b b = ≠ Raíz de raíz m n p mnp a a= Nota importante 2 2 2 | | | |n n a a a a = =En general2 2 2 | | | |n n a a a a = = Exponente fraccionario m mn nmna a a= = Exponente natural an = a ⋅ a ⋅ a ⋅ ... ⋅ a ⋅ a, n ≥ 1 n veces Exponente negativo ¾ a–n = 1 an , a ≠ 0 ¾ n na b b a − = , a ≠ 0, b ≠ 0 Helicosíntesis El índice de la raíz siempre debe ser un nú- mero entero positivo. Nota 4to Año 10 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i 1. Reduzca la expresión ( ) ( ) = 237 2 5 20 328 3 4 P a b ab b a ba Resolución Aplicando: (am ⋅ bn)k = amk ⋅ bnk ( ) ( ) = = 67 4 5 7 4 6 30 2020 6 8 9 6 248 9 4 P a b ab a b a b b a b ab a ba Aplicando: am ⋅ an = am+n am ÷ an = am – n 13 34 20 20 20 120 33 14 P a b a b a b a b − −= = = ∴ b a P = Rpta.: b a 2. Efectúe ( ) ( ) −−− − = − + − 132/5 3/5M 32 32 Resolución Aplicando: mn x mn xxm/n = − − −− − −− − = − + − = − + − 1 1 32 35 5 32 3 M ( 32) ( 32) M ( 2) ( 2) Aplicando: 1 xn x–n = , x ≠ 0 − − − = + = − − − = = 1 1 3 3 2 3 1/3 1/3 1 1 1 1 M 4 8( 2) ( 2) 1 M (8) 8 M = 3 8 = 2 ∴ M = 2 Rpta.: 2 3. Simplifique − − − − − − − − + + = + + + 1 3 1 3 4 6 4 6 3 3 2 2 T 3 3 2 2 n n n n n n n n Resolución Factorizando ( )− + = 3 23 3 1 T n ( )− +6 23 3 1n ( )− + + 3 22 2 1n ( )− +6 22 2 1n Simplificando − − − −= + 3 3 6 6 3 2 T 3 2 n n n n Luego T = 3n – 3 – (n – 6) + 2n – 3 – (n – 6) T = 33 + 23 = 27 + 8 ∴ T = 35 Rpta.: 35 4. Reduzca la expresión ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ 4 3 5 7 4 16 32 27 3 F 16 81 Resolución Recordando (an)m = anm ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = 4 3 54 5 3 7 44 4 2 2 3 3 F 2 3 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = = ⋅ 16 15 15 31 16 28 16 2 2 3 3 2 3 F 2 3 ⋅28 162 3 = 32 ∴ F = 8 Rpta.: 8 5. Si 2–x = 1 3 , evalúe ( ) ( )= + 1 2 3Q 4 8x x . Resolución Del dato 2–x = 1 3 → 2x = 3 En Q se tiene ( ) = + 2 2 3Q 2 2 x ( ) 1 3x ( )= +4Q 2 2x x Reemplazando 2x = 3 Q = 34 + 3 Q = 84 Rpta.: 84 Problemas resueltos Álgebra 11Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i 1. Efectúe ( )( ) ( )( ) ( ) −−− −= 2 2 56 22 2 318 2 2 2 P 2 2 2. Reduzca − − − − = − 1 11 1 3 21 1Q 6 4 3. Luego de reducir ( )− − − = ⋅ ⋅ 2 2423 3 5 3P a a a a indique el exponente final de a. 4. A qué es igual = ⋅ ⋅ ⋅ 4 5 3 303 4 2E x x x x 5. Halle el valor de 3 3 10 4 4 16 16 ...(60 factores) M 128 128 ...(40 factores) ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ 6. Simplifique + + + − − − + + = + + 1 2 3 1 2 3 3 3 3 Q 3 3 3 n n n n n n 7. Si se tiene la información A: xayb=3a B: xbya=3b evalúe la expresión xyx y . 8. Si ab = 2 y ba = 5, halle el valor de + + = + 1 1 P a bb aa b Helicopráctica Nivel I 1. Efectúe ( )( ) ( )( ) ( ) = 3 2 –43 –54 –1 –24 31 3 3 M 3 3 Resolución 2. Simplifique − − − − = − 1 11 1 3 41 1T 5 3 Resolución Helicotaller www.freeprintablepdf.eu 4to Año 12 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i Nivel II 3. Si el exponente final de m luego de efectuar E, me indica el número de hijos. ( ) −−− − − = ⋅ ⋅ ⋅ 3 2126 4 9 2E m m m m ; m ≠ 0 ¿Cuántos hijos tengo? Resolución 4. Reduzca = ⋅6 3 2735 2Q x x x x Resolución 5. Efectúe 5 5 6 4 4 8 8 ...(120 factores) M 32 32 ...(60 factores) ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ Resolución Nivel III 6. El dueño del colegio Saco Oliveros, en un local tiene como cantidad de alumnos el valor de x de: + + + + − − − − + + + = + + + 1 2 3 4 1 2 3 4 5 5 5 5 Q 5 5 5 5 x x x x x x x x ¿Cuántos alumnos tiene? Resolución Álgebra 13Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i 7. Si Víctor tiene la siguiente información: −= 2A 2x x y , += 3B 2x x y y − −= 6 C 2 x x y ¿a qué resultado llegará al operar AB C ? Resolución 8. Si ab = bb = 2, reduzca M = abab ab Resolución Helicodesafío 1. Sabiendo que abc = 2 27 , halle el valor de = ⋅ ⋅T a b c b c a c a b A) 8 B) 4 C) 2 D) 27 E) 2 2 1. Reduzca 5 5 52 2 2 30 5 5 5 ...(50 factores) M ...(20 factores) x x x x x x ⋅ ⋅ ⋅= ⋅ ⋅ ⋅ A) x B) x–1 C) x2 D) x–2 E) 1 2. Halle el valor de 12425P 32 −−−−= A) 2 B) 4 C) 16 D) 1 2 E) 1 4 3. Efectúe 1 11 1 5 5 41 1 1M 4 5 2 − − − − − = + + 2. Simplifique ( ) + + +− + − − − ⋅ = ≠ 2 3 2 1 11 2 2 1 1 P , 0 a a aa a a a a x x x x A) x B) x2 C) xa D) 1 E) 1 x A) 2 B) 41 C) 32 D) 1 2 E) 1 8 4. Simplifique 2 3 42 3 102 2 2H 5 m m m m+ + + + = A) 5 B) 1 5 C) 15 D) 25 E) 10 5. Reduzca ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) 3 62 4 42 3 5 45 34 7 2 2 2 M 2 2 ⋅ ⋅= ⋅ A) 1 B) 2 C) 1 2 D) 2 1 E) 4 Helicorreto 4to Año 14 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i Nivel I 1. Efectúe ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) = 2 3 22 4 35 2 3 113 4 3 3 3 P 3 3 A) 5 B) 9 C) 1 5 D) 1 3 E) 1 9 2. Efectúe − − −− − − = − − 1 1 1 20133 5 61 1 1 I 343 3125 64 A) 1 B) 2 C) –1 D) 0 E) 1 2 3. Halle el exponente final luego de simplificar − + + + ⋅ ⋅ = 2 3 2 3 5 2 1 4 8 2 T 32 m m m m A) 5 B) 4 C) 3 D) 2 E) 1 4. T me indica el número de hijos de mi tío Víctor profesor de Saco Oliveros: = 2 2 2 2 2 2T 5 el número de hijos es A) 5. B) 54 . C) 5. D) 52. E) 53. Nivel II 5. Efectúe 5 5 5 30 9 9 9 (50 factores)Q 243 243 243 (20 factores) ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ A) 1 3 B) 3 C) 1 9 D) 27 E) 12 6. Simplifique ( ) − −−− = ≠ 4321 4321 Q ; 0 a a a A) a25 B) a23 C) a4 D) a16 E) a 7. Simplifique + + + + − − − − + + + = + + + 1 2 3 4 5 1 2 3 4 2 2 2 2 T 2 2 2 2 n n n n n n n n A) 4 B) 8 C) 2 D) 1 2 E) 1 4 8. Luego de resolver E, el resultado señala mi propina de la semana dice Pepito. − − − + + = + + 2 3 5 E 6 10 15 n n n n n n n La propina que recibe Pepito es A) 1. B) 10. C) 1 10 . D) 30. E) 6. Nivel III 9. Reduzca 13 3 3 3 3 3 ( 2) radicales R 3 n n − − = A) 3 B) 9 C) 27 D) 81 E) 1 3 10. Si x x =2, reduzca 4 9 16E x x xx x x= + + A)2 B) 28 C) 4 D) 14 E) 20 Helicotarea Colegio Particular 15 CAPÍTULO 2 M A TE M Á TI CA Helicocuriosidades Volumen de una pirámide truncada La resolución de ecuaciones algebraicas, o la determinación de las raíces de polinomios, está entre los problemas más antiguos de la matemática. Sin embargo, la elegante y práctica notación que utilizamos actualmente se desarrolló a partir del siglo XV. En el problema 14.º del papiro de Moscú (ca. 1890 a. C.) se pide calcular el volumen de un tronco de pirámide cuadrangular. El escriba expone los pasos: eleva al cuadrado 2 y 4, multiplica 2 por 4, suma los anteriores resultados y multiplícalo por un tercio de 6; finaliza diciendo: “Ves, es 56, lo has calculado correctamente”. En notación algebraica actual sería: v = h(t2+b2+bt)/3, un polinomio de cuatro variables (v, h, t, b) que, conociendo tres, per- mite obtener la cuarta variable. La máquina diferencial de Charles Babbage fue diseñada para crear automáticamente tablas de valores de funciones logarítmicas y diferenciales, evaluando aproximaciones polinómicas en muchos puntos, usando el método de las diferencias de Newton. 4 2 6 ( )+ + = 2 2 3 h t bt b v Aprendizajes esperados ¾ Obtiene y calcula el valor numérico de un polinomio. ¾ Reconoce e identifica los diferentes tipos de polinomios. POLINOMIOS 2 CAPÍTULO 2 M A TE M Á TI CA Helicocuriosidades Volumen de una pirámide truncada La resolución de ecuaciones algebraicas, o la determinación de las raíces de polinomios, está entre los problemas más antiguos de la matemática. Sin embargo, la elegante y práctica notación que utilizamos actualmente se desarrolló a partir del siglo XV. En el problema 14.º del papiro de Moscú (ca. 1890 a. C.) se pide calcular el volumen de un tronco de pirámide cuadrangular. El escriba expone los pasos: eleva al cuadrado 2 y 4, multiplica 2 por 4, suma los anteriores resultados y multiplícalo por un tercio de 6; finaliza diciendo: “Ves, es 56, lo has calculado correctamente”. En notación algebraica actual sería: v = h(t2+b2+bt)/3, un polinomio de cuatro variables (v, h, t, b) que, conociendo tres, per- mite obtener la cuarta variable. La máquina diferencial de Charles Babbage fue diseñada para crear automáticamente tablas de valores de funciones logarítmicas y diferenciales, evaluando aproximaciones polinómicas en muchos puntos, usando el método de las diferencias de Newton. 4 2 6 ( )+ + = 2 2 3 h t bt b v Aprendizajes esperados ¾ Obtiene y calcula el valor numérico de un polinomio. ¾ Reconoce e identifica los diferentes tipos de polinomios. POLINOMIOS CAPÍTULO 2 M A TE M Á TI CA Helicocuriosidades Volumen de una pirámide truncada La resolución de ecuaciones algebraicas, o la determinación de las raíces de polinomios, está entre los problemas más antiguos de la matemática. Sin embargo, la elegante y práctica notación que utilizamos actualmente se desarrolló a partir del siglo XV. En el problema 14.º del papiro de Moscú (ca. 1890 a. C.) se pide calcular el volumen de un tronco de pirámide cuadrangular. El escriba expone los pasos: eleva al cuadrado 2 y 4, multiplica 2 por 4, suma los anteriores resultados y multiplícalo por un tercio de 6; finaliza diciendo: “Ves, es 56, lo has calculado correctamente”. En notación algebraica actual sería: v = h(t2+b2+bt)/3, un polinomio de cuatro variables (v, h, t, b) que, conociendo tres, per- mite obtener la cuarta variable. La máquina diferencial de Charles Babbage fue diseñada para crear automáticamente tablas de valores de funciones logarítmicas y diferenciales, evaluando aproximaciones polinómicas en muchos puntos, usando el método de las diferencias de Newton. 4 2 6 ( )+ + = 2 2 3 h t bt b v Aprendizajes esperados ¾ Obtiene y calcula el valor numérico de un polinomio. ¾ Reconoce e identifica los diferentes tipos de polinomios. POLINOMIOS 4to Año 16 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i 1. Valor numérico de un polinomio Es el valor obtenido como resultado luego de efec- tuar operaciones en un polinomio al reemplazar los valores dados a sus variables. Recuerda • Expresión algebraica • Término algebraico Ejemplo Halle el valor numérico de P(x) = 2x3 – 3x + 2 cuan- do x = 2. Resolución Nos piden calcular el valor de P(x) cuando x = 2. Para ello reemplazaremos “x por 2”; cuando se hace el reemplazo es necesario emplear paréntesis. P(2) = 2(2)3 – 3(2) + 2 ∴ P(2) = 12 Sabía que... P(x) = k, k es un escalar, se llama polinomio constante y para cualquier valor asignado a x siempre será el mismo valor numérico, k. Ejemplo P(x) = 5 Si x = 3 → P(3) = 5 x = 2 → P(2) = 5 x = 2007 → P(2007) = 5 Primer tipo Cuando se hace el reemplazo por la variable indicada. Ejemplo Si Q(x) = 3x – 5, calcule Q(x – 1) – Q(x) 3 . Resolución Reemplazando x por x – 1 en Q(x). Aquí x = x – 1, Q(x) = 3x – 5 Q(x – 1) = 3(x – 1) – 5 Q(x – 1) = 3x – 8 Reemplazando en ( )− = + = − = 3 – 8 – 3 – 5Q( 1) – Q( ) 3 3 3 – 8 – 3 5 3 3 3 x xx x x x Rpta.: – 1 Segundo tipo Cuando se calcula el valor de la variable antes de su reemplazo. Ejemplo Si H(3x – 1) = 2x3 – 1, evalúe H(5). Resolución 1.º Igualamos 3x – 1 = 5 3x = 6 x = 2 2.º Reemplazamos en H(3x – 1) = 2x3 – 1, x=2 H(5) = 2(2)3 – 1 H(5) =2(8) – 1 Rpta.: 15 Tercer tipo Cuando se hace un cambio de variable para obtener el polinomio original. Ejemplo Se define P(x+5) = 2x + 1. Determine P(x). Resolución Haciendo un cambio de variable: x + 5 (asignación de izquierda a derecha) x+5 = a Despejando x. x = a – 5 Reemplazando en P(x + 5): x = a – 5 P(x + 5) = 2x + 1 P(a) = 2(a – 5) + 1 P(a) = 2a – 10 + 1 P(a) = 2a – 9 POLINOMIOS Helicoteoría Álgebra 17Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i 51 Reemplazo de variable auxiliar a = x P(x) = 2x – 9 Rpta.: 2x – 9 Propiedades 1. Para determinar la suma de coeficientes de un polinomio, se asigna a la variable el valor 1, es decir, para x = 1. Scoef(P) = P(1) Ejemplo: Calcule la suma de coeficientes de P(x) = 3(x – 2)5 + 2007x + 1 Resolución Scoef(P(x)) = P(1) = 3(1 – 2)5 + 2007(1) + 1 Scoef(P(x)) = 3(– 1)5 + 2007 + 1 Scoef(P(x)) = –3 + 2008 ∴ Scoef(P) = 2005 2. Para determinar el término independiente de un polinomio, se asigna a la variable el valor cero, es decir, para x = 0. TI(P)=P(0) Ejemplo: Halle el término independiente de P(x). P(x) = 2(x – 1)2008 + 3(x – 1)2009 + 5 Resolución TI(P(x)) = P(0) = 2(0 – 1)2008 + 3(0 – 1)2009 + 5 TI(P(x)) = 2(– 1)2008 + 3(– 1)2009 + 5 TI(P(x)) = 2(1) + 3(– 1) + 5 ∴ TI(P) = 4 2. Grado de una expresión algebraica racional entera El grado de una expresión viene dado por los expo- nentes de sus variables, sin interesar la naturaleza de sus coeficientes. A. Para un monomio a. Grado absoluto (GA): Se determina su- mando todos los exponentes de las variables. b. Grado relativo (GR): Se determina ubi- cando el exponente de la variable referida en dicha expresión. Ejemplo explicativo Dado el monomio M(x, y, z) = 2x5y3z4. ¾ El grado absoluto será GA(M) = 5 + 3 + 4 = 12 ¾ Con respecto a una de sus variables GR(x) = 5, GR(y) = 3 y GR(z) = 4 B. Para un polinomio a. Grado absoluto (GA): Se determina ubi- cando el mayor grado absoluto de uno de sus términos. b. Grado relativo (GR): Se determina ubi- cando el mayor exponente de la variable referida en dicha expresión. Ejemplo explicativo Sea el polinomio 1 2 3 8 4 5 6 2 7 T T T P( , ) 3 7 4x y x y x y x y= + − ¾ Obtención del grado absoluto de cada tér- mino GA(T1) = 8 + 4 = 12 (Es el mayor) GA(T2) = 5 + 6 = 11 GA(T3) = 2 + 7 = 9 Por lo tanto: GA(P) = 12 Cálculo del grado relativo Mayor exponente de x: GR(x) = 8 Mayor exponente de y: GR(y) = 7 3. Grado en las operaciones algebraicas A. Adición y sustracción Dados grado(P) = m grado(Q) = n, donde m > nSe define: grado(P + Q) = m grado(P – Q) = m B. Multiplicación Dados grado(P) = m grado(Q) = n Se define: grado(P × Q) = m + n C. División Dados: grado(P) = m grado(Q) = n, donde m ≥ n Se define: P grado Q m n = − D. Potenciación Dado grado(P) = m y n un número natural cual- quiera. Se define grado(Pn) = m · n 4to Año 18 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i E. Radicación Dado grado(P) = m y n un número natural, tal que n ≥ 2. Se define ( ) =grado Pn m n Ejemplo explicativo Dados grado(P) = 3 y grado(Q) = 2, determine el grado de la expresión E = 9P4 + 8Q5 – 6PQ ¾ Calculando por separado el grado de cada tér- mino grado(9P4) = 3 · 4 = 12 (Es el mayor) grado(8Q5) = 2 · 5 = 10 grado(6PQ) = 3 + 2 = 5 Grado de la expresión: 12 Rpta.: 12 4. Polinomios especiales Son aquellas expresiones enteras cuyas característi- cas (grados, coeficientes y variables) y por la forma como se presentan, guardan ciertas propiedades im- plícitas que las hacen notables. En este nivel, por sus aplicaciones usuales, nos interesa el estudio de los siguientes polinomios: A. Polinomio ordenado Con respecto a una variable, es aquel polino- mio en la cual los valores de los exponentes de dicha variable, solo aumentan o disminuyen según que la ordenación sea creciente o decre- ciente. La variable que presenta esta característica se denomina ordenatriz. Ejemplos ¾ En el polinomio P(x, y) = 6x7y2 + 5x5y4 – 8x3y6 + 4y9 La variable x es ordenatriz decreciente de P. La variable y es ordenatriz creciente de P. ¾ En la expresión racional 8 5 4 9 7 4 10Q( , ) 2 3 0,6x y x y x y x y x y= + + − π No existe una ordenación respecto de x. Respecto de y está ordenado en forma cre- ciente. B. Polinomio completo Con respecto a una variable, es aquel polino- mio en la cual, los valores de los exponentes de dicha variable aparecen de manera consecutiva desde el mayor hasta el cero inclusive, sin inte- resar la ordenación presentada. Ejemplo El polinomio mostrado F(x, y) = 6xy4 + 5x3y2 – 7x2y + 8x4y5 – 2y6 es completo respecto de x, pero incompleto res- pecto a y. Además, el término que no depende de x es (– 2y6). Es decir TI(F(x)) = –2y6 Propiedades usuales Corolario En todo polinomio completo de una variable, el número de términos es igual al grado de la expresión aumentado en la unidad. Es decir N.º de términos = grado+1 Ejemplo En el polinomio P(x) = 4x + 7x3 + 5 + 6x5 + 2x2 + 8x4 N.º de términos = grado(P) + 1 N.º de términos = 5 + 1 = 6 Corolario En todo polinomio completo y ordenado de una variable, la diferencia de grados (en valor ab- soluto) de dos términos consecutivos, es igual a la unidad. |grado(Tk) – grado(Tk+1)|=1 Ejemplo En el polinomio P(x) = a0x 8+a1x 7+a2x 6+a3x 5+a4x 4+a5x 3+a6x 2+a7x+a8 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 Veamos ( ) ( ) ( ) ( ) − = − = = − = − = = 2 3 5 6 grado T grado T 7 6 1 1 grado T grado T 4 3 1 1 Álgebra 19Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i C. Polinomio homogéneo Un polinomio de dos o más términos y más de una variable es homogéneo, si dichos términos presentan el mismo grado absoluto, denomina- do grado de homogeneidad. Ejemplo En el polinomio 8 4 5 7 3 9 11 41 2 3 P( ) 7 9 – 8 4 TT T T x x y x y x y xy= + + GA T1 = GA T2 = GA T3 = GA T4 = 12 Es decir grado de homogeneidad(P) = 12 Corolario Todo polinomio homogéneo P(x, y) de grado n verifica la siguiente sustitución literal: P( , ) P( , ), nmx my m x y m= ∈ donde n es el grado de homogeneidad y la cons- tante m es un escalar real. Ejemplo Dado el polinomio homogéneo P(x, y) = 4x3y2 – 7x2y3 + 5xy4 Sustituyendo: x → mx, y → my ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 3 43 2P , 4 7 5mx my mx my mx my mx my= − + P(mx, my) = m5 4x3y2 – 7x2y3+5xy4 Finalmente: P mx, my = m5 P x, y , m ∈ Donde 5 es el grado de homogeneidad. D. Polinomios idénticos Dos o más polinomios del mismo grado y en las mismas variables son idénticos, si los valo- res numéricos resultantes de dichas expresiones son iguales, para cualquier sistema de valores asignados a sus variables. Es decir { }≡ ↔ = ⊂ P( , ) Q( , ) P( , ) Q( , ), ;x y x y a b a b a b Ejemplo Dados P(x, y) = (x + y)4 – (x – y)4 Q(x, y) = 8xy(x2 + y2) afirmamos que P y Q son idénticos, debido a que al evaluarlos para ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = + − − == = = + = 4 4 2 2 P 1, 1 1 1 1 1 161 1 Q 1, 1 8 1 1 1 1 16 x y Del mismo modo, para ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = + − − = − == = = + = = 4 4 2 2 P 2, 1 2 1 2 1 81 1 802 1 Q 2, 1 8 2 1 2 1 16 5 80 x y Los valores numéricos resultantes siempre son iguales. Teorema Dos polinomios de las mismas características, tales como P(x, y) = a0x m + a1x nyp + a2x qyr +...+akys Q(x, y) = b0x m + b1x nyp + b2x qyr +...+bkys son idénticos, si los coeficientes de sus respecti- vos términos semejantes, son iguales. Es decir = = = =0 0 1 1 2 2, , ,..., k ka b a b a b a b Ejemplo Si son idénticos los polinomios P(x, y, z) = (a+b)x5 + (b+c)y3 + (c+a)x4 Q(x, y, z) = 5x5 + 3y3 + 4x4 calcule a + b + c. ¾ Por el teorema a + b = 5 b + c = 3 c + a = 4 Sumando las relaciones: 2(a + b + c) = 12 Simplificando: a + b + c = 6 E. Polinomio idénticamente nulo Es aquel polinomio de grado no definido, cuyo valor numérico resultante siempre es igual a cero, para cualquier sistema de valores que asumen sus variables. Es decir P( , ) 0, P( , ) 0, { ; }x y a b a b= = ⊂ Ejemplo Dado P(x, y) = (x+4y)(x+y) – (x+3y)(x+2y)+2y2 afirmamos que P es idénticamente nulo, debido a que al evaluarlo para 1 P(1, 1) (5)(2) (4)(3) 2 0 1 x y = = − + == De igual manera, para 1 P(1, 1) ( 3)(0) ( 2)( 1) 2 0 1 x y = − = − − − − + == − Los valores numéricos siempre resultan ser iguales a cero. 4to Año 20 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i POLINOMIOS P(x, y, z) = 3x2yz + 2 2x4y2z3 – 2 3 xyz Valor numérico Caso I Si P(x, y) = 3x2 – 2xy + 2y3 evalúe P(3, –2). P(3, –2) = 3(3)2 – 2(3)(–2) + 2(–2)3 P(3, –2) = 27 + 12 – 16 P(3, –2) = 23 Polinomio ordenado Con respecto a los exponentes de sus variables puede ser creciente o decreciente. ¾ P(x) = 3x5 + 2x3 + 6x – 2 ¾ P(x) = 3 – x + 2x3 +x7– x10 Polinomio completo Los exponentes de las variables indicada están en forma consecuti- va desde el mayor exponente hasta el exponente cero. ¾ P(x) = 3x4 + 2x3 + x2 – x +7 ¾ P(x) = 5 + 2x – x2 +3x3– x4 Polinomio homogéneo De dos o más términos en más de una variable; si dichos términos tienen el mismo grado absoluto. P(x, y) = 2x4y10 + 3x8y6 – 5x12y2 GA=14 GA=14 GA=14 Caso II Si P(x + 3) = 3x2 – 5x + 2 evalúe P(–1). x + 3 = –1 → x = –4 P(–1) = 3(–4)2 – 5(–4) + 2 P(–1) = 48 + 20 + 2 = 70 Caso III (cambio de variable) Si P(x + 2) = 3x + 7 determine P(x + 1). x + 2 → x + 1 x → x – 1 P(x + 1) = 3(x – 1) + 7 P(x + 1) = 3x + 4 Propiedades Polinomios especialesMonomio M(x, y) = 3 2x7y4 Polinomio P(x, y) = 2x4y3 + 6x7y2 – 2x2y9 Polinomio constante P(x) = k, k: escalar Polinomio lineal P(x) = ax + b, a ≠ 0 Polinomio cuadrático P(x) = ax2 + bx + c, a ≠ 0Suma de coeficientes S coef(P(x)) = P(1) Término independiente TI(P(x)) = P(0) Polinomio cúbico P(x) = ax3 + bx2 + cx + d, a ≠ 0 Grado relativo (GR) Exponente de la variable GR(x) = 7 GR(y) = 4 Grado relativo (GR) Es el mayor exponente de la variable indicada. GR(x) = 7 GR(y) = 9 Grado absoluto (GA) Suma de exponentes de sus variables GA = 7+ 4 = 11 Grado absoluto (GA) Es el mayor grado absoluto de cada término indicado. P(x, y) = 2x4y3 + 6x7y2 – 2x2y9 7 9 11 GA = 11 Helicosíntesis Álgebra 21Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i 1. Si F(3x – 4) = 5x + 1, efectúe K = F(F(2) – 6) Resolución Cálculo de F(2) 3x – 4 = 2 → x = 2 F(2) = 5(2) + 1 = 11 Reemplazando K = F(11 – 6) = F(5) Cálculode F(5) 3x – 4 = 5 → x = 3 F(5) = 5(3) + 1 = 16 ∴ K = 16 Rpta.: 16 2. Si P(x) = 5x + 6 6x – 5 , determine P(P(x)). Resolución Reemplazando x por P(x) + + − = + − − 5 6 5 6 6 5P(P( )) 5 6 6 5 6 5 x xx x x Efectuando + = 25 30 P(P( )) x x + −36 30x 30x + −36 30x + 25 Simplificando = 61 P(P( )) 61 x x ∴ P(P(x)) = x Rpta.: x 3. Dado el polinomio P(x, y) = x3m + 2ny4 + 3x2m – 1y–3n + 5x2myn + 7 calcule mn sabiendo que dicho polinomio es homo- géneo. Resolución Si es homogéneo los grados de sus términos son iguales. 3m + 2n + 4 = 2m – 3n – 1 = 2m + n + 7 (I) (II) (III) De (II) y (III): 2m – 3n – 1 = 2m + n + 7 4n = –8 → n = –2 De (I) y (III): 3m +2n + 4 = 2m + n + 7 m = 3 – n → m = 5 mn = (5)(–2) = –10 ∴ mn = –10 Rpta.: –10 4. Calcule a + b + c si P(x) = (a – 2)x2 + (b – 3)x + (c – 4) es idénticamente nulo. Resolución P(x) = (a – 2)x2 + (b – 3)x + (c – 4) ≡ 0 0 0 0 a – 2 = 0 a = 2 b – 3 = 0 b = 3 c – 4 = 0 c = 4 Por lo tanto: a + b + c = 2 + 3 + 4 =9 Rpta.: 9 5. Evalúe g(2) si P(x) = 2x + 1 y P(g(x)) = 4x + 3 Resolución P(x) = 2x + 1 x < > g(x) → P(g(x)) = 2g(x) + 1 4x + 3 = 2g(x) +1 4x + 2 = 2g(x) 2x + 1 = g(x) → g(2) = 2(2) + 1 = 5 Rpta.: 5 Problemas resueltos 4to Año 22 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i 1. Si P(2x – 3) = x2 – 3x + 5, calcule P(3) + P(5). 2. Si P(x) = 2x – 3 P(Q(x)) = 4x + 5 evalúe Q(5). 3. Determine el coeficiente y el término independiente de F(x) = (x – 3)4 + (x + 2)2(x + 1)4 4. Se tiene que 3 4 3 F( ) , 4 3 4 x x x x + = ≠ − . Determine F(F(x)). 5. Determine el coeficiente del monomio P(x, y) = a2bx3a – 1ya + 2b si GR(x) = 5 y es de grado 17. 6. Si para el polinomio F(x, y) = 3xa + 2yb + 3 – 5xa + 1yb – 2 + 3xa + 3yb + 1 GR(x) = 8 y GR(y) = 10, determine su grado abso- luto. 7. Si el polinomio es completo y ordenado P(x) = 3x5 – 2xa + 3 + xa + b – 3 +3xc – b + 4x + 7 calcule a + b + c. 8. De la identidad a(2x – 3) + b(x + 5) ≡ 10x + 11 halle el valor de a + b. Helicopráctica Nivel I 1. Sabiendo que P(4x – 5) = x2 + 4x – 7, calcule P(7) – P(3) Resolución 2. Se tiene que F(G(x)) = 6x + 7 F(x) = 3x – 5 Evalúe G(4), el resultado me indica el número de cajas de lápices que debe entregar el colegio Saco Oliveros y cada caja tiene 12 lápices. ¿Cuántos lápi- ces se entregó? Resolución Helicotaller www.freeprintablepdf.eu Álgebra 23Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i Nivel II 3. Determine el término independiente y la suma de coeficientes del polinomio P(x) = (x – 1)20 + (x + 2)2(x + 1)3 Resolución 4. Si P(x) = 2x – 1 x – 2 , donde x ≠ 2, determine P(P(x)). Resolución 5. Determine el coeficiente del monomio T(x, y) = 2m ⋅ 5(m+n)xm – ny2m + n si es de noveno grado y el grado relativo de y es 8. Resolución Nivel III 6. Juan al ingresar al aula Saco Oliveros encuentra este problema en la pizarra, efectúe P(x, y) = 3x2m + nym + n + 2 + 5x2m + n – 3ym + n + 1 si es de grado absoluto 10. Si GR(x) – GR(y) = 4, el valor de 2m+n es Resolución 4to Año 24 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i 7. Si se cumple que m(3x + 5) – b(4x –2 ) ≡ 7x + 29 calcule 2m – 5b. Resolución 8. Si se cumple que F(1) = 4×1 + 1 F(2) = 8×4 + 8 F(3) = 12×9 + 27 halle el valor de M en F(M) = 5×106. Resolución 1. Si el polinomio P(x, y) = 3pxn 2 – 5y12 + 5(p – q)xpyq – (13q + 4)xn 2 y3n – 14 es homogéneo, calcule la suma de sus coeficientes. A) 331 B) 405 C) 452 D) 500 E) 820 1. Si P(x) = 2x2 – 5x + 1 Q(x) = 3x – 1 determine P(Q(1)). A) 1 B) 2 C) –2 D) –1 E) 3 2. Si el término independiente del polinomio es 6 P(x) = (x–3)2 (x+1)4 + (x–1)5 (x+2)2+a halle el valor de a. A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 3. Dado el monomio M(x, y) = 2abx3a–1ya+b si GR(x) = 8 y GA = 16, determine su coeficiente. 2. Sea f(x) un polinomio que cumple con f(x + 1) = 3f(x) – 2f(x – 1) además f(4) = 1 y f(6) = 4. Evalúe f(5). A) 8 B) 5 C) 2 D) 1 E) 6 A) 10 B) 15 C) 40 D) 20 E) 80 4. Si el polinomio es completo y ordenado F(x) = mn+4xm–3+3x2–nxn–3 calcule la suma de coeficientes. A) 12 B) 25 C) 50 D) 37 E) 30 5. Si el polinomio es homogéneo P(x, y) = 3xa+5y4 + 2x8y10 – 5xb+5y7 calcule a – b. A) 1 B) 5 C) 10 D) 15 E) 3 Helicodesafío Helicorreto Álgebra 25Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i Nivel I 1. Sabiendo que P(3x – 4) = 5x + 1, efectúe E = P(P(2) – 6) A) 18 B) 26 C) 16 D) 12 E) 6 2. Si la suma de coeficientes del polinomio P(x + 1) = (x + 2)3(x – 1)6 + (x – 3)2(x – 2)4 + 3b es 200, halle el valor de b. A) 48 B) 16 C) 12 D) 5 E) 9 3. Dado el polinomio lineal f(x), donde se cumple que f(f(x)) = 16x + 25 determine f(x) si es de coeficientes positivos. A) 3x + 2 B) 4x – 5 C) 4x + 2 D) 4x + 5 E) 2x + 5 4. Arturo, profesor de Saco Oliveros dice a sus alum- nos “El que resuelve el problema del monomio, tie- ne como premio el resultado en soles” Q(x, y) = abx3a +2by2a + b donde GR(x) = 12 y GR(y) = 7, calcule (ab)2. A) 16 B) 25 C) 1 D) 6 E) 36 Nivel II 5. Dado el polinomio P(x, y) = x2ayb – 2 + x2a – 1yb + 5 – x2a + 2yb + 4x2a – 3yb + 1 determine el grado relativo de y si el GA = 24 y GR(x) = 18. A) 6 B) 9 C) 3 D) 18 E) 12 6. Si el polinomio P(x, y) = 9xm + n – 2 + 7x2k – m – 1 + 5xp – k – 1 + 3xp – 4 es completo y ordenado en forma descendente, cal- cule pkmn. A) 4 B) 16 C) 24 D) 32 E) 64 7. Si el polinomio es homogéneo P(x, y) = 2xa + 2yb + 2 – 3x5y4 + 5xa + 1y1 – b calcule a2 + b2. A) 37 B) 16 C) 14 D) 27 E) 11 8. Si P(x + 1) = x + 2 x y P(G(x)) = x x – 2 evalúe G(7). A) 2 B) 4 C) 6 D) 8 E) 10 Nivel III 9. Si P(x) = ax + b, además P(P(P(x))) = 8x + 7 determine P(x). A) x + 1 B) x – 1 C) 3x – 1 D) 2x + 1 E) 2x – 1 10. Se tiene que F(x + 3) = 2x – 1 determine E = F(x + 1) – F(x – 1) A) x B) 2 C) 2x D) 1 E) x + 1 Helicotarea Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre26 M A TE M Á TI CA Aprendizajes esperados ¾ Reconoce y aplica los productos notables más importantes. ¾ Utiliza y obtiene expresiones más simples a partir de expresiones dadas. CAPÍTULO 3 PRODUCTOS NOTABLES I Helicocuriosidades Construyendo el árbol pitagórico La construcción se hace repitiendo unos cuantos pasos básicos: Paso 1: dibuje un cuadrado. Paso 2: dibuje un triángulo rectángulo que tenga por hipotenusa uno de los lados del cuadrado. Paso 3: dibuje un cuadrado sobre cada uno de los dos catetos del triángulo dibujado en el paso 2. Paso 4: repita el paso 2 para cada uno de los cuadrados dibujados en el paso 3, usando como hipotenusa el lado opuesto al que ya se usó. Paso 5: repita el paso 3 usando cada uno de los dos triángulos dibujados en el paso 4. Paso 6: ... continúe el proceso tanto como quiera. Es muy sencillo entender la construcción, en la figura 1 se ilustra el resultado después de pocos pasos. Paso 1 Fig. 1. La idea de la construcción de un árbol pitagórico Paso 2 Paso 3 Paso 9 ... Fig. 2. Árbol pitagórico después de 50 pasos. 3 M A TE M Á TI CA Aprendizajes esperados ¾ Reconoce y aplica los productos notables más importantes. ¾ Utiliza y obtiene expresiones más simples a partir de expresiones dadas. CAPÍTULO 3 PRODUCTOS NOTABLES I Helicocuriosidades Construyendo el árbol pitagórico La construcción se hace repitiendo unos cuantos pasos básicos: Paso 1: dibuje un cuadrado. Paso 2: dibuje un triángulo rectángulo que tenga por hipotenusa uno de los lados del cuadrado. Paso 3: dibuje un cuadrado sobre cada uno de los dos catetos del triángulo dibujado en el paso 2. Paso 4: repita el paso 2 para cada uno de los cuadrados dibujados en el paso 3, usando como hipotenusa el lado opuesto al que ya se usó. Paso 5: repita el paso 3 usando cada uno de los dos triángulos dibujados en el paso 4. Paso 6: ... continúe el proceso tanto como quiera. Es muy sencilloentender la construcción, en la figura 1 se ilustra el resultado después de pocos pasos. Paso 1 Fig. 1. La idea de la construcción de un árbol pitagórico Paso 2 Paso 3 Paso 9 ... Fig. 2. Árbol pitagórico después de 50 pasos. M A TE M Á TI CA Aprendizajes esperados ¾ Reconoce y aplica los productos notables más importantes. ¾ Utiliza y obtiene expresiones más simples a partir de expresiones dadas. CAPÍTULO 3 PRODUCTOS NOTABLES I Helicocuriosidades Construyendo el árbol pitagórico La construcción se hace repitiendo unos cuantos pasos básicos: Paso 1: dibuje un cuadrado. Paso 2: dibuje un triángulo rectángulo que tenga por hipotenusa uno de los lados del cuadrado. Paso 3: dibuje un cuadrado sobre cada uno de los dos catetos del triángulo dibujado en el paso 2. Paso 4: repita el paso 2 para cada uno de los cuadrados dibujados en el paso 3, usando como hipotenusa el lado opuesto al que ya se usó. Paso 5: repita el paso 3 usando cada uno de los dos triángulos dibujados en el paso 4. Paso 6: ... continúe el proceso tanto como quiera. Es muy sencillo entender la construcción, en la figura 1 se ilustra el resultado después de pocos pasos. Paso 1 Fig. 1. La idea de la construcción de un árbol pitagórico Paso 2 Paso 3 Paso 9 ... Fig. 2. Árbol pitagórico después de 50 pasos. Álgebra 27Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i 61 1. Productos notables Son los resultados de ciertas multiplicaciones que se obtienen en forma directa, sin necesidad de efectuar la operación de multiplicación. 2. Principales equivalencias algebraicas A. Cuadrado de un binomio a. (a + b) 2 ≡ a2 + 2ab+b2 a a a2 b2 b ab abb El área total es la suma de las áreas par- ciales. (a + b)2 = a2 + ab + ab + b2 ∴ (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 B. b a b a a – b (a – b)b (a – b)b (a – b)2 b2 a – b El área total es la suma de las áreas par- ciales. a2 = b2 + (a – b)b + (a – b)b + (a – b)2 a2 = b2 + ab – b2 + ab –b2 + (a – b)2 Ordenando (a – b)2 = a2 – 2ab + b2 Sabía que... El segundo miembro en cada caso se denomina trinomio cuadrado perfecto. B. Identidad de Legendre Si (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 ... (I) (a – b)2 = a2 – 2ab + b2 ..... (II) De (I) + (II) (a + b)2 + (a – b)2 = 2(a2 + b2) De (I) – (II) (a + b)2 – (a – b)2 = 4ab ¾ Consecuencias importantes ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) + + − = + + + − − = + 24 4 22 2 4 4 2 2 2 2 8 a b a b a b ab a b a b ab a b Sabía que... Todo trinomio de la forma ax2 + bx + c, con a ≠ 0, es un cua- drado perfecto, si y solo si su discriminante es igual a cero. Es decir D = b2 – 4ac = 0 ⇔ b2 = 4ac Ejercicios de aplicación ¾ (2x + 1)2 = ¾ 5x2 – 3 2 = ¾ 2x3 – 5y2 2 = ¾ 7+ 2 2 = ¾ 2 3+2 3 2 = ¾ 2 7 – 5 2 = ¾ 5 3 – 2 2 = ¾ 4x2+1 2 + 4x2 – 1 2 = ¾ 5x4+3x2 2 + 5x4 – 3x2 2 = ¾ 2 3+ 5 2 + 2 3 – 5 2 = ¾ 5 2+2 3 2 – 5 3+2 2 2 = PRODUCTOS NOTABLES I Helicoteoría 4to Año 28 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i C. Cubo de un binomio 3 3 2 2 3 3 3 2 2 3 ( ) 3 3 ( ) 3 3 a b a a b ab b a b a a b ab b + = + + + − = − + − ¾ Identidades de Cauchy 3 3 3 3 3 3 ( ) 3 ( ) ( ) 3 ( ) a b a b ab a b a b a b ab a b + = + + + − = − − − ¾ Consecuencias importantes (a + b)3 + (a – b)3 = 2a(a2 + 3b2) (a + b)3 – (a – b)3 = 2b(3a2 + b2) D. Cuadrado de un trinomio 2 2 2 2( ) 2( )a b c a b c ab bc ac+ + = + + + + + E. Cubo de un trinomio ¾ (a+b+c)3 = a3+b3+c3+3ab(a+b)+ 3bc(b+c) + 3ac(a+c)+6abc ¾ (a+b+c)3 = a3+b3+c3+3(a+b)(b+c) (a+c) ¾ (a+b+c)3 = a3+b3+c3+3(a+b+c) (ab+bc+ac) – 3abc PRODUCTOS NOTABLES I Cuadrado de un binomio ¾ (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 ¾ (a – b)2 = a2 – 2ab + b2 Identidad de Legendre ¾ (a + b)2 + (a – b)2 = 2(a2 + b2) ¾ (a + b)2 – (a – b)2 = 4ab Observación ¾ (a + b)2 = (b + a)2 ¾ (a – b)2 = (b – a)2 Cubo de un binomio ¾ (a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 ¾ (a – b)3 = a3 – 3a2b + 3ab2 – b3 Identidad de Cauchy ¾ (a + b)3 = a3 + b3 + 3ab(a + b) ¾ (a – b)3 = a3 – b3 – 3ab(a – b) Consecuencias ¾ (a + b)3 + (a – b)3 = 2a a2 + 3b2 ¾ (a – b)3 – (a – b)3 = 2b 3a2 + b2 Cuadrado de un trinomio (a + b +c)2 = a2 + b2 + c2 + 2(ab + bc + ac) (a + b +c)3 = a3 + b3 + c3 + 3ab(a + b) + 3bc(b + c) + 3ac(a + c)+6abc (a + b +c)3 = a3 + b3 + c3 + 3(a + b)(b + c)(a + c) (a + b +c)3 = a3 + b3 + c3 + 3(a + b + c)(ab + bc + ac) – 3abc Helicosíntesis Álgebra 29Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i 1. Efectúe = + − −3 3E 50 7 50 7 Resolución Elevando al cubo = + 33E 50 7 3 − − 3 50 7 3 − − 23 23 50 7 E =3E 50 + −7 50 + − 37 3 1 E E3 = 14 – 3E → E3 + 3E = 14 Factorizando E(E2 + 3) = 14 E(E2 + 3) = 2(22 + 3) ∴ E = 2 Rpta.: 2 2. Simplifique M = x+y + z 3 – x + y 3 – 3z z+y + x x + y Resolución Haciendo x + y = n M = (n + z)3 – n3 – 3z(n + z)n Efectuando M = n3 + 3n2z + 3nz2 + z3 – n3 – 3zn2 – 3z2n ∴ M = z3 Rpta.: z3 3. Si m + n + p = 10 m2 + n2 + p2 = 90 obtenga el valor de P = (m + n)2 + m+p 2 + n+p 2 Resolución Efectuando en P P = m2 + 2mn + n2 + m2 + 2mp + p2 + n2 +2np + p2 Agrupando convenientemente P = m2 + n2 + p2 + 2mn + 2mp +2np + m2 + n2 + p2 P = m+n+p 2 + m2 + n2 + p2 Reemplazando las condiciones P = (10)2 + 90 ∴ P = 190 Rpta.: 190 4. Si a + b = 3 y ab =1, calcule a5 + b5. Resolución a2+b2 a3+b3 = a5 + a2b2(a + b) + b5 (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 = 9 1 → a2 + b2 = 7 (a + b)3 = a3 + 3ab(a + b) + b3 = 27 1 3 → a3 + b3 = 18 Luego 7×18 = a5 + b5 + (1)2(3) ∴ a5 + b5 = 123 Rpta.: 123 5. Si (x + y)2 = 2(x2 + y2), evalúe − + = + + + 3 3 2 3 3 2 6 T 5 2 x y x y x x x yx y Resolución De la condición x2 + 2xy + y2 = 2x2 + 2y2 ( )− = = − + 2 2 2 0 0 2 x y x xy y x = y En T = + + 3 3 2 5 6 T 5 3 x x x x xx T = 2 + 1 + 2 ∴ T = 5 Rpta.: 5 Problemas resueltos 4to Año 30 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i 1. Efectúe T = (x + 5)2 + (x – 3)2 – 2(x + 1)2 – 15 2. Si a + b = 2 y ab = 3, efectúe T = a3 + b3 a2 + b2 3. Si x – x–1 = 4, calcule x3 – x–3. 4. Sabiendo que a + b= 5 y ab = 3 efectúe E = a6 + b6. 5. Simplifique ( ) ( ) ( ) ( ) + − − = + − − 2 2 2 2 3 3 2 2 3 3 2 2 P 2 6 3 2 6 3 6. Si x2 + y2 + z2 = 5 y x + y + z = 10 calcule xy + yz +xz. 7. Si x + y + z = 4 y x + y y + z (x + z) = 5 calcule x3 + y3 + z3. 8. Se informa que a = 4 + 7 – 5 b = 4 – 7 + 5 Halle el valor de operar T = (a + 1)2 + (b + 1)2 –1 + 2ab Helicopráctica Nivel I 1. Reduzca Q = (x + 3)2 – (x – 4)2 + (x – 7)2 – x2 Resolución 2. Sea x + y = 3 xy = 4 efectúe E = x2 + y2 + x3 + y3. Resolución Helicotaller www.freeprintablepdf.eu Álgebra 31Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i Nivel II 3. Si x + x–1 = 3, calcule x3 + x–3. Resolución 4. La promoción del 5.o de secundaria de Saco Olive- ros de Lince tiene como el número de participantes el resultado del problema, si x + y = 7 ... (1) xy = 5 ... (2) efectúe T = x6 + y6. ¿Cuántos participan en la pro- moción? Resolución 5. Reduzca ( ) ( ) ( ) ( ) + − − = + − − 2 2 2 2 5 10 2 5 10 2 E 5 2 2 5 5 2 2 5 Resolución Nivel III 6. Si x + y + z = 10 y xy + yz + xz = 20 calcule x2 + y2 +z2. Resolución 4to Año 32 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i 7. Si x + y + z = 5 y (x + y)(x + z)(y + z) = 45 calcule x3 + y3 + z3. Resolución 8. Se tiene como información que al resolver el si- guiente problema: Si a = 2 + 1 b = 2 – 1 Calcule a4 + b4, esta es la edad del profesor Chum- bi. ¿Cuál es la edad del profesor? Resolución 1. De la condición 6 1; , yx x y y x − = ∀ ∈ reduzca K = x + y x – 4y . A) 1 B) x C) 2 D) xy E) 5 2. Halle el valor numérico de N = (a + 1)2 + (b + 1)2 + 2ab ab – 1 para a = 5 – 3 + 5 b = 5 + 3 – 5 A)10 B) 121 C) 100 D) 200 E) 150 Helicodesafío Álgebra 33Colegio Particular Á l g e b r a 4.o grado Compendio de CienCias i 1. Efectúe P = (3x+1)2 – (2x–1)2 – 5x(x+2) A) x B) 1 C) 0 D) x2 E) 2x 2. Si a – b = 10 y ab = 6, calcule a2+b2. A) –2 B) 12 C) 28 D) 22 E) 10 3. Efectúe ( ) ( )2 2K 13 5 13 5= + + − A) 36 B) 9 C) 18 D) 27 E) 10 4. Si x – x –1 = 5, determine Q = x3 – x–3. A) 3 5 B) 2 5 C) 5 D) 5 E) 8 5 5. Sea x2 + y2 + z2 = 13; x, y, z ∈ +, xy+yz+xz = 6. Calcule x+y+z. A) 3 B) 5 C) 4 D) 12 E) 25 Helicorreto Nivel I 1. Reduzca T = (m + 3)3 – (m – 3)3 + (m2 – 4) – 19m2 A) 58 B) 27 C) 54 D) 50 E) 30 2. Si a + b +c = 2 a 2 + b2 + c2 = 12 efectúe T=(a + b)2 +(a + c)2 + (b + c)2. A) 1 B) 10 C) 2 D) 16 E) 17 3. Si m + n = 4 y mn = 3, donde m > n, calcule m – n. A) 1 2 B) 3 C) 4 D) 2 E) 1 4 Nivel II 4. En el 4.o C del colegio Saco Oliveros se plantea el problema: Si x2 + y2 + z2 = 15 y xy + yz + xz = 5, calcule x + y + z. Siendo el resultado los hijos del profesor Víctor, ellos son A) 3. B) 7. C) 10. D) 9. E) 5. 5. Simplifique ( ) ( ) ( ) ( )= + + − − − − −2 22 23E 1 2 1 1 2 1x x x x x x A) x B) x + 1 C) 2x D) 4x E) 8x 6. Si a3 + b3 +c3 = 40 y (a + b)(b + c)(a + c) = 8, cal- cule a + b + c. A) 2 B) 5 C) 8 D) 4 E) 12 Helicotarea 4to Año 34 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 4.o GradoCompendio de CienCias i 7. Si e = 2,7182... efectúe ( ) ( )2 22 2 2 2 M 12 x x x xe e e e− −+ − − = A) 3 B) 1 3 C) 4 D) 6 E) 1 4 8. Reduzca P = n2 – 2n – 1 2 – n2 – 2n – 2 2 – 2(n – 1)2 A) – 4 B) – 1 C) – 5 D) – 10 E) – 9 Nivel III 9. Si P es el número de desaprobados en álgebra, si a – b = 1 y ab = 3 4 , dé el valor de P = a + a2 + a3 + b3 + b2 + b ¿cuántos son los desaprobados? A) 2 B) 5 C) 8 D) 3 E) 9 10. Si (a + b) = 7ab, tal que ab ≠ 0, simplifique + = + 6 6 4 4 R 23 a b a b A) 7ab B) ab C) 110ab D) 100 E) a + b
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