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Expresiones Irracionales Álgebra C U R S O D E Á L G E B R A Objetivos Definir las expresiones irracionales Recordar las ecuaciones e inecuaciones irracionales Resolver problemas sobre ecuaciones e inecuaciones irracionales Debido a la curvatura de la Tierra, la distancia máxima que podemos ver, hacia el horizonte, desde lo alto de una torre, esta determinado por la expresión irracional siguiente Un modelo matemático es una representación simplificada, a través de ecuaciones, funciones o fórmulas matemáticas, de un fenómeno o de la relación entre dos o más variables, por ejemplo D = 2𝑅ℎ + ℎ2 D 𝑅 ℎ La distancia máxima que alcanzamos ver Conjunto de valores admisible (CVA) Es el conjunto de valores reales de la variable que garantizan la existencia de las expresión en ℝ. Ejemplo: Determine el CVA, para cada caso • 𝑓 𝑥 = 𝑥 − 3 ∈ ℝ ↔ Recordar: 𝑃𝐴𝑅 𝑎 ∈ ℝ ↔ 𝑎 ≥ 0 𝐼𝑀𝑃𝐴𝑅 𝑎 ∈ ℝ ↔ 𝑎 ∈ ℝ 𝑥 − 3 ≥ 0↔ 𝑥 ≥ 3 CVA = ሾ3; ۧ+∞ • 𝑔 𝑥 = 3 𝑥 − 4 4 𝑥 − 7 ∈ ℝ ↔ 𝑥 − 7 ≥ 0 ∧ 𝑥 − 7 ≠ 0 ↔ 𝑥 ≥ 7 ∧ 𝑥 ≠ 7 CVA = ;7ۦ ۧ+∞ • ℎ 𝑥 = 𝑥 + 1 + 4 5 − 𝑥 ∈ ℝ ↔ 𝑥 + 1 ≥ 0 ∧ 5 − 𝑥 ≥ 0 ↔ 𝑥 ≥ −1 ∧ 5 ≥ 𝑥 CVA = −1; 5 EXPRESIONES IRRACIONALES Estas expresiones están definidas sobre ℝ y se caracterizan porque la variable esta afectada por al menos un radical. Ejemplos: • 𝑓 𝑥 = 𝑥 2 + 2𝑥 − 1 • 𝑔(𝑥) = 3 3𝑥 − 3 𝑥 − 7 3𝑥 + 𝑥2 − 4 Su resolución: Son aquellas ecuaciones donde al menos en uno de los miembros se presenta una expresión irracional. Ejemplo: Resuelva la siguiente ecuación irracional 𝑥 − 1 = 7 − 𝑥 (Pasos a seguir) 1. C.V.A.: 𝑥 − 1 ∈ ℝ ↔ 𝑥 − 1 ≥ 0 ↔ 𝑥 ≥ 1 𝑥 − 1 = 7 − 𝑥 ≥ 0 → 7 − 𝑥 ≥ 0 → 7 ≥ 𝑥 𝑥 − 1 = 7 − 𝑥 2 2 𝑥 − 1 = 𝑥2 − 14𝑥 + 49 0 = 𝑥2 − 15𝑥 + 50 𝑥 𝑥 −10 −5 0 = 𝑥 − 10 𝑥 − 5 𝑥 = 10 ∨ 𝑥 = 5 No cumple el sentido lógico de la igualdad Si cumple las condiciones anteriores (CVA y sentido lógico) ∴ 𝐶𝑆 = 5 ECUACIONES IRRACIONALES Sentido lógico a la igualdad 2. Efectuamos las operaciones convenientes para eliminar los radicales 3. Nota : En forma práctica, se puede despejar 𝒙 sin hallar el CVA ni el sentido lógico, y luego será solución de la ecuación el valor o valores de 𝒙 que verifica a la ecuación inicial. Ejemplo: Resuelva la ecuación siguiente 3 + 2𝑥 − 𝑥2 = 3𝑥 − 1 Resolución : 3 + 2𝑥 − 𝑥2 = 3𝑥 − 1 2 2 3 + 2𝑥 − 𝑥2 = 9𝑥2 − 6𝑥 + 1 0 = 10𝑥2 − 8𝑥 − 2 5𝑥 2𝑥 1 −2 0 = 5𝑥 + 1 2𝑥 − 2 𝑥 = −1/5 ∨ 𝑥 = 1 Comprobando si los valores de 𝑥 son soluciones, para ello reemplazaremos en la ecuación 3 + 2 𝑥 − 𝑥 2 = 3 𝑥 − 1Si 𝑥 = −1/5 : 64/25 = −8/5 No cumple la igualdad Si 𝑥 = 1 : 4 = 2 Si cumple la igualdad ∴ 𝐶𝑆 = 1 3 + 2 𝑥 − 𝑥 2 = 3 𝑥 − 1 −1/5 −1/5 −1/5 1 1 1 Ejemplo: Resuelva la siguiente inecuación irracional 𝑥 + 12 ≤ 8 − 𝑥 𝑥 + 12 ∈ ℝ ↔ 𝑥 + 12 ≥ 0 ↔ 𝑥 ≥ −12 𝑥 + 12 ≤ 8 − 𝑥 ≥ 0 → 8 − 𝑥 ≥ 0 → 8 ≥ 𝑥 𝑥 + 12 ≤ 8 − 𝑥 2 2 𝑥 + 12 ≤ 𝑥2 − 16𝑥 + 64 0 ≤ 𝑥2 − 17𝑥 + 52 𝑥 𝑥 −13 −4 0 ≤ 𝑥 − 13 𝑥 − 4 Puntos Críticos: 4 ; 13 4 13 +−+ Interceptamos para dar el C.S : 4 13−12 CVA 8 Sentido lógico ∴ 𝐶𝑆 = −12; 4 INECUACIONES IRRACIONALES Son aquellas inecuaciones donde al menos en uno de los miembros se presenta una expresión irracional. Su resolución: (Pasos a seguir) 1. C.V.A.: Sentido lógico a la igualdad 2. Efectuamos las operaciones convenientes para eliminar los radicales y finalmente interceptamos con los resultados anteriores 3. Observación : Hay ejercicios donde es conveniente hacer cambio de variable y así se evita analizar por casos, cuando queremos elevar al cuadrado. Ejemplo: Resuelva la inecuación siguiente 𝑥 − 8 < 𝑥 − 2 Resolución : C.V.A.: 𝑥 − 2 ∈ ℝ ↔ 𝑥 − 2 ≥ 0 ↔ 𝑥 ≥ 2 Sentido lógico a la desigualdad 𝑥 − 8 < 𝑥 − 2 ≥ 0 → No necesariamente debe ser positivo 𝑥 − 8 Por ese motivo no podemos elevar al cuadrado de forma directa, se debe analizar por casos (𝑥 − 8 ≥ 0 ∨ 𝑥 − 8 < 0) Realizamos convenientemente el cambio 𝑥 − 2 = 𝑡 ↔ 𝑥 = 𝑡2 + 2 reemplazando en la inecuación se tiene 𝑡2 − 6 < 𝑡 ↔ 𝑡2−𝑡 − 6 < 0 ↔ 𝑡 − 3 𝑡 + 2 < 0 ↔ 𝑥 − 2 − 3 𝑥 − 2 + 2 < 0 ≥ 0 ↔ 𝑥 − 2 − 3 < 0 ↔ 𝑥 − 2 < 3 ↔ 𝑥 − 2 < 9 ↔ 𝑥 < 11 Intersectando con el CVA se obtiene: ∴ 𝐶𝑆 = ሾ2; ۧ11 Conclusiones Para resolver una ecuación irracional 1° CVA 2° Sentido lógico a la igualdad. 3° Efectuamos las operaciones convenientes para reducir los radicales. Otra opción 1° Efectuamos las operaciones convenientes para reducir los radicales. 2° comprobamos si son soluciones, reemplazando en la ecuación. Para resolver una inecuación irracional 1° CVA 2° Sentido lógico a la desigualdad. 3° Efectuamos las operaciones convenientes para reducir los radicales y se intersecta con las condiciones anteriores. En algunos casos Realizamos un cambio de variable convenientemente. w w w. a c a d e m i a c e s a r v a l l e j o . e d u . p e
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