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matemática PARA NACIONAL TEXTO PREPARACIÓN PRUEBA DE TRANSICIÓN MATEMÁTICA Editorial Moraleja www.moraleja.cl editorial@moraleja.cl MATEMÁTICA PARA nacional TEXTO PREPARACIÓN PRUEBA DE TRANSICIÓN MATEMÁTICA © Inscripción Nº 275.203 Derechos reservados Noviembre 2021 I.S.B.N 978-956-7275-20-5 Sexta edición Noviembre 2021 AUTORES | Javiera Carlevarino - Andrés Mardones - Claudio Muñoz COLABORADOR | Laura Valenzuela DISEÑADORES | Illiana Medina - Valentina Saba Jorge Vergara - Bárbara Meza - Esteban Rosales DIAGRAMACIÓN | Matías Mardones DISEÑOS | Freepik MULTIMEDIA | Esteban Rosales DIRECTOR EDITORIAL | Andrés Mardones Edición: Moraleja Editorial Imprenta: Salesianos Impresores Fecha impresión: Noviembre 2021 Portadas: Couche 350 grs Páginas: pág. Papel Bond 70 grs. Tamaño: 21 x 29,7 cm Peso: 1,65 Kg. aprox. AGRADECIMIENTOS ESPECIALES Queremos agradecer a todos quienes de una u otra manera han ayudado al mejoramiento de este texto de estudio, dedicando tiempo y energías en ello, en especial a: Ana María Bascuñan - Antonella Castagno - Belén Salman - Camila Moletto - Carlos Wiedmaier - Carmen Poblete - Carolina Paz - Catalina Lizama - Constanza Bascuñan - Constanza Pinochet - Cristóbal Bascuñán - Daniela Torres - Darwin Parada - Eduardo Cancino - Emilio Rioseco - Esteban Carrasco - Esteban López - Fernando Hunvi - Francisca Urrutia - Francisca Vejar - Gregorio Guesalaga - Guillermo Torrealba - Horacio Fernández - Ignacio Ariztia - Ignacio Frías - Isabel Salazar - Isidora Benavente - Jordan Hernández - Jorge Díaz - Jorge Frei - Jose Bustamante - Jose Joaquín Lagos - José Tomas Landon - Josefa Acevedo - Macarena Frei - Macarena Fuenzalida - Marsh Morgenstern - Martín Zabala - Matías Talamilla - Matilde Naretto - Maximiliano Concha - Michelle Cea - Nicolas Liberon - Oscar Paredes - Patricia Tocornal - Paula Cruz - Pedro Lettich - Pilar Fernández - Sebastián Albarracín - Sofía Marcone - Sofia Valdés - Stefano Roncatti - Tomas Müller - Tomás Vial - Vicente Cordero - Viviana Destin - Ximena Torres - Tomas Salazar Triviño - Catalina Hidalgo AGRADECIMIENTOS A INSTITUCIONES También agradecer a las instituciones que hasta el momento han reconocido el trabajo y han confiado en nuestros textos para enseñar a sus alumnos. Material protegido bajo derecho de autor. Prohibida su reproducción parcial o total sin el consentimiento explícito de Editorial Moraleja. Índice ii Índice Matemática Para Nacional iii Capítulo 1 | NÚMEROS ENTEROS 10 | CONJUNTOS NUMÉRICOS 10 | Números enteros 10 | Valor absoluto Propiedades del valor absoluto 11 | ORDEN EN EL CONJUNTO DE LOS NÚMEROS ENTEROS 13 | LAS CUATRO OPERACIONES BÁSICAS EN LOS ENTEROS 13 | Adición y Sustracción 13 | Multiplicación y División 14 | MÚLTIPLOS Y DIVISORES 14 | Múltiplos 14 | Divisores 15 | PARIDAD E IMPARIDAD 15 | PROPIEDADES DE LAS OPERACIONES EN LOS NÚMEROS ENTEROS 15 | Propiedad Conmutativa 16 | Propiedad Asociativa 16 | Propiedad Distributiva 16 | Neutro Aditivo y Neutro Multiplicativo 16 | Inverso Aditivo 16 | Elemento Absorvente 17 | Prioridad de las operaciones 17 | CRITERIOS DE DIVISIBILIDAD 20 | NÚMEROS PRIMOS, COMPUESTOS Y TEOREMA FUNDAMENTAL 21 | MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO (m.c.m) Y MÁXIMO COMÚN DIVISOR (M.C.D) 21 | Mínimo común múltiplo (m.c.m) 21 | Máximo común divisor (M.C.D) 22 | Problemas de aplicación 22 | EVALUAR EXPRESIONES 23 | ENUNCIADOS FRECUENTES Capítulo 2 | NÚMEROS RACIONALES 36 | NÚMEROS RACIONALES 36 | FRACCIONES 36 | Tipos de fracciones Fracción propia Fracción impropia Fracción decimal Fracción Mixta o Número Mixto 37 | Fracciones indefinidas e indeterminadas 37 | Fracciones equivalentes Amplificación y simplificación de una fracción 37 | Fracciones Irreductibles 38 | Operatoria con fracciones Operaciones básicas 39 | PROPIEDADES DE LA OPERATORIA EN Q. Cerradura Existencia de Inversos Distributividad del producto respecto a la suma 43 | NÚMEROS DECIMALES 43 | Tipos de números decimales Decimal finito Decimal infinito periódico Decimal infinito semi–periódico 43 | Operatoria con decimales Adición y sustracción Multiplicación División 44 | Transformación de decimales a fracciones De decimales finitos a fracciones De decimales periódicos a fracciones De decimales semi–periódicos a fracciones 44 | Relación de orden en fracciones positivas Multiplica ción cruzada Igualar denominadores Igualar numeradores Convertir a número decimal 47 | APROXIMACIONES 47 | Aproximación por defecto y exceso 47 | Truncar y redondear Capítulo 3 | PORCENTAJES 63 | ¿QUÉ ES UNA RAZÓN? 63 | PROPORCIONALIDAD DIRECTA 64 | ¿QUÉ ES UN TANTO POR CIENTO? 64 | Cálculo de un tanto por ciento de un valor 65 | Porcentaje como fracción de un número 65 | Cálculo rápido de algunos porcentajes 66 | PORCENTAJE DE UN PORCENTAJE 69 | PORCENTAJES DESCRIBIENDO CAMBIOS 69 | Cambio absoluto 69 | Cambio relativo 70 | PORCENTAJES Y SU USO EN LA COMPARACIÓN 70 | Cambiando el valor de referencia 70 | Cambiando el valor a comparar 71 | APLICACIÓN DE PORCENTAJES 71 | Interés simple 72 | Interés compuesto Capítulo 4 | NÚMEROS REALES 88 | NÚMEROS IRRACIONALES 88 | NÚMEROS REALES 88 | POTENCIAS EN LOS REALES 89 | Signo de una potencia Exponente par 89 | Propiedades de las potencias Multiplicación de potencias de igual base División de potencias de igual base Potencia de una potencia Multiplicación de potencias de distinta base e igual exponente División de potencias de distinta base e igual exponente Potencias de exponente negativo Fracciones con exponente negativo Suma y resta de potencias 90 | NOTACIÓN CIENTÍFICA ÍNDICE Índice iv 93 | RAÍCES EN LOS REALES 93 | Propiedades de las raíces reales Multiplicación de raíces de igual índice División de raíces de igual índice. Factor positivo de una raíz como factor sub–radical Raíz de una raíz Raíz como potencia 94 | Relación de orden de las raíces reales Iguales índices Iguales cantidades sub–radicales Distintos índices y distintas cantidades sub–radicales 94 | Suma de raíces 95 | Consideraciones en la operatoria de números reales Capítulo 5 | ÁLGEBRA 111 | ÁLGEBRA 111 | Lenguaje algebraico 111 | Operatoria de expresiones algebraicas Reducción de términos semejantes Multiplicación de polinomios Productos Notables 116 | Factorizar expresiones algebraicas Factor común Factor común compuesto Asociado a productos notables Otros 119 | M.C.D. y m.c.m M.C.D (Máximo Común Divisor) m.c.m ( mínimo común múltiplo ) 119 | Operatoria con fracciones algebraicas Simplificación de fracciones algebraicas Adición y sustracción Multiplicación y División 120 | Operaciones definidas Capítulo 6 | ECUACIONES Y SISTEMAS DE ECUACIONES 136 | ECUACIÓN DE PRIMER GRADO 136 | Tipos de soluciones de una ecuación de primer grado 137 | Ecuaciones Fraccionarias de primer grado 137 | Ecuaciones Literales 138 | Ecuaciones con valor absoluto 141 | SISTEMAS DE ECUACIONES 141 | Métodos de resolución de sistemas de ecuaciones Método de sustitución Método de igualación Método de reducción 142 | Análisis de sistemas de ecuaciones Tiene solución única si: Tiene infinitas soluciones si: No tiene solución si: 145 | PROBLEMAS DE PLANTEAMIENTO 145 | Problemas con fracciones 145 | Problemas de dígitos 146 | Problemas de edades 146 | Problema tipo caudales o trabajos Capítulo 7 | POTENCIAS Y RAÍCES 162 | POTENCIAS Multiplicación de potencias de igual base. División de potencias de igual base. Potencia de una potencia. Multiplicación de potencias de distinta base e igual exponente. División de potencias de distinta base e igual exponente. Potencias de exponente negativo. Fracciones con exponente negativo. Potencia de exponente racional. 163 | ECUACIÓN EXPONENCIAL CON IGUALACIÓN DE BASES 166 | RAÍCES 166 | Definiciones 167 | Propiedades de las raíces en R Multiplicación de raíces de igual índice. División de raíces de igual índice. Raíz de una raíz. Raíz de una potencia Factor de una raíz como factor sub–radical Amplificación y simplificación de unaraíz 170 | Racionalización 170 | ANEXO: DENOMINADOR CON SUMAS DE RAÍCES CÚBICAS 171 | ANEXO: ECUACIÓN IRRACIONAL Control 1 | NÚMEROS Y ÁLGEBRA Capítulo 8 | DESIGUALDADES E INECUACIONES 195 | DESIGUALDADES 195 | Propiedades 196 | Intervalos 200 | INECUACIONES 200 | Inecuaciones de primer grado con una incógnita 203 | Problemas de inecuaciones 204 | Anexo: Inecuaciones de segundo grado y fraccionarias Capítulo 9 | LOGARITMOS 218 | LOGARITMOS 218 | Propiedades de los logaritmos Logaritmo de 1 Logaritmo de la base Logaritmo de un producto Logaritmo de una potencia Logaritmo de una división Cambio de base Reducción vía producto Logaritmos con base una potencia Cambio de signo 220 | Relación de orden de logaritmos Caso 1: Bases iguales Caso 2: Bases distintas y argumentos distintos 225 | ANEXO: ECUACIÓN LOGARÍTMICA 225 | ANEXO: ECUACIÓN EXPONENCIAL CON DISTINTA BASE Capítulo 10 | ECUACIONES DE SEGUNDO GRADO 237 | ECUACIÓN DE SEGUNDO GRADO 237 | Métodos de resolución Vía factorización Vía completación de cuadrados Vía la utilización de la fórmula general 239 | Propiedades de las soluciones 239 | Plantear una posible ecuación cuadrática, conocidas sus soluciones 242 | Naturaleza de las soluciones utilizando el discriminante 242 | Resolver ecuaciones usando variables auxiliares Índice Matemática Para Nacional v 245 | Problemas de aplicación Capítulo 11 | FUNCIÓN LINEAL Y AFÍN 259 | FUNCIONES 259 | Funciones en el plano cartesiano 260 | Valorización de funciones 260 | FUNCIONES REPRESENTADAS COMO RECTAS 260 | Función Constante 261 | Función lineal 262 | Función Identidad 263 | Función Afín 264 | FUNCIONES DEFINIDAS POR TRAMOS 268 | APLICACIONES LINEALES Capítulo 12 | FUNCIÓN CUADRÁTICA 285 | Concavidad 285 | Dominio y Recorrido 286 | Intersección con los ejes Cantidad de intersecciones con el eje x 289 | Eje de simetría y vértice 289 | Máximo y mínimo 289 | Desplazamientos y reflexión vertical Traslación horizontal de la función f(x) = x 2 Traslación vertical de la función f(x) = x 2 Traslación horizontal y contracción (o dilatación) de la función f(x) = x 2 Reflexión vertical 295 | Problemas de aplicación 298 | ANEXO : Función inversa de una función cuadrática Control 2 | ÁLGEBRA Y FUNCIONES Capítulo 13 | FIGURAS GEOMÉTRICAS 327 | TRIÁNGULO 327 | Elementos secundarios del triángulo Altura Bisectriz Simetral Mediana Transversal de gravedad 330 | Áreas y perímetros en triángulos 330 | Cálculo de áreas – Casos frecuentes Triángulo rectángulo Triángulo obtusángulo Triángulo equilátero 330 | Teorema de Pitágoras Tríos Pitagóricos Triángulos Notables 333 | CUADRILÁTEROS Paralelogramos Trapecios Trapezoides 333 | Paralelogramos Propiedades comunes Clasificación de paralelogramos Cuadrado Rectángulo Rombo Romboide 334 | TRAPECIO Trapecios notables 337 | CÍRCULO Circunferencia v/s Círculo Sector Circular Segmento Circular Capítulo 14 | SEMEJANZA 352 | CONGRUENCIA 352 | SEMEJANZA 353 | Criterios de semejanza de triángulos 354 | Razón de semejanza 354 | MODELOS A ESCALA 355 | DIVISIÓN INTERIOR DE TRAZOS 359 | HOMOTECIA 360 | TEOREMA DE THALES Capítulo 15 | TRANSFORMACIONES ISOMÉTRICAS 377 | SISTEMA CARTESIANO 377 | Distancia entre puntos y Punto medio Distancia entre puntos Punto medio de un segmento 378 | VECTORES 378 | Operatoria geométrica 378 | Vectores en el plano 379 | Operatoria aritmética Adición y sustracción Vectores no anclados en el origen Módulo o Magnitud de un vector Ponderación por un escalar 382 | TRANSFORMACIONES ISOMÉTRICAS 382 | Traslación 382 | Simetría central Figuras con centro de simetría 383 | Simetría axial Algunas figuras con ejes de simetría 384 | Rotación Rotaciones en torno al origen del plano cartesiano Rotaciones en torno a un punto distinto al origen Control 3 | GEOMETRÍA Capítulo 16 | ESTADÍSTICA 418 | ANÁLISIS DE DATOS 418 | Tabulación de datos Tablas de frecuencias para datos no agrupados Tablas de frecuencias para datos agrupados en intervalos 420 | Representación gráfica e interpretación de gráficos Histogramas 425 | MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL (MTC) 425 | MTC para datos sin agrupar Media ( X ) Moda Mediana 425 | MTC para datos en tabla sin intervalos Media ( X ) Moda Mediana 427 | MTC para datos agrupados en tabla con intervalos Media ( X ) Intervalo modal Intervalo que contiene a la mediana Índice vi 432 | MEDIDAS DE POSICIÓN 432 | Percentiles Percentiles para datos sin agrupar Percentiles para datos en tabla sin intervalos Intervalo que contiene a un percentil k 433 | Cuartiles Diagrama de caja Capítulo 17 | PROBABILIDADES 452 | TÉCNICAS DE CONTEO 452 | Principio Multiplicativo 453 | Principio Aditivo 453 | Permutación usando todos los elementos Permutación lineal simple Permutación circular Permutación con elementos repetidos 454 | Variación o permutación sin usar todos los elementos Variación con repetición (reposición) Variación sin repetición (reposición) 454 | Combinación Combinación con elementos repetidos Combinación sin elementos repetidos 455 | CUADRO RESUMEN DE TÉCNICAS DE CONTEO 458 | PROBABILIDAD BÁSICA 458 | Nociones básicas de las probabilidades 458 | Probabilidad clásica o regla de Laplace 459 | Determinación de casos favorables y totales Diagrama del árbol Triángulo de Pascal 465 | SUMA Y PRODUCTO DE PROBABILIDADES 465 | Suma de probabilidades Mutuamente excluyentes No mutuamente excluyentes 466 | Producto de probabilidades Eventos independientes Eventos dependientes Control 4 | ESTADÍSTICA Y PROBABILIDADES anEXo 1 | NÚMEROS COMPLEJOS 499 | NÚMEROS IMAGINARIOS 499 | Unidad imaginaria 499 | Potencias de i 499 | Números imaginarios 500 | NÚMEROS COMPLEJOS 500 | Representación Forma binomial Forma cartesiana o par ordenado Vector 500 | Igualdad de complejos 500 | Real puro e Imaginario puro 500 | Valor absoluto o módulo de un complejo 500 | Conjugado de un complejo 501 | Adición y sustracción de complejos Adición Sustracción 501 | Multiplicación de complejo por un escalar 501 | Multiplicación de complejos 501 | Inverso multiplicativo de un complejo 502 | División de complejos anEXo 2 | FUNCIONES Y FUNCIÓN POTENCIA 517 | FUNCIONES 517 | Funciones Pares e Impares Función Par Función Impar 517 | Determinar el dominio y recorrido de una función Dominio Recorrido 518 | Función inversa 519 | Composición de funciones Dominio de una composición Recorrido de una composición 520 | Intervalos de crecimiento y decrecimiento Función Creciente Función Decreciente Función Constante 520 | Traslación de funciones Desplazamiento vertical Desplazamiento horizontal Desplazamiento compuesto 521 | Reflexión de funciones Reflexión respecto al eje y Reflexión respecto al eje x 521 | FUNCIONES INYECTIVAS, SOBREYECTIVAS Y BIYECTIVA Función Inyectiva Función Sobreyectiva Función Biyectiva 523 | FUNCIÓN POTENCIA 523 | Exponente positivo par 523 | Exponente positivo impar 523 | Exponente negativo par 524 | Exponente negativo impar anEXo 3 | CONCEPTOS BÁSICOS DE GEOMETRÍA 534 | ÁNGULOS 535 | Clasificación de los ángulos De acuerdo a su medida en grados. De acuerdo a la suma de sus medidas De acuerdo a su posición 536 | Ángulos formados en rectas paralelas que son cortadas por una transversal Casos Frecuentes 537 | TRIÁNGULOS 537 | Clasificación de los triángulos Según sus lados Según la medida de sus ángulos interiores 538 | Otras relaciones en triángulos Relación entre los lados Relación entre los ángulos 538 | ELEMENTOS SECUNDARIOS DEL TRIÁNGULO Altura Bisectriz Simetral Mediana Transversal de gravedad 539 | TEOREMA EUCLIDES Fórmulas referentes a la altura Fórmulas referente a los catetos 540 | POLÍGONOS Propiedades de polígonos de n lados Polígonos Regulares 540 | TRAPEZOIDE Trapezoide asimétrico Trapezoide simétrico (deltoide) 541 | CIRCUNFERENCIA 541 | PROPORCIONES EN LA CIRCUNFERENCIA Teorema de las secantes Índice Matemática Para Nacional vii Teorema tangente–secante Teorema de las cuerdas Caso particular de las cuerdas Tangentes desdeun punto Cuadrilátero circunscrito a una circunferencia 543 | CUERPOS 543 | Poliedro 543 | Cuerpos redondos 543 | Cuerpos generados por rotación o traslación de figuras planas Cuerpos de revolución Cuerpos de traslación 544 | Fórmulas de Cuerpos Cubo Paralelepípedo Prisma Pirámides Cilindros Conos Esferas anEXo 4 | PLANO CARTESIANO 554 | ECUACIÓN DE LA RECTA Forma principal 554 | Determinando la ecuación de la recta Punto y pendiente Intersección con los ejes coordenados 555 | Casos especiales Recta paralela al eje x Recta paralela al eje y 555 | POSICIONES RELATIVAS DE RECTAS EN EL PLANO 555 | Rectas paralelas y perpendiculares Rectas paralelas Rectas perpendiculares 556 | Análisis de soluciones de sistemas de ecuaciones Rectas secantes Rectas coincidentes Rectas paralelas no coincidentes anEXo 5 | VARIABLE ALEATORIA Y FUNCIÓN DE PROBABILIDAD 566 | VARIABLE ALEATORIA Variable Cualitativa Variables cuantitativas discretas Variables cuantitativas continuas 567 | FUNCIÓN DE PROBABILIDAD 567 | FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN DE PROBABILIDAD ACUMULADA 568 | ESPERANZA DE UNA VARIABLE ALEATORIA DISCRETA 568 | Relación entre esperanza y varianza 570 | Esperanza en juegos de azar anEXo 6 | DISTRIBUCIÓN NORMAL Y BINOMIAL 588 | DISTRIBUCIÓN NORMAL Propiedades de la distribución Normal 588 | Distribución normal estándar Propiedades Estandarizar una variable X Intervalos de una distribución normal 593 | DISTRIBUCIÓN BINOMIAL 593 | Función de probabilidad de una distribución binomial 594 | Función de distribución acumulada de la distribución binomial 594 | Esperanza y varianza de la distribución binomial 594 | Aproximación de la probabilidad binomial por la probabilidad de la normal Índice viii Índice Matemática Para Nacional ix 10 1. CONJUNTOS NUMÉRICOS Los conjuntos numéricos que estudiaremos son: Números Naturales: N = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , ... } Números Cardinales: N0 = { 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , ... } Números Enteros: Z = { ... , –2 , –1 , 0 , 1 , 2 , ... } Números Racionales Q. Ejemplos: { 1 , 0,2 , 3 4– , 2,31 , ... } Números Irracionales Q*. Ejemplos: { 2 , p , 35 , ... } Números Reales R. Ejemplos: { 7 , 3p , 84 , log 3 , ... } Números Imaginarios I. Ejemplos: { i , 2i , 3 i , 3 2 i , ... } Números Complejos C. Ejemplos: { 1 , – i , 3 + 2i , 1 – i , ... } N N0 Z Q Q* I C R a. Números enteros Los números enteros Z, incluyen a los números naturales, a los opuestos de estos y al cero. Estos se representan en la recta numérica horizontal, quedando los positivos a la derecha del cero y los negativos a la izquierda. 0 1– 4– 5 3 4– 2 2– 3 5– 1 Z N = Z + Z – El conjunto de los números enteros es un conjunto ordenable y, por lo mismo, podemos com- parar sus valores y decidir si dos números enteros son iguales o distintos, y si son distintos, cuál de ellos es el mayor y cuál es el menor. b. Valor absoluto El valor absoluto de un número x se escribe |x| y su valor corresponde a la distancia que existe entre el número x y el 0. Así, el valor de |x| es siempre mayor o igual a 0, pues corresponde a una distancia y por tanto no puede ser negativo. Por lo tanto, para cualquier valor real x , se tendrá que |x|≥ 0. –3 –2 –1 0 1 2 3 |–3| = 3 |3| = 3 =x x si x x si x 0 0 – 1 $* TIP: Para cualquier par de valores a y b, siempre se cumple que: |a – b|=|b – a|. Ejemplo: |7 – 3|=|4|= 4 y |3 – 7|=|– 4|= 4 “Vive como si fueses a morir mañana. Aprende como si fueses a vivir siempre” — MAHATMA GANDHI — ABOGADO, PENSADOR Y POLÍTICO Capítulo 1 NÚMEROS ENTEROS Escanea este código QR y verás la clase en video de este capítulo. moraleja.cl/mpn6-1 Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 11 i. Propiedades del valor absoluto Para cualquier par de valores a y b, sus valores absolutos siempre cumplirán con las siguientes propiedades: 1. Multiplicación: 2. División: 3. Potencia: a b a b$ $= b a b a= , con b ≠ 0. a a n n= , con n ! Z. Ejemplo: 5 3 5 3 15– –$ $= = Ejemplo: 2 6 2 6 3– –= = Ejemplo: 3 3 9– –2 2= =^ h 2. ORDEN EN EL CONJUNTO DE LOS NÚMEROS ENTEROS En el conjunto de los números enteros existe una relación de orden entre sus elementos y, por ende, los podemos ordenar de menor a mayor. Para esto utilizamos lo que se conoce como “Ley de Tricotomía”, que señala que todo par de números, x e y, deben cumplir con una de las siguientes condiciones: 2 “x es menor que y” y se escribe “x < y”. 2 “x es igual a y” y se escribe “x = y”. 2 “x es mayor que y” y se escribe “x > y”. Es en esta lógica comparativa que necesitamos tener algún mecanismo para ordenar a estos elementos. La forma más simple que tenemos para decidir entre dos números distintos, cuál es el menor, es mirar su ubicación en la recta numérica, pues será menor aquel que esté más a la izquierda. No obstante lo anterior, también podemos decidir el orden entre dos o más números enteros a partir de su signo y su valor absoluto. Esto se reduce a: 2 Si a y b son dos números enteros distintos y positivos, diremos que a es menor que b, y escribiremos a < b, cada vez que |a|<|b|. Ejemplos: 2 8 < 10 , pues |8|<|10| 2 25 > 9 , pues|25|>|9| 2 Si a y b son dos números enteros distintos y negativos, diremos que a es menor que b, y escribiremos a < b, cada vez que |a|>|b|. Ejemplos: 2 – 3 > – 7 , pues |– 3|<|– 7| 2 – 10 < – 9 , pues|– 10|>|– 9| 2 Si a y b son dos números enteros tales que a < 0 y b > 0, siempre diremos que a es menor que b, independiente de su valor absoluto. Ejemplos: 2 – 8 < 10 , pues – 8 < 0 y 10 > 0 2 1 > – 190 , pues 1 > 0 y – 190 < 0 Ejemplos PDT 1. ¿Cuál(es) de las siguientes igualdades es(son) verdadera(s)? (DEMRE 2014) I. |– 3| ∙ |– 2| = |– 6| II. |– 5| ∙ |5| = |– 5|2 III. |– 4| – |– 3| = – 1 A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo III D ) Solo I y II Capítulo 1 | Números Enteros 12 2. El valor de ||–6|–|–6|| es: A ) 0 B ) 6 C ) 12 D ) 36 3. Sean los números enteros a, b y c. Se puede determinar cual de ellos es el menor si: ( 1 ) a – b < 0 ( 2 ) a – c > 0 A ) ( 1 ) por sí sola B ) ( 2 ) por sí sola C ) Ambas juntas, ( 1 ) y ( 2 ) D ) Cada una por sí sola, ( 1 ) o ( 2 ) E ) Se requiere información adicional 4. ¿Cuál(es) de las relaciones siguientes es(son) falsa(s)? I. |–5| > |–3| II. |–5| < |0| III. |–9| < |8| A ) Solo II B ) Solo I y III C ) Solo II y III D ) I, II y III 5. Si a > b , entonces |b – a|= A ) a – b B ) b – a C ) a + b D ) – a – b 6. Dados los números enteros a = |–6| , b = –|–1| , c = |2| y d = –( –| 0 | ), el orden creciente de ellos es: A ) a , b , d , c B ) a , d , c , b C ) b , d , c , a D ) d , c , b , a Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 13 3. LAS CUATRO OPERACIONES BÁSICAS EN LOS ENTEROS a. Adición y Sustracción Números de igual signo. Para adicionar números de igual signo se deben sumar los valores absolutos de ellos conservando el signo común. Ejemplos: 2 5 + 7 = 12 2 – 5 – 7 = – 12 Números de distinto signo. Para adicionar números de distinto signo, primero determinamos los valores absolutos de cada número, y luego se resta el mayor menos el menor. Se conserva el signo del número cuyo valor absoluto sea mayor. Ejemplos: 2 5 – 7 = – 2 2 –5 + 7 = 2 Tener en cuenta que restar un valor es equivalente a sumar el opuesto de ese mismo valor. Esto es: 8 – 5 = 8 + (–5) = 3 TIPS: Si tenemos que calcular una sustracción, se dará uno de los siguientes escenarios: »Siempre que a un número mayor le restamos uno menor, el resultado es un número positivo. Ejemplos: 2 7 – 5 = 2 2 2 – (–6) = 8 2 – 1 – (–8) = 7 »Siempre que a un número menor le restamos uno mayor, el resultado es un número negativo. Ejemplos: 2 3 – 6 = – 3 2 – 1 – 4 = – 5 2 – 5 – (–2) = – 3 b. Multiplicación y División Números de igual signo. Para multiplicar (o dividir) dos números de igual signo, se multiplican (o dividen) los respectivos valores absolutos de los números y el resultado siempreserá positivo. Ejemplos: 2 5 ∙ 7 = 35 2 ( – 5 )∙ ( – 7 ) = 35 2 10 : 2 = 5 2 ( – 10 ) : ( – 2 ) = 5 Números de distinto signo. Para multiplicar (o dividir) dos números de distinto signo, se multiplican (o dividen) los valores absolutos de los números, y el resultado siempre será negativo. Ejemplos: 2 5 ∙ ( – 7 ) = – 35 2 ( – 5 )∙ 7 = –35 2 10 : ( – 2 ) = – 5 2 ( – 10 ) : 2 = –5 Regla de los signos en multiplicación y división de números. Números de igual signo Números de igual signo Números de igual signo Números de igual signo + ∙ + = + + ∙ – = – + : + = + + : – = – – ∙ – = + – ∙ + = – – : – = + – : + = – Capítulo 1 | Números Enteros 14 4. MÚLTIPLOS Y DIVISORES a. Múltiplos Un número natural “a” es un múltiplo de un número natural “b”, si existe un k ! N, tal que a = k ∙ b. Ejemplos: 2 12 es múltiplo de 3, porque existe k = 4, tal que 12 = 3 ∙ 4. 2 28 es múltiplo de 4, porque existe k = 7, tal que 28 = 7 ∙ 4. 2 35 NO es múltiplo de 4, porque no existe un valor natural k, tal que 35 = k ∙ 4. ¿Cuántos múltiplos tiene un número natural? La respuesta es: Infinitos. Por ejemplo para el 3, se tiene que: Múltiplos de 3 = { 3 , 6 , 9 , 12 , 15 , 18, ... etc } Pero los múltiplos ¿son solo valores positivos? La respuesta es NO, pues una vez que avanzamos de conjunto numérico al conjunto de los números enteros necesitamos ampliar el concepto a los múltiplos negativos o al propio cero, pues 0 es múltiplo de todo número entero. Así, podríamos pensar en que los múltiplos de 3 serán ahora : Múltiplos de 3 = { etc., ...... , – 18 , – 15 , – 12 , – 9 , – 6, – 3 , 0 , 3 , 6 , 9 , 12 , 15 , 18 , .... , etc. } b. Divisores Un número natural “b” es un divisor de un número natural “a”, si al dividir “a” en “b” obtenemos como cociente un natural y un resto igual a cero. Ejemplos 2 4 es divisor de 20, porque 20 : 4 = 5 y su resto es 0. 2 7 es divisor de 14, porque 14 : 7 = 2 y su resto es 0. 2 8 NO es divisor de 15, porque 15 : 8 = 1, pero su resto es 7. ¿Cuántos divisores tiene un número natural? Eso depende de cada número. Por ejemplo: 2 Divisores de 10 = { 1 , 2 , 5 , 10 } , son 4. 2 Divisores de 24 = { 1 , 2 , 3 , 4 , 6 , 8 , 12 , 24 } , son 8. 2 Divisores de 5 = { 1 , 5 } Según esta definición, todo número natural mayor que 1 tendrá al menos 2 divisores: el número 1 y el número mismo. Igual que en el caso de los múltiplos, podríamos preguntarnos si los divisores ¿son solo valores positivos?. La respuesta es nuevamente NO, pues en el conjunto de los números enteros necesitamos ampliar el concxepto a los divisores negativos. Así, podríamos pensar por ejemplo los divisores negativos de 8, que serían: Divisores negativos de 8 = { – 8 , – 4 , – 2 , –1 } Notemos también que 0 tiene infinitos divisores, pero que 0 no es divisor de ningún número. Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 15 5. PARIDAD E IMPARIDAD En el conjunto de los números enteros, se dice que un número es Par, cada vez que se trate de un múltiplo de 2. En caso contrario, diremos que ese número es Impar. Ejemplos 2 Son pares : 28 , – 4 , 16 , – 400 , etc. (cualquier número entero que sea múltiplo de 2). 2 Son impares : 17 , – 9 , 113 , 501 , etc. (todo número que no sea múltiplo de 2). TIP: » Si bien el número 0 no es positivo ni negativo, sí es un número par. Cada vez que operemos entre números pares e impares se dará alguna de las siguientes situaciones: TIPS: Siempre se cumple que: » La suma o resta de dos números pares, siempre nos dará como resultado un número par. Ejemplos: 2 2 + 4 = 6 2 – 14 + 8 = – 6 » La suma o resta de dos números impares, siempre da como resultado un número par. Ejemplos: 2 3 + 7 = 10 2 11 – 5 = – 6 » La suma o resta de un número par y un impar, siempre da como resultado un número impar. Ejemplos: 2 7 + 2 = 9 2 16 – 5 = 11 » La multiplicación de dos números pares, siempre da como resultado un número par. Ejemplos: 2 8 ∙ 4 = 32 2 10 ∙ – 2 = – 20 » La multiplicación de un número par y un impar, siempre da como resultado un número par. Ejemplos: 2 7 ∙ 4 = 28 2 – 4 ∙ – 9 = 36 » La multiplicación de dos números impares, siempre da como resultado un número impar. Ejemplos: 2 7 ∙ 5 = 35 2 – 3 ∙ 9 = – 27 6. PROPIEDADES DE LAS OPERACIONES EN LOS NÚMEROS ENTEROS a. Propiedad Conmutativa La adición y la multiplicación en los enteros cumplen con la propiedad conmutativa, esto sig- nifica que el resultado es el mismo, independiente del orden en que se ubiquen los elementos en la operación. Es decir, si a y b son números enteros, se cumple que: a + b = b + a y a ∙ b = b ∙ a Ejemplos: 2 5 + 6 = 11 y 6 + 5 = 11 ∴ 6 + 5 = 5 + 6 2 6 ∙ 7 = 42 y 7 ∙ 6 = 42 ∴ 6 ∙ 7 = 7 ∙ 6 Capítulo 1 | Números Enteros 16 b. Propiedad Asociativa La adición y la multiplicación en los enteros cumplen con la propiedad asociativa, esto signifi- ca que el resultado es el mismo, independiente de como se agrupen inicialmente los elemen- tos. Es decir, si a, b y c son números enteros, se cumple: a + ( b + c ) = ( a + b ) + c y a ∙ ( b ∙ c ) = ( a ∙ b ) ∙ c Ejemplos: 2 ( 2 + 1 ) + 6 = 3 + 6 = 9 2 3 5 6 5 302 – –– $ $$ = =\ W 2 + ( 1 + 6 ) = 2 + 7 = 9 3 2 5 3 3010– – –$ $ $= =Y V ∴ ( 2 + 1 ) + 6 = 2 + ( 1 + 6 ) ∴ 3 2 5 3 2 5–– $ $ $ $=\ Y c. Propiedad Distributiva La multiplicación en los enteros cumple con la propiedad distributiva con respecto a la suma y a la resta. Es decir, si a, b y c son números enteros, se cumple: a ∙ ( b + c ) = a ∙ b + a ∙ c y a ∙ ( b – c ) = a ∙ b – a ∙ c Ejemplos: 2 3 ∙ ( 5 + 7 ) = 3 ∙ ( 12 ) = 36 2 3 ∙ 5 + 3 ∙ 7 = 15 + 21 = 36 ∴ 3 ∙ ( 5 + 7 ) = 3 ∙ 5 + 3 ∙ 7 2 3 ∙ ( 2 – 7 ) = 3 ∙ ( –5 ) = –15 2 3 ∙ 2 – 3 ∙ 7 = 6 –21 = –15 ∴ 3 ∙ ( 2 – 7 ) = 3 ∙ 2 – 3 ∙ 7 d. Neutro Aditivo y Neutro Multiplicativo Al sumar cualquier número entero a con 0, el resultado es el mismo número a. Es decir, a + 0 = a y 0 + a = a, por lo tanto se define al 0 como el elemento neutro aditivo. Al multiplicar cualquier número entero a con 1, el resultado es el mismo número a. Es decir, a ∙ 1 = a y 1 ∙ a = a, por lo tanto se define al 1 como el elemento neutro multiplicativo. Ejemplos: »En el caso del neutro aditivo: 2 0 + 4 = 4 »En el caso del neutro multiplicativo: 2 1 ∙ 20 = 20 e. Inverso Aditivo El inverso aditivo de a (con a ≠ 0), es un número b que sumado con a da como resultado 0. Es decir, b es el inverso aditivo de a si a + b = 0. Por lo tanto b = – a y denotamos al inverso aditivo de a como – a . Ejemplos: 2 Si el número es 5, su inverso aditivo es – 5. 2 Si el número es – 8, su inverso aditivo es – (– 8) = 8. f. Elemento Absorvente Si multiplicamos un número a con 0, el resultado siempre será 0. Es decir, a ∙ 0 = 0 y 0 ∙ a = 0, por lo tanto, se define al 0 como el elemento absorvente con la multiplicación. Ejemplos: 2 0 ∙ 8 = 0 2 – 7 ∙ 0 = 0 2 p ∙ 0 = 0 2 0 ∙ 0 = 0 Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 17 g. Prioridad de las operaciones Cuando se requiere efectuar varias operaciones en un mismo ejercicio, se debe respetar el siguiente orden de las operaciones: 1. Paréntesis, de adentro hacia afuera. 2. Potencias y Raíces. 3. Multiplicación y división (de izquierda a derecha). 4. Adición y sustracción. Ejemplo: Resolver la siguiente operación: 8 ∙ ( 7 – 4 ) : 12 – 1 + 6 : 3 ∙ 9 = 8 ∙ 3 : 12 – 1 + 6 : 3 ∙ 9 = 24 : 12 – 1 + 2 ∙ 9 = 2 – 1 + 18 = 19 Nota: Esta regla también es conocida como PAPOMUDAS, que es la unión de las primeras letras de la prioridad de las operaciones: Paréntesis, Potencias y raíces, Multiplicación y División, Adición y Sustracción. 7. CRITERIOS DE DIVISIBILIDAD Para determinar de manera rápida si un número es divisible por otro número, podemos usar los criterios de divisibilidad. Un número será divisible por: 2 → Si su último dígito es par. Ejemplo: 2 2 ; 14 ; 278 ; 2.430 ; etc. 3 → Si la suma de sus dígitos es múltiplo de 3. Ejemplo: 2 234 es divisiblepor 3, pues 2 + 3 + 4 = 9 2 3.621 es divisible por 3, pues 3 + 6 + 2 + 1 = 12 4 → Si sus dos últimos dígitos forman un múlti- plo de 4 o son ceros. Ejemplo: 2 24 ; 184 ; 1.300 ; 213.436 ; etc. 5 → Si termina en 0 o 5. Ejemplo: 2 20 ; 385 ; 1.340 ; 762.435 ; etc. 6 → Si es divisible por 2 y 3 a la vez. Ejemplo: 2 1.350 es divisible por 6, pues termina en 0 (par), por lo que es divisible por 2, y 1 + 3 + 5 + 0 = 9, que es múltiplo de 3, por lo que también es divisible por 3. 7 → Si al multiplicar el dígito de las unidades por 2 y restándola al número formado por los otros dígitos, el resultado es un múltiplo de 7 ó 0. Ejemplo: 2 896 es divisible por 7, pues al multi- plicar 6 por 2, nos da 12, y si resta- mos 12 a 89 (el número que forman los otros dígitos), nos da 77, que es un múltiplo de 7. 8 → Si sus tres últimos dígitos forman un múlti- plo de 8 o son ceros. Ejemplo: 2 21.936 es divisible por 8, pues 936 (el número formado por sus últimos 3 dígitos) es un múltiplo de 8. 9 → Si la suma de sus dígitos es múltiplo de 9. Ejemplo: 2 5.643 es divisible por 9, pues 5 + 6 + 4 + 3 = 18, que es un múltiplo de 9. 10 → Si su último dígito es 0. Ejemplo: 2 23.140 es divisible por 10, pues es un número terminado en 0. Capítulo 1 | Números Enteros 18 Ejemplos PDT 7. La diferencia entre 6 y –2( –3 – 5 ), en ese orden, es: (DEMRE 2013) A ) –64 B ) 5 C ) –10 D ) 0 8. – 3 – ( –7 ) ∙ 5 = (DEMRE 2014) A ) –20 B ) –38 C ) 20 D ) 32 9. Con respecto a los divisores positivos de 9, es correcto afirmar que: (DEMRE 2013) A ) Son dos y la suma de ellos es 4 B ) Son dos y la suma de ellos es 10 C ) Son dos y la suma de ellos es 12 D ) Son tres y la suma de ellos es 13 10. SI m y n son números naturales, m + n + 1 es un número impar si: (DEMRE 2006) ( 1 ) m es un número impar ( 2 ) m ∙ n es un número impar A ) ( 1 ) por sí sola B ) ( 2 ) por sí sola C ) Ambas juntas, ( 1 ) y ( 2 ) D ) Cada una por sí sola, ( 1 ) o ( 2 ) E ) Se requiere información adicional 11. Un número entero P es divisible por 2 y es divisible por 6. ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) siempre verdadera(s)? (DEMRE 2012) I. P es divisible por 12 II. P es divisible por 3 III. P = 6 A ) Solo II B ) Solo I y II C ) Solo II y III D ) I, II y III Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 19 12. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa? (DEMRE 2011) A ) Si la suma de dos números es par, entonces ambos son pares o ambos son impares B ) La suma de todo número divisible por 3 con todo número divisible por 6, es divisible por 3 C ) El cuadrado de todo número divisible por 3 es divisible por 6 D ) El producto de todo número divisible por 4 con todo número divisible por 6, es divisible por 12 13. Si n es un número entero positivo, entonces se puede determinar que n es divisible por 2, si se sabe que: (DEMRE 2013) ( 1 ) 2n es par ( 2 ) 3n es par A ) ( 1 ) por sí sola B ) ( 2 ) por sí sola C ) Ambas juntas, ( 1 ) y ( 2 ) D ) Cada una por sí sola, ( 1 ) o ( 2 ) E ) Se requiere información adicional Capítulo 1 | Números Enteros 20 8. NÚMEROS PRIMOS, COMPUESTOS Y TEOREMA FUNDAMENTAL Números primos son aquellos números enteros positivos mayores que uno, que tienen exacta- mente dos divisores positivos y distintos entre sí. Los primeros números primos son: 2 , 3 , 5 , 7 , 11 , 13 , 17 , 19 , 23 , 29 , 31 , 37 , ... Números compuestos son todos los números enteros positivos mayores que uno y que no son primos. Los primeros números compuestos son: 4 , 6 , 8 , 9 , 10 , 12 , 14 , 15 , 16 , 18 , 20 , 21 , 22 , ... El teorema fundamental de la aritmética establece que todo número natural mayor que uno se puede expresar de manera única como el producto de potencias con números primos en sus bases. Para realizar esta descomposición podemos utilizar la tabla de descomposición o bien el diagrama de árbol. »Nota: La cantidad total de divisores positivos que tenga el número estará dada por el producto de los sucesores de los exponentes de dicha descomposición. i. Tabla de descomposición La tabla funciona dividiendo al número com- puesto por números primos hasta que quede reducido a la unidad. ii. Diagrama de árbol El diagrama de árbol es un método más intui- tivo. Comienza expresando el número como el producto de dos números cualesquiera, luego estos números se vuelven a descompo- ner hasta que en las ramas solo queden nú- meros primos. Ejemplo: 2 Hallar la descomposición prima de 90. 90 : 2 45 : 3 15 : 3 5 : 5 1 // 2· 3 2· 5 Ejemplo: 2 Hallar la descomposición prima de 90. 90 3 5 9 10 3 2 ∴ La descomposición prima de 90 es 2 ∙ 32 ∙ 5. ∴ La descomposición prima de 90 es 2 ∙ 32 ∙ 5. 2 Total de divisores de 90 : 21 ∙ 32 ∙ 51 → ( 1 + 1 )( 2 + 1 )( 1 + 1 ) & 2 ∙ 3 ∙ 2 & 12 2 Esto quiere decir que 90 tiene 12 divisores: { 1 , 2 , 3 , 5 , 6 , 9 , 10 , 15 , 18 , 30 , 45 , 90 } TIPS: » El menor número primo es el 2, el que además es el único número primo que es par. » El 1, no es primo ni compuesto. Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 21 9. MÍNIMO COMÚN MÚLTIPLO (m.c.m) Y MÁXIMO COMÚN DIVISOR (M.C.D) a. Mínimo común múltiplo (m.c.m) El mínimo común múltiplo (m.c.m), de dos o más números, es el menor entero positivo que es múltiplo común de dichos números. A continuación se muestran dos métodos para obtener el mínimo común múltiplo. Estos son: la tabla de descomposición y la descomposición prima. i. Tabla de descomposición Hacer una tabla en la cual dos o más números se van dividiendo por números primos (algunos de ellos pueden ser comunes) hasta que cada número queda totalmente descompuesto. El m.c.m será la multiplicación de los factores primos. ii. Descomposición prima Desarrollar la descomposición prima de todos los números y multiplicar todos los factores primos distintos que aparezcan, elevados cada uno al mayor exponente que tenga en las descomposiciones. Ejemplo: 2 Sean A = 90 y B = 24, determinar el m.c.m. 24 90 : 2 12 45 : 2 6 45 : 2 3 45 : 3 1 // 15 : 3 5 : 5 1 // m.c.m = 23 ∙ 32 ∙ 5 ∴ el m.c.m entre 90 y 24 es 23∙ 3 2∙ 5. Ejemplo: 2 Sean A = 90 y B = 24, determinar el m.c.m. A = 2 ∙ 32 ∙ 5 y B = 23 ∙ 3 ∴ el m.c.m entre 90 y 24 es 23 ∙ 32 ∙ 5. b. Máximo común divisor (M.C.D) El máximo común divisor (M.C.D), de dos o más números, es el mayor entero positivo que es divisor común de dichos números. A continuación se muestran dos métodos para obtener el máximo común divisor. Estos son: la tabla de descomposición y la descomposición prima. i. Tabla de descomposición Hacer una tabla en la cual dos o más números se van dividiendo por números primos comunes hasta que no exista otro número primo que pueda dividir a ambos números. El M.C.D será la multiplicación de los factores primos. ii. Descomposición prima Desarrollar la descomposición prima de todos los números y multiplicar solo los factores primos comunes que aparezcan en los números, elevados cada uno al menor exponente que tenga en las descomposiciones. Ejemplo 2 Sean A = 90 y B = 24, determinar el M.C.D 24 90 : 2 12 45 : 3 4 15 M.C.D = 2 ∙ 3 ∴ el M.C.D entre 90 y 24 es 2 ∙ 3. Ejemplo: 2 Sean A = 90 y B = 24, determinar el M.C.D A = 2 ∙ 32 ∙ 5 y B = 23 ∙ 3 ∴ el M.C.D entre 90 y 24 es 2 ∙ 3. Capítulo 1 | Números Enteros 22 »Nota. Los números que no tienen factores primos comunes se denominan primos relativos entre sí. En tal caso se cumple que el m.c.m es el producto de los números y el M.C.D será siempre 1. Por ejemplo, 9 y 10 son primos relativos entre sí, ya que los factores primos de 9 son { 3 , 3 }, y los factores primos de 10 son { 2 , 5 }. Por tanto: el m.c.m entre 9 y 10 es 90 , el M.C.D entre 9 y 10 es 1. c. Problemas de aplicación Las aplicaciones de el m.c.m. y el M.C.D. que frecuentemente nos podremos encontrar: Ejemplos: 2 En el baño de un colegio hay 3 llaves de agua cerradas. Estas se encuentran en mal estado, y gotean constantementecada cierto tiempo. La llave A deja caer una gota cada 3 segun- dos; la llave B lo hace cada 5 segundos y, la llave C, cada 8 segundos. Si en un instante las 3 llaves dejaron caer una gota al mismo tiempo, ¿cuántos segundos deben transcurrir a partir de ese momento, para que vuelvan a coincidir nuevamente? Solución: Para resolver estos problemas, debemos considerar que, la llave A gotea a partir de ese instante a los 3 segundos, luego a los 6 segundos, a los 9, 12, 15, etc. Es decir, son los múltiplos de 3 (en segundos). Por su parte, la llave B lo hará a los 5, 10, 15, 20, etc. (los múltiplos de 5) y, por la misma razón, la llave C lo hará en los múltiplos de 8. Por lo tanto, las llaves coincidirán nuevamente en una cantidad de segundos que sea múltiplo de 2, de 3 y de 8; Es decir, en un múltiplo común de estos 3 números. Y si queremos que sea lo antes posible, debemos determinar por ello el mínimo común múltiplo de 3, 5 y 8, que es 120. Con todo lo anterior, podemos contestar que, 120 son los segundos que deben transcurrir para que estas llaves vuelvan a dejar caer una gota al mismo instante. 2 Una constructora necesita sub-dividir dos terrenos que están separados por un río y cuyas áreas son 21.600 m2 el más pequeño y 32.000 m2 el más grande. Esta constructora necesita además que estos terrenos más pequeños sean todos del mismo tamaño; que sea una cantidad entera de metros cuadrados y que sean lo más grandes posible, porque esto aumentará su valor comercial. ¿Cuál será el área máxima de estos terrenos si se cumple con la solicitud de esta empresa constructora? Solución: En este caso, necesitamos dividir estos terrenos en terrenos más pequeños de igual área (digamos X m2). Esto significa que tanto 21.600 como 32.000 deben ser divisibles por X o, lo que es lo mismo, X debe ser divisor tanto de 21.600, como de 32.000. Si además se exige que X sea lo más grande posible, estamos hablando del máximo común divisor de 21.600 y 32.000, que es 800. Por lo tanto, cada terreno será de 800 m2 y habrán 27 de estos terrenos en el terreno más pequeño y 40 en el más grande. 10. EVALUAR EXPRESIONES Evaluar o valorizar una expresión algebraica consiste en sustituir las letras por los valores numéricos dados, y luego realizar las operaciones indicadas. Ejemplos: 2 Si m = – 4 y n = –1, entonces el valor de la expresión mn – m2 es: mn – m2 = (–4)(–1) – (–4)2 = 4 – 16 = –12// »TIP. Al sustituir, conviene siempre incluir paréntesis. Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 23 11. ENUNCIADOS FRECUENTES Sean x e y números enteros, entonces la transcripción matemática de los siguientes enunciados: Expresiónes 2 El doble de x es 2x. 2 El triple de x es 3x. 2 La semisuma de x e y es x y 2 + . 2 El exceso de x sobre y es x – y. 2 La mitad de x se escribe x2 1 o x2 . 2 El sucesor de x sería ( x + 1 ). 2 El antecesor de x sería ( x – 1 ). 2 Un número es par si se puede escribir como 2x, siendo x un valor entero. 2 Un número impar si se puede escribir como ( 2x – 1 ) o ( 2x + 1 ), siendo x un valor entero. 2 Dos pares consecutivos serían 2x y 2x + 2. 2 Dos impares consecutivos serían 2x + 1 y 2x + 3. 2 El cuadrado de x es x2. Ejemplos: El doble de 3 es 6, pues 2 ∙ 3 = 6. El triple de – 8 es – 24, pues 3 ∙ – 8 = – 24. La semisuma de 4 y 12 es 8, 2 4 12 8+ = . El exceso de 8 sobre 3 es 5, pues 8 – 3 = 5. La mitad de 200 es 100, pues 2 200 100= . El sucesor de – 12 es – 11, pues – 12 + 1 = – 11. El antecesor de – 4 es – 5, pues – 4 – 1 = – 5. 14 es par, pues 14 2 7$= . 19 es impar, pues 2 ∙ 10 – 1 = 19 o 2 ∙ 9 + 1 = 19. 4 y 6 son pares consecutivos, pues 2 ∙ 5 = 10 y 2 ∙ 5 + 2 = 12. 7 y 9 son impares consecutivos, pues 2 ∙ 3 + 1 y 2 ∙ 3 + 3. El cuadrado de 5 es 25, pues 52 = 5 ∙ 5 = 25. Ejemplos PDT 14. El m.c.m entre 4 y 7 es: A ) 1 B ) 3 C ) 11 D ) 28 15. El M.C.D de 288 y 372 es: A ) 8 B ) 12 C ) 15 D ) 21 16. La suma de cinco números primos consecutivos es 119. ¿ Cuál es el M.C.D entre ellos ? A ) 1 B ) n2 C ) 2n D ) No se puede determinar Capítulo 1 | Números Enteros 24 17. En un cumpleaños se necesita armar cajitas sorpresa que en su interior deben llevar chocolates, guagüitas y suny. Estos se compran en paquetes de 100, 75 y 50 unidades respectivamente. ¿Cuántas cajitas podríamos armar como máximo, si se necesita que todas ellas vayan con la misma cantidad chocolates, la misma cantidad de guagüitas y la misma cantidad de sunys? A ) 75 B ) 25 C ) 20 D ) 15 18. En un circuito de carreras de juguetes, tres autos parten al mismo tiempo desde la línea de meta. Si el auto rojo demora 120 segundos en recorrer completamente el circuito, el azul demora 140 segundos y el verde 180 segundos, ¿ en cuántos segundos pasarán nuevamente, los tres autos juntos, por la línea de partida ? A ) 2.520 B ) 1.260 C ) 630 D ) 330 19. Si n = 2 y m = – 3, ¿ cuál es el valor de –nm – ( n + m )? (DEMRE 2008) A ) –5 B ) 5 C ) 7 D ) –7 20. Si x = –2 e y = 3 , entonces el valor de la expresión |y – x| – |x| ∙ |y| – |x – y|es: A ) – 6 B ) – 4 C ) 4 D ) 6 Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 25 Capítulo 1 Números Enteros │ Ejercicios Instrucciones › Lee con atención cada una de las siguientes preguntas y marca la alternativa correcta. › Recuerda aplicar los contenidos desarrollados en este capítulo para resolver los ejercicios. › Toma el tiempo que demoras en completar el test. El objetivo es terminarlo en menos de 2 horas y 20 minutos (140 minutos). 1. 6 – 3 ∙ 8 – 32 : 4 = A ) –26 B ) –14 C ) 0 D ) 3 2. [ –5 + ( –3 ) ∙ 7 ] : ( –2 ) = A ) 24 B ) 13 C ) –24 D ) –13 3. Si p = – 6 y q = – 2 , entonces – { p + q – ( q – p ) } es: A ) – 4 B ) 0 C ) 4 D ) 12 4. –3 ∙ |6 – 8| – |–2|= A ) –8 B ) –4 C ) 0 D ) 4 5. Si a = 3 y b = –1 , entonces – { a – ( – b – a ) } = A ) –5 B ) –1 C ) 0 D ) 1 6. ( 1 + 5 ) – 32 + 8 : 2 ∙ 2 = A ) –1 B ) 1 C ) 5 D ) 15 Capítulo 1 | Números Enteros 26 7. 76.606 – 29.878 = A ) 45.728 B ) 46.728 C ) 45.738 D ) 46.736 8. Si al entero ( –1 ) le restamos el entero ( –4 ), resulta : A ) 0 B ) –3 C ) 2 D ) 3 9. –( 4 – 2 ∙ ( 2 – 4 ) ) = A ) –15 B ) –10 C ) – 8 D ) 8 10. Si M = –2 , entonces –M ∙ M – M = A ) –12 B ) –4 C ) –2 D ) 2 11. La expresión ( 9 ∙ 4 ) es divisible por: I. 2 II. 3 III. 6 A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo I y II D ) I, II y III 12. Si P + 3 es el sucesor del número 10, entonces el sucesor de P es: A ) 7 B ) 8 C ) 9 D ) 11 Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 27 13. Se puede determinar que el número entero p es par si: ( 1 ) El doble de p es par ( 2 ) El quíntuple de p es par A ) ( 1 ) por sí sola B ) ( 2 ) por sí sola C ) Ambas juntas, ( 1 ) y ( 2 ) D ) Cada una por sí sola, ( 1 ) o ( 2 ) E ) Se requiere información adicional 14. ( –2 ) ∙ 2 ∙ ( –2 ) ∙ ( –2 ) ∙ 2 = A ) 16 B ) – 8 C ) – 16 D ) – 32 15. Si al número – 8 se le resta el doble de – 6 y al resultado se le agrega el cubo de –3, resulta: A ) 7 B ) – 7 C ) – 23 D ) – 31 16. Si |P| representa el valor absoluto de P, indique cuál de las siguientes alternativas es falsa: A ) |–7| < |–8| B ) –21 < 8 C ) |– 10| > |10| D ) –5 < 3 17. Si m = – 1 y n = 2 , entonces, ¿cuál es el valor de la expresión m ∙ ( n – m ) ∙ ( m – n )? A ) 9 B ) 3 C ) 0 D ) – 3 18. ¿ Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) verdadera(s)? I. Los números 2 , 3 , 5 , 7 son números primos; pero el 1 no lo es II. El m.c.m entre 2 , 3 y 11 es el producto entre 2 , 3 y 11 III. El M.C.D entre 2 , 11 y 19 es 1 A ) Solo I B ) Solo I y II C ) Solo I y III D ) I, II y III Capítulo 1 | Números Enteros 28 19. La temperatura mínima de un día fue de –1 ºC y la máxima de 9 ºC. ¿Cuál fue la variación de la temperatura en el día? A ) –10 ºC B ) 6 ºC C ) 10 ºC D ) 11 ºC 20. ¿Cuál es el valor de |–3| – |–3|2 – |–3|3? A ) –39 B ) –33 C ) –21 D ) 33 21. ¿Qué resultado se obtiene si se disminuye en 2 unidadesla suma entre el triple de 2 y el doble de 3? A ) 15 B ) 12 C ) 10 D ) 8 22. Si N es divisor de 8 y N no es divisor de 4, entonces N es: A ) 1 B ) 2 C ) 4 D ) 8 23. – 3 – 3 ∙ 9 : 9 + 3 = A ) – 6 B ) – 3 C ) 0 D ) 2 24. ¿ Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) falsa(s)? I. La suma de números naturales resulta siempre un natural II. La sustracción es conmutativa en los números naturales III. En los naturales, el inverso aditivo de 2 es – 2 A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo II y III D ) I, II y III Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 29 25. –2 ∙ [ 3 – { 5 – 2 ∙ ( 8 – 16 ) } ]= A ) –34 B ) –20 C ) 36 D ) 54 26. El valor de la expresión 18 – ( –30 ) : ( –2 ) + ( –2 ) ∙ ( –1 ) es: A ) 9 B ) –5 C ) –9 D ) 5 27. El doble de ( 2 ∙ ( 4 + 3 ) –2 ∙ ( 1 – 2 ) ) = A ) 8 B ) 16 C ) 32 D ) 48 28. Si n es un número natural par, entonces el sucesor par del sucesor de n + 1 está representado por: A ) n + 4 B ) n + 2 C ) 2n + 2 D ) 2n + 4 29. El valor de 24 : 8 ∙ 6 : 3 – 45 : 9 ∙ 3 – 4 : – 2 es: A ) – 11 B ) – 7 C ) 7 D ) 11 30. Si el sucesor de un número es a + 4, entonces el doble del número es: A ) a + 3 B ) 2a + 2 C ) 2a + 3 D ) 2a + 6 Capítulo 1 | Números Enteros 30 31. La suma de tres pares consecutivos es siempre divisible por: I. 4 II. 6 III. 12 Es(son) verdadera(s) A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo II y III D ) I, II y III 32. Sean a > b y b > c, siendo a, b y c números enteros. Si b = 0, ¿qué relación es falsa? A ) a ∙ c < 0 B ) a ∙ b = b C ) c2 < 0 D ) a – c > 0 33. La edad de Lucas equivale al doble de la quinta parte de la semisuma entre 4 y 6. ¿ Qué edad tiene Lucas ? A ) 1 B ) 2 C ) 3 D ) 5 34. Si m y n son dos enteros consecutivos tales que m < n, entonces n – m es: A ) 0 B ) 1 C ) m2 + m D ) 2m + 1 35. Javiera guarda monedas de $ 100 en una alcancía. Si le faltan 3 monedas para tener $ 5.000, ¿a cuántas monedas de $ 50 equivale el dinero que tiene Javiera en la alcancía? A ) 47 B ) 94 C ) 100 D ) 160 36. ¿ Cuál(es) de los siguientes números es(son) primo(s)? I. 51 II. 91 III. 141 A ) Solo II B ) Solo III C ) I, II y III D ) Ninguno de ellos Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 31 37. Con 5 vasos de 250 c.c. cada uno, se llena un jarro. ¿Cuántos vasos de 125 c.c. se necesitarán para llenar dos jarros de igual capacidad al anterior? A ) 10 B ) 15 C ) 20 D ) 25 38. ¿Cuál de los siguientes pares de dígitos deben ponerse en los espacios vacíos, para que el número 4x.x12 sea divisible por 6 ? A ) 0 y 1 B ) 1 y 1 C ) 1 y 2 D ) 2 y 2 39. Si A, B, C y D son números enteros tales que A > B , C > D , B < D y C < A. El orden decreciente de ellos es: A ) B D C A B ) A C D B C ) A C B D D ) B D A C 40. Se puede asegurar que P es un número divisible por 8 si: ( 1 ) Sus últimas cuatro cifras son ceros ( 2 ) Su última cifra es número par A ) ( 1 ) por sí sola B ) ( 2 ) por sí sola C ) Ambas juntas, ( 1 ) y ( 2 ) D ) Cada una por sí sola, ( 1 ) o ( 2 ) E ) Se requiere información adicional 41. M = 1.2C4 representa a un número de 4 cifras divisible por 6. ¿Qué valores puede tener el dígito C para que se cumpla la divisibilidad? A ) { 4 , 6 , 9 } B ) { 3 , 6 , 9 } C ) { 2 , 5 , 8 } D ) { 5 , 6 , 7 } 42. Si a + b + c = 2d , en donde a = 5 , b = 4 y c = –3 , entonces el valor numérico de la expresión d ∙ d ∙ ( d – a ) ∙ ( d – b ) ∙ ( d – c ) es: A ) 24 B ) 84 C ) 96 D ) 108 Capítulo 1 | Números Enteros 32 43. La suma de tres impares consecutivos es siempre divisible por: A ) 15 B ) 9 C ) 6 D ) 3 44. Si tenemos cuatro sitios de 70, 56, 42 y 84 hectáreas cada uno, los cuales queremos subdividir en parcelas con igual superficie. Entonces, cada una de estas parcelas podría tener una superficie máxima de: A ) 2 hectáreas B ) 7 hectáreas C ) 14 hectáreas D ) 28 hectáreas 45. Si el sucesor de un número es m + 3, entonces el doble del antecesor del número es: A ) m + 1 B ) m + 2 C ) 2m + 1 D ) 2m + 2 46. ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) verdadera(s)? I. En los enteros, la sustracción es conmutativa II. En los enteros, el inverso multiplicativo de 10 es 0,1 III. En los enteros, el neutro aditivo es el cero A ) Solo II B ) Solo III C ) I, II y III D ) Ninguna de ellas 47. Sea n un número entero. La expresión 3 ∙ ( 3 + n ) representa un múltiplo de 6 si: ( 1 ) n es un número impar ( 2 ) n + 1 es un número par A ) ( 1 ) por sí sola B ) ( 2 ) por sí sola C ) Ambas juntas, ( 1 ) y ( 2 ) D ) Cada una por sí sola, ( 1 ) o ( 2 ) E ) Se requiere información adicional 48. Si al cuadrado de –3 se le resta el doble de –4 y al resultado se le agrega el triple de 3, se obtiene: A ) 26 B ) 20 C ) 11 D ) 10 Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 33 49. Si 14 veces 2 es igual a M y 15 veces 3 es igual a N, entonces M + N resulta: A ) 15 B ) 28 C ) 45 D ) 73 50. Si a y b son números primos distintos, ¿cuál de las siguientes opciones podría ser el producto de a y b? A ) 4 B ) 9 C ) 10 D ) 16 51. El producto entre los divisores de 139 es: A ) 1 B ) 9 C ) 139 D ) 19.321 52. Si A ! Z y A < –1, ¿cuál(es) de las siguientes expresiones es(son) mayor(es) que 1? I. A ∙ A II. 3A III. –A A ) Solo II B ) Solo II y III C ) Solo I y II D ) Solo I y III 53. Si x es un número primo, entonces x2 es siempre: A ) Par B ) Primo C ) Compuesto D ) Par y compuesto 54. Se sabe que n es múltiplo de 2. Entonces, ¿cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) verdadera(s)? I. n3 es múltiplo de 2 II. 12n es múltiplo de 2 III. n + 28 es múltiplo de 2 A ) Solo I B ) Solo I y III C ) Solo II y III D ) I, II y III Capítulo 1 | Números Enteros 34 55. De cinco números impares consecutivos, la suma entre el primero y el último es 1.854, entonces, ¿cuál es su diferencia positiva? A ) 4 B ) 6 C ) 8 D ) 182 56. Si la suma de tres números enteros consecutivos es 453, entonces, ¿cuál es el producto entre los dos mayores? A ) 21.952 B ) 22.650 C ) 22.952 D ) 22.986 57. Si a y b son números enteros y el antecesor de a es b y el sucesor de a es –9, entonces a + b = A ) –21 B ) –20 C ) –19 D ) –17 58. Si un maestro cobra $ 400 por cortar verticalmente un tubo en dos partes, ¿ cuánto cobrará por cortarlo en 4 partes ? A ) $ 600 B ) $ 800 C ) $ 1.000 D ) $ 1.200 59. La suma de cuatro números enteros consecutivos no es siempre: I. Divisible por 2 II. Divisible por 4 III. Divisible por 6 A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo I y III D ) Solo II y III 60. Si n es un número entero par y m es un número entero impar, entonces ¿cuál(es) de las siguientes aseveraciones es(son) siempre verdadera(s)? I. n2 un número positivo II. – m6 es un número positivo III. ( n – m )2 es un número impar positivo A ) Solo I B ) Solo III C ) Solo I y III D ) Solo II y III Números Enteros | Capítulo 1 Matemática Para Nacional 35 61. Necesitamos comprar un balde que saque el contenido de tres estanques que están llenos, cuyas capacidades se ilustran en la figura adjunta. La idea es hacer el menor número de extracciones, para lograrlo el balde debe llenarse al máximo en cada una. ¿Qué capacidad debe tener este balde para efectuar el menor número de extracciones? A ) 2 litros B ) 3 litros C ) 6 litros D ) 12 litros 62. Si a es un número par y b es un número impar, entonces ¿ cuál de las siguientes expresiones representa un número par ? A ) a + b B ) 2a – b C ) 3a + 3b D ) 5a + 4b 63. Dos luces intermitentes se encienden con intervalos de 42 y 54 segundos, respectivamente. Si a las 10:00 horas y 15 minutos se encuentran ambas encendidas, ¿a qué hora estarán nuevamente ambas encendidos simultáneamente? A ) 10 hr ∙ 21 min ∙ 18 seg B ) 10 hr ∙ 21 min ∙ 36 seg C ) 10 hr ∙ 21 min ∙ 42 seg D ) 10 hr ∙ 15 min ∙ 54 seg 64. Si se sabe que A > B > C y una persona debe reunir A. Primero reúne B y luego gasta C. ¿Cuánto le falta para completar la suma deseada? A ) A+ B – C B ) C + A – B C ) –A – ( C – B ) D ) A – ( B + C ) 65. Si a, b ! Z, ¿ bajo qué condiciones la expresión a + b resulta ser un número impar ? ( 1 ) a – b es impar ( 2 ) a ∙ b = 10 A ) ( 1 ) por sí sola B ) ( 2 ) por sí sola C ) Ambas juntas, ( 1 ) y ( 2 ) D ) Cada una por sí sola, ( 1 ) o ( 2 ) E ) Se requiere información adicional 12 lt 24 lt 30 lt 36 1. NÚMEROS RACIONALES Los números racionales (Q), son todos aquellos números que se pueden escribir como fracción de dos números enteros, con denominador distinto de cero. Es decir, son aquellos números que se pueden escribir de la forma b a k= con a, b ! Z y b ≠ 0 (a, numerador; b, denominador; k, cuociente). Ejemplos de Números Racionales: , , , , , ,, , , , , , , 0 2 0 5 3 281 1 3 7 3 4 1 4 11 1 6 0–– –' 1 Ejemplos de Números que NO son Racionales: , , , , , log2 4 3 3 11 5 2 7 33' 1 2. FRACCIONES a. Tipos de fracciones i. Fracción propia b a es fracción propia si |a|<|b|. Ejemplos: 2 5 2 , – 9 7 ii. Fracción impropia b a es fracción impropia si |a|≥|b|. Ejemplos: 2 4 7 , 8 11– iii. Fracción decimal b a es fracción decimal si b es una potencia de 10. Ejemplos: 2 100 4 , 10 3– , . . 1 000 1 200 iv. Fracción Mixta o Número Mixto Las fracciones impropias pueden escribirse de la forma b aC , con a, b, c ! Z y b ≠ 0 notación que se denomina número mixto. Para transformar un número mixto a fracción: b a b c b a$= +C Ejemplos: 2 7 54 = 74 7 5 733$ + = 2 2 1–1 = 21 2 1 23– –$ + = Tip: Un número mixto es equivalente a la suma de un número entero y una fracción: b a c b a= +C “La mente que se abre a una idea nueva, jamás volverá a su tamaño original ” — ALBERT EINSTEIN — FÍSICO ALEMÁN Capítulo 2 NÚMEROS RACIONALES Escanea este código QR y verás la clase en video de este capítulo. moraleja.cl/mpn6-2 Números Racionales | Capítulo 2 Matemática Para Nacional 37 b. Fracciones indefinidas e indeterminadas Las fracciones indefinidas son aquellas que tienen denominador igual a cero y numerador distinto de cero. Ejemplos: , , ,0 3 0 12 0 5 0 8– – Las fracciones indeterminadas son aquellas que tienen tanto numerador como denominador igual a cero, es decir 0 0 . Tanto las fracciones indefinidas como indeterminadas, son fracciones que NO pertenecen al conjunto de los números racionales. »Nota. Aquellas fracciones que tienen numerador igual a cero y como denominador un número distinto de cero, son fracciones nulas. Esto significa que tienen un valor igual a cero, y por lo tanto son un número racional bien definido. Ejemplos: ,21 0 0 9 0 0= = c. Fracciones equivalentes Dos fracciones, b a y d c son equivalentes si representan al mismo número real; es decir, b a d c= . Para verificar esta igualdad hacemos uso de lo que co- nocemos como “multiplicación cruzada”, que señala lo siguiente b a d c si y solo si a d b c$ $= = . Ejemplo: 2 3 2 12 8= & 2 ∙ 12 = 3 ∙ 8 24 = 24 i. Amplificación y simplificación de una fracción Una forma de encontrar fracciones equivalentes es mediante la amplificación o la simplifica- ción de una fracción. Amplificación Amplificar una fracción consiste en multiplicar tanto su numerador como su denominador por una misma cantidad (distinta de cero). Esto dará origen a una fracción equivalente. Ejemplos: 2 3 2 amplificada por 4 → 12 8 2 5 1– amplificada por 2 → 10 2– Simplificación Simplificar una fracción consiste en dividir tanto el numerador como el denominador por una misma cantidad (distinta de cero), obteniendo de paso una fracción equivalente. Ejemplos: 2 24 18 simplificada por 6 → 4 3 2 – 30 25 simplificada por 5 → – 6 5 d. Fracciones Irreductibles Una fracción se llama irreducible o irreductible si su numerador y denominador son primos relativos entre sí. Es decir, si el M.C.D. de su numerador y su denominador es 1. En términos simples, una fracción es irreducible si no se puede simplificar. Ejemplo: 2 9 8 es irreductible, pues M.C.D. (8 , 9) = 1. 2 28 12 NO es irreductible, pues M.C.D (12 , 28) = 4 y por tanto se puede simplificar. Capítulo 2 | Números Racionales 38 e. Operatoria con fracciones i. Operaciones básicas Adición y sustracción con igual denominador. Para sumar o restar fracciones de igual denominador, se deben sumar o restar los numeradores y conservar el denominador. c a c b c a b! != , con c ≠ 0 Ejemplos: 2 4 1 4 5 4 1 5 4 6 2 3+ = + = = 2 3 2 3 1 3 2 1 3 1– –= = Adición y sustracción de distinto denominador Para sumar o restar fracciones de distinto denominador, se deben amplificar o simplificar las fracciones para que los denominadores alcancen un valor común. Una vez igualado el denominador se realiza la operación. Usualmente el denominador usado es el m.c.m entre los denominadores. Cuando son dos las fracciones a sumar o restar también se puede desarrollar la operación utilizando el producto de los denominadores como denominador común, tal como muestra la siguiente igualdad. b a d c b d a d b c! $ $ ! $= , con b y d ≠ 0 Ejemplos: 2 5 2 7 3 35 14 15 35 29+ = + = 2 3 2 12 11 36 24 33 36 12 9 3– – – –= = = Multiplicación Para multiplicar fracciones, se multiplican los numeradores entre sí y los denominadores entre sí. b a d c b d a c$ $ $= , con b, d ≠ 0 Es conveniente simplificar, si es posible, las fraccio- nes a multiplicar. Se puede simplificar numerador con denominador de diferentes fracciones, siem- pre y cuando estas fracciones estén multiplican- dose entre sí. Ejemplos: 2 15 13 2 5 3 13 2 1 6 13$ $= = 2 12 24 11 3 1 2 11 3 11 6$ $= = División Para dividir fracciones, se multiplica la primera fracción por el inverso multiplicativo de la segunda fracción. b a d c b c a d b a c d| $ $ $= = , con b, c, d ≠ 0 Ejemplos: 2 3 2 7 5 3 2 5 7 15 14| $= = 2 9 1 13 2 9 1 2 13 18 13| $= = NOTA: El inverso multiplicativo (o recíproco) de b a es b a a b–1 =` j , con a y b ≠ 0 Números Racionales | Capítulo 2 Matemática Para Nacional 39 3. PROPIEDADES DE LA OPERATORIA EN Q. i. Cerradura Cada vez que sumemos, restemos o multipliquemos dos números racionales, siempre obtendremos un número racional como resultado. En el caso de la división, esta propiedad no es cierta, porque si dividimos por cero (que es ra- cional), dicha operación se indefine matemáti- camente. Ejemplos: 2 3 2 2 5 6 19 Q!+ = 2 ,0 2 5 9 43– – Q!= 2 , ,0 5 2 7 54 7 1 7ó Q$ != ii. Conmutatividad La adición y la multiplicación de dos números ra- cionales, dan el mismo resultado, independiente del orden en que se realice la operación. Esto significa que si a, b ! Q , entonces: a + b = b + a y a ∙ b = b ∙ a Ejemplos: 2 3 2 2 5 6 19 2 5 3 2 6 19+ = + = 2 7 2 13 5 91 10 13 5 7 2 91 10$ $= = iii. Asociatividad Para sumar o multiplicar tres o más números ra- cionales, podemos elegir cualesquiera dos de ellos para iniciar la operación. Esto significa que, si a, b, c ! Q, entonces: (a + b) + c = a + (b + c) y a ∙ (b ∙ c) = (a ∙ b) ∙ c Ejemplos: 2 3 1 2 5 8 7 24 89 3 1 2 5 8 7 24 89+ + = + + =c cm m 2 7 2 22 15 5 11 7 3 7 2 22 15 5 11 7 3$ $ $ $= =c cm m iv. Existencia de elementos neutros En el conjunto de los números racionales encon- traremos dos elementos a los que llamaremos neutros. El neutro aditivo en los racionales es el 0, y se lla- ma así, porque si se lo sumamos a cualquier ra- cional, este no cambia su valor. El neutro multiplicativo en los racionales es el 1, pues si un racional cualquiera lo multiplicamos por 1, este no cambia su valor. Ejemplos: Neutro Aditivo 2 ó , ,0 5 3 5 3 2 8 0 2 8+ = + = Neutro Multiplicativo 2 ó , ,7 2 1 7 2 1 7 3 7 3$ $= = v. Existencia de Inversos Para cada número racional “a”, encontraremos un número “b” que, si se lo sumamos a “a”, el re- sultado será 0. O sea, a + b = 0. Dicho número “b” se conoce como el inverso aditivo u opuesto de “a” y se escribe “– a”. Tambiénexiste para cada racional “a” (salvo para el cero), un número “b” tal que a ∙ b = 1. A dicho número “b” se le conoce como el inverso multiplicativo o recíproco de “a” y se escribe a–1. Ejemplos: Inversos Aditivos 2 , , Si a entonces a Si a entonces a 3 3 7 2 7 2 – – – – = = = = Inversos Multiplicativos 2 , , Si a entonces a Si a entonces a 5 5 1 8 3 3 8– – 1 1 – – = = = = vi. Distributividad del producto respecto a la suma Cuando queremos multiplicar un número racio- nal por otros dos que se están sumando, pode- mos multiplicar nuestro número por cada uno de ellos y luego sumar estos resultados. Esto significa que, si a, b, c ! Q , entonces: a ∙ (b + c) = a ∙ b + a ∙ c Ejemplo: 2 Notemos que: 5 2 5 2 1 5 2 2 11 5 11$+ = =c m Esto es equivalente a haber multipli- cado cada sumando del paréntesis por 5 2 y luego sumar estos resultados. 5 2 5 2 1 5 2 5 5 2 2 1 2 5 1 5 11$ $+ = + = + =c m Capítulo 2 | Números Racionales 40 Ejemplos PDT 1. ¿Cuál de los siguientes es un número racional que NO es un número entero? (DEMRE 2018) A ) ,0 2 1– 3^ h B ) , , 0 4 6 0 2 3 C ) , , 0 08 0 2 4 D ) ,0 2 4 5^ h 2. Si el producto de dos números es 1, entonces se afirma correctamente que pueda tratarse del producto de: I. Dos números enteros II. Dos números racionales III. Un número entero y otro racional A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo I y III D ) I, II y III 3. ¿Cuántos séptimos son equivalentes a 7 52 ? (DEMRE 2011) A ) 19 B ) 14 C ) 10 D ) 5 4. ¿Cuál de las siguientes fracciones es propia y además irreductible? A ) 8 5 B ) 25 125 C ) 21 7 D ) 3 12 Números Racionales | Capítulo 2 Matemática Para Nacional 41 5. ¿Cuál(es) de las siguientes operaciones da(n) por resultado la unidad? (DEMRE 2015) I. 12 7 12 5+ II. 12 7 7 12$ III. 12 13 13 12| A ) Solo II B ) Solo III C ) Solo I y II D ) I, II y III 6. 6 5 4 1 5 3 6 1 – – + = (DEMRE 2019) A ) 5 1– B ) –1 C ) 35 26– D ) 360 91– 7. 9 5 5 2 15 14|-b l = (DEMRE 2020) A ) 14 1 B ) 56 45 C ) 675 98 D ) 6 1 8. ¿Cuál(es) de las siguientes operaciones da(n) como resultado el número 2? (DEMRE 2021) I. 7 6 6 14$ II. 5 22 11 5| III. 4 10 4 2- A ) Solo I B ) Solo III C ) Solo I y III D ) I, II y III Capítulo 2 | Números Racionales 42 9. Si a la suma de dos números racionales distintos de cero se le suma la unidad, entonces el resultado es cero. ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) siempre verdadera(s)? (DEMRE 2020) I. Si uno de los números es negativo, entonces el otro es positivo. II. Al sumar los inversos multiplicativos de cada uno de los números, el resultado es un número positivo. III. La resta de los números es distinta de cero. A ) Solo I B ) Solo I y III C ) I, II y III D ) Ninguna de ellas 10. Se puede determinar el valor del producto de los números racionales a y b, si se sabe que: ( 1 ) El inverso aditivo de a es a y 2b = 1. ( 2 ) b es un número racional positivo y a no tiene inverso multiplicativo. A ) ( 1 ) por sí sola B ) ( 2 ) por sí sola C ) Ambas juntas, ( 1 ) y ( 2 ) D ) Cada una por sí sola, ( 1 ) o ( 2 ) E ) Se requiere información adicional Números Racionales | Capítulo 2 Matemática Para Nacional 43 4. NÚMEROS DECIMALES Al efectuar la división entre el numerador y el denominador de una fracción, se obtiene un número decimal. Un número decimal se compone de dos partes, la primera (a la izquierda de la coma) corresponde a la parte entera y la segunda corresponde a su parte decimal (a la derecha de la coma). Ejemplo: ,2 3 3 2 1 5|= = a. Tipos de números decimales i. Decimal finito Un decimal finito es aquel que en su parte decimal tiene un número determinado (finito) de dígitos. Ejemplo: 0,25 → dos cifras decimales. ii. Decimal infinito periódico Un decimal infinito periódico es aquel que en su parte decimal tiene una secuencia de números que se repite infinitas veces, el que puede escribirse con puntos suspensivos o con una barra sobre los dígitos periódicos. Ejemplo: 1,63 = 1,636363... → periodo “63”. iii. Decimal infinito semi–periódico Un decimal infinito semi–periódico es aquel que en su parte decimal tiene un número infinito de dígitos y se repite una o más cifras de manera periódica, el que puede escribirse con punto suspensivo o con una barra sobre los dígitos periódicos. A diferencia de un decimal infinito periódico, en este caso, se distingue antes del periodo una parte de cifras que no se repiten llamada ante–periodo. Ejemplo: 3,617 = 3,6171717 ... → periodo “17” y ante–periodo “6“. »Recordar que los dígitos decimales de acuer- do a su posición reciben los siguiente nom- bres: C5UM: D5 U5 d5 c5 m6 dm:, Ce nte na Un ida d d e M il Un ida d ce nté sim a De ce na dé cim a mi lés im a die z m ilé sim a b. Operatoria con decimales i. Adición y sustracción Para sumar o restar números decimales se ubican las cantidades enteras bajo las enteras, las comas bajo las comas, la parte decimal bajo la decimal y a con- tinuación se realiza la operatoria respectiva. Ejemplo: 2 0,247 + 21,65 = = , , 0 247 21 65+ ,21 89 7 ii. Multiplicación Para multiplicar dos o más números decimales, se multiplican como si fueran números enteros, y luego se ubica la coma en el resultado final, de manera tal que el resultado tenga la misma cantidad de cifras decimales que la suma de la cantidad de decimales de los números del ejercicio en conjunto. Ejemplo: 2 1,24 ∙ 0,002 = = Multiplicar 124 ∙ 2 = 248 Ubicar la coma manteniendo cinco (2 + 3) cifras decimales: → 0,00248 iii. División Para dividir números decimales, se puede transfor- mar el dividendo y el divisor en números enteros am- plificando por una potencia en base 10. Ejemplo: 2 2,25 : 0,5 = Amplificado por 100. → 225 : 50 = 4,5 Capítulo 2 | Números Racionales 44 c. Transformación de decimales a fracciones i. De decimales finitos a fracciones En el numerador se escribe el número completo sin la coma. En el denominador un 1 acompañado de tantos ceros como dígitos existan en la parte decimal del número original (después de la coma). Ejemplo: 2 ,0 42 100 42= ii. De decimales periódicos a fracciones En el numerador se escribe el número completo sin la coma y se le resta el número formado por todos los dígitos no periódicos. En el denominador tantos nueve como dígitos posea el periodo. Ejemplos: 2 ,0 45 99 45= 2 2,374 = . 999 2 374 2– = .999 2 372 iii. De decimales semi–periódicos a fracciones En el numerador se escribe el número completo sin la coma y se le resta un número formado por todos los dígitos no periódicos. Luego en el denominador, tantos nueve como dígitos posea el periodo, seguidos de tantos ceros como dígitos tenga el ante–periodo. Ejemplos: 2 , . .0 4321 9 900 4 321 43–= 2 , . .32 4321 9 990 324 321 324–= d. Relación de orden en fracciones positivas Sean ,b a d c números racionales, con b ≠ 0 y d ≠ 0 . Para comparar números racionales, se pueden utilizar los siguientes métodos: i. Multiplica ción cruzada Este método compara parejas de fracciones. b a d c a d b c+ $ $$ $ b a d c a d b c+ $ $## Ejemplo: Comparar 16 5 y 10 3 : 5 ∙ 10 > 16 ∙ 3 50 > 48 ∴ 16 5 > 10 3 ii. Igualar denominadores Este método amplifica las fracciones de modo que todas tengan igual denominador, luego la mayor fracción será la que posea mayor numerador. Ejemplo: Comparar 16 5 y 10 3 : 160 50 > 160 48 ∴ 16 5 > 10 3 iii. Igualar numeradores Este método amplifica las fracciones de modo que todas tengan igual numerador, luego la mayor fracción será la que posea menor denominador. Ejemplo: Comparar 16 5 y 10 3 : 48 15 50 15> ∴ 16 5 > 10 3 iv. Convertir a número decimal Este método convierte las fracciones en números decimales, realizando las divisiones correspondientes. Para ordenar decimales es aconsejable escribir todos ellos con la misma cantidad de decimales. Ejemplo: Comparar 16 5 y 10 3: 0,3125 > 0,3000 ∴ 16 5 > 10 3 Números Racionales | Capítulo 2 Matemática Para Nacional 45 TIPS: »Tener en cuenta que 0,3 = 0,30 = 0,300 , etc. Para comparar números decimales conviene agregar ceros a la derecha y luego establecer la relación de orden. »Es importante destacar que entre dos números racionales distintos, existen infinitos números racionales. Ejemplos PDT 11. Si P = 1,76, ¿cuál es el valor de 10P? (DEMRE 2020) A ) 10,76 B ) 17,67 C ) 17,76 D ) 17,6 12. ( 0,1 : 0,01) + 0,001 = (DEMRE 2018) A ) 0,101 B ) 9,09 C ) 0,002 D ) 10,001 13. ( 1,3 )2 = A ) 1,4 B ) 1,6 C ) 1,7 D ) 1,9 14. ¿ Cuál de los siguientes números racionales es el menor ? A ) 119 11 B ) 10 1 C ) 21 2 D ) 39 4 15. En la recta numérica, ¿cuál de los siguientes números racionales se encuentra más cercano al número uno? (DEMRE 2019) A ) 3 4 B ) 4 3 C ) 5 6 D ) 6 5 Capítulo 2 | Números Racionales 46 16. En la recta numérica de la figura adjunta, se ubican los puntos a, b, c y d. ¿En cuál de las siguientes operaciones el resultado es siempre menor que 1? (DEMRE 2016) A ) a ∙ b B ) d + a C ) a ∙ c D ) d – c 17. Sean a y b dos números racionales ubicados en la recta numérica, como se muestra en la figura adjunta. (DEMRE 2020) –1 1b 0 a ¿Cuál(es) de las siguientes desigualdades es(son) verdadera(s)? I. a 1 > 1 II. a + b < 1 III. –a ∙ b > 0 A ) Solo I B ) Solo I y II C ) Solo II y III D ) I, II y III 18. En la tabla adjunta se muestran los tiempos que demoraron cuatro atletas en correr 100 metros. Según los datos de la tabla, ¿cuál de los siguientes valores es la resta de los tiempos, en segundos, entre los dos atletas más rápidos? (DEMRE 2019) A ) 3,42 B ) 0,12 C ) 0,06 D ) 0,555 0 a b 1 c d Atleta Tiempo en segundos Andrés 9,63 Bernardo 4 39 Carlos 100 979 Danilo 100 699 Números Racionales | Capítulo 2 Matemática Para Nacional 47 5. APROXIMACIONES a. Aproximación por defecto y exceso A veces necesitaremos trabajar con números con una gran cantidad de cifras decimales, como por ejemplo los números periódicos, y por tanto en ocasiones será necesario aproximarlos. Las aproximaciones que resultan menores que el valor del número inicial se llaman aproximaciones por defecto y las que resultan mayores se llaman por aproximaciones por exceso. Para aproximar por defecto: Paso 1: Identificar la posición a la que se quiere aproximar. Paso 2: Considerar las cifras decimales hasta la posición que se determinó. Ejemplo: 2 Aproximar por defecto a la décima el número 3,47 → 3,4 Para aproximar por exceso: Paso 1: Identificar la posición a la que se quiere aproximar. Paso 2: La cifra por aproximar se debe aumentar en una unidad. Ejemplo: 2 Aproximar por exceso a la unidad el número 15,28 → 16 Ejemplo: 2 Si aproximamos a la milésima el número 3,14159 por exceso y por defecto resulta: 3,141593,141 3,142 Aproximación por Exceso Aproximación por Defecto b. Truncar y redondear Un número real puede ser aproximado por truncamiento o por redondeo. Para truncar: Paso 1: Identificar la posición a la que se quiere truncar. Paso 2: Considerar las cifras decimales hasta la posición que se determinó. »Nota: Truncar números positivos, es equivalente a aproximar por defecto. Ejemplos: 2 Truncar a la centésima el número 3,1421 → 3,14 2 Truncar a la milésima el número 1,8676 → 1,867 Para redondear: Paso 1: Identificar la posición a la que se quiere redondear. Paso 2: Considerar la cifra decimal inmediatamente siguiente a la que determine la aproximación. Paso 3: Si dicha cifra es menor que 5, no hay modificaciones en las cifras que se conservan. Si dicha cifra es mayor o igual que 5, la cifra por aproximar se debe aumentar en una unidad. Ejemplos: 2 Redondear a la centésima el número 3,1421 → 3,14 2 Redondear a la milésima el número 1,8676 → 1,868 Capítulo 2 | Números Racionales 48 Ejemplos PDT 19. Si X es la mejor aproximación por defecto a la centésima de 2,64575131 e Y es la aproximación por redondeo a la décima de 3,16227766, entonces el valor de (X + Y) es: (DEMRE 2017) A ) 5,84 B ) 5,74 C ) 5,75 D ) 5,85 20. ¿ Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) verdadera(s), con respecto a la expresión decimal de 11 3 ? (DEMRE 2017) I. El dígito de la milésima es un número par. II. Es un número decimal periódico. III. El número truncado al dígito de la cienmilésima es 0,27273. A ) Solo I B ) Solo I y II C ) Solo I y III D ) Solo II y III Números Racionales | Capítulo 2 Matemática Para Nacional 49 Capítulo 2 Números Racionales │ Ejercicios Instrucciones › Lee con atención cada una de las siguientes preguntas y marca la alternativa correcta. › Recuerda aplicar los contenidos desarrollados en este capítulo para resolver los ejercicios. › Toma el tiempo que demoras en completar el test. El objetivo es terminarlo en menos de 2 horas y 20 minutos (140 minutos). 1. 3 2 6 5 15 9 10 2– – –$ =c m A ) 15 2– B ) 30 1– C ) 3 1 D ) 0 2. ¿Qué resultado se obtiene si al doble de 2,4 se le resta el triple de 3,2? A ) 4,8 B ) 5,2 C ) – 5,2 D ) – 4,8 3. Andrés debe recorrer 15,4 kilómetros y ha avanzado 8.750 metros. ¿Cuánto le falta por recorrer? A ) 6,29 kilómetros B ) 6,65 kilómetros C ) 7,65 kilómetros D ) 7,75 kilómetros 4. En una competencia de natación, Anita, Cata y Maca demoraron 25,4 segundos, 25,03 segundos y 25,3 segundos en llegar a la meta, respectivamente. ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) verdadera(s)? I. Anita llegó después de Maca II. Maca llegó 27 centésimas después de Cata III. Cata llegó primera A ) Solo I B ) Solo III C ) Solo I y II D ) I, II y III 5. ¿ Cuánto se obtiene si el producto 0,5 ∙ 0,05 se divide por el producto 2,5 ∙ 0,025 ? A ) 0,04 B ) 0,4 C ) 2,5 D ) 25 Capítulo 2 | Números Racionales 50 6. Un partido se desarrolla en dos tiempos de 45 minutos cada uno. ¿Qué fracción del partido resta cuando han transcurrido 20 minutos del segundo tiempo? A ) 9 2 B ) 9 4 C ) 9 5 D ) 18 5 7. La tercera parte de la mitad del triple del cuádruple de la décima parte de 70 es: A ) 8 7 B ) 7 C ) 14 D ) 140 8. ¿ Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) verdadera(s)? I. El inverso multiplicativo de 4 3– es 3 4 II. El inverso aditivo de 3 15 es 316– III. 0,36 + 0,64 = 1 A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo I y II D ) Solo II y III 9. Si se sabe que a = 4 3 , b = 2 y c = 0,2 ; ¿cuál es el valor de la expresión a – b + b c ? A ) 20 23– B ) 20 17– C ) 20 27 D ) 20 33 10. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es(son) correcta(s)? I. Para cada número racional “a” es posible encontrar en los racionales un número “b” tal que a + b = 0 II. Para cada número racional “a” podremos encontrar un número racional “b” tal que ab = 1 III. La división de dos números racionales siempre da como resultado un número racional A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo II y III D ) I, II y III Números Racionales | Capítulo 2 Matemática Para Nacional 51 11. ¿ Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) verdadera(s)? I. 5 4 3 20 3= II. ,0 7 5 33 25= III. 7 6 2 32 A ) Solo I B ) Solo II C ) Solo I y II D ) Solo II y III 12. ¿Cuánto es el doble de la quinta parte de 10 3 5 12 ? A ) 125 36 B ) 5 4 C ) 5 16 D ) 8 13. Si el recíproco de 3 2– es A y el opuesto de 2 1 es B, ¿cuál es el valor de B A ? A ) – 3 B ) 3 1– C ) 3 1 D ) 3 14. El hervidor de agua de Teresa está a 4 1 de su capacidad con agua. Teresa, agrega tres décimas partes de un litro y luego lo pone a hervir. Si se sirve una taza de té de 150 ml y por un descuido bota la octava parte de un litro del agua hervida, ¿cuál es la capacidad máxima de dicho hervidor si en su interior quedaron 300 ml de agua hervida? A ) 750 ml B ) 800 ml C ) 1.000 ml D ) 1.100 ml 15. Si 3,xy corresponde a la aproximación por redondeo a la centésima del número 3,2457 y w,3z es la aproximación por defecto a la centésima de 1,34895, ¿cuál es el valor de x + y +
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