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MATEMÁTICA Gerente editorial Daniel Arroyo Jefa de contenidos editoriales Verónica Lombardo Jefe del área de Matemática Gabriel H. Lagoa Editing Belén Boscaroli Autores Aperturas: Pablo Amster ¿Para qué sirve?: Laura Pezzatti Roxana Abálsamo Adriana Berio Silvana Mastucci Nora Quirós Fernando De Rossi Corrector de estilo Gabriel Valeiras Coordinadora del área de Marcas y derechos Amorina Scalercio Jefe del departamento de Arte y diseño Lucas Frontera Schällibaum Diseñadoras de maqueta Patricia Cabezas Laura Porta Diagramación Olifant – Florencia Galeano & Valeria Miguel Villar – Ilustrador Pablo Zerda Fotografías Archivo de imágenes de Grupo Macmillan Thinkstock Wikimedia commons Gerente de Prerensa y Producción Editorial Carlos Rodríguez Matemática 5 ¿para qué sirve? / Roxana Abálsamo ... [et.al.]. - 1a ed. -Boulogne: Puerto de Palos, 2013. 256 p. : il. ; 28x20 cm. - (Activados ) ISBN 978-987-547-590-8 1. Matemática. 2. Enseñanza Secundaria. I. Abálsamo, Roxana CDD 510.712 © Editorial Puerto de Palos S.A., 2013. Editorial Puerto de Palos S.A. forma parte del Grupo Macmillan. Av. Blanco Encalada 104, San Isidro, provincia de Buenos Aires, Argentina. Internet: www.puertodepalos.com.ar Queda hecho el depósito que dispone la Ley 11.723. Impreso en Argentina. Printed in Argentina. ISBN 978-987-547-590-8 La presente obra se ha elaborado teniendo en cuenta los aportes surgidos de los encuentros organizados por el “Instituto Nacional contra la Discriminación, la Xenofobia y el Racismo” (INADI) con los editores de texto. No se permite la reproducción parcial o total, el almacenamiento, el alquiler, la transmisión o la transformación de este libro, en cualquier forma o por cualquier medio, sea electrónico o mecánico, mediante fotocopias, digitalización y otros métodos, sin el permiso previo del editor. Su infracción está penada por las leyes 11.723 y 25.446. Primera edición. Esta obra se terminó de imprimir en noviembre de 2013, en los talleres de F P Compañía Impresora, Beruti 1560, Florida, provincia de Buenos Aires, Argentina. MATEMÁTICA MATEMÁTICA Es una nueva propuesta que facilita el aprendizaje de la matemática a través de 691 actividades que favorecen la comprensión de los distintos temas. En formato binarizado, la sección ¿Para qué sirve? conecta la matemática con la vida cotidiana a través de una pregunta que surge constantemente en el aula. Apertura: en esta sección, Pablo Amster, especialista en el área de la matemática, ofrece textos relacionados con la historia y evolución del pensamiento matemático. En el cuadro de contenidos aparecen los temas numerados para su fácil identificación. InfoActiva: presenta definiciones, clasificaciones, procedimientos básicos y ejemplos de cada contenido que facilitan la comprensión. Sucesiones Contenidos 8. Sucesiones. 9. Sucesiones aritméticas. 10. Sucesiones geométricas. 11. Análisis de sucesiones. 12. Clasificación de sucesiones. ca p ít u lo 2 1. Lean atentamente y respondan. a. En un texto del escritor Jorge Luis B orges, Aquiles corre diez veces más rá pido que la tortuga y parte diez metros atr ás de ella. ¿Cuánto recorre para alcan zarla? b. ¿Por qué creen que este problema s e discutió durante muchos siglos? ¿No es evidente que Aquiles alcanza a la tort uga? El filósofo griego Zenón de Elea imag inó una supuesta carrera con un resultado muy curioso. “El mundo antiguo se ve alborotado p or un evento deportivo fuera de lo común: juegan una carrera Aquiles, el más veloz de los hombres, y una tortuga. Nobleza obliga: el glorioso h éroe concede al animalito una ven- taja inicial antes de comenzar a corr er... y, ante la sorpresa de todos, nunca lo alcanza. Es que cuando Aqu iles llega al punto del que parte la tortuga, ella, lenta pero persistente, s e ha movido un poco; nuevamente Aquiles intenta llegar a ella, pero la t ortuga se ha movido un poco más, y así sucesivamente.” Zenón no estaba interesado en lides d eportivas, sino más bien en refu- tar el pensamiento filosófico de la ép oca. No se trata de negar el hecho “evidente” de que Aquiles efectivamen te alcanza a la tortuga; lo que está en juego es la posibilidad de dividir in finitamente el espacio y el tiempo. Los argumentos parecen sencillos, per o motivaron siglos de una discu- sión que recién empezó a resolverse con la aparición del moderno con- cepto de límite. LOS CAPÍTULOS INCLUYEN LAS SIGUIENTES SECCIONES Y PLAQUETAS: 34 8 97 10 11 12 13 14 15 16 17 Sucesiones INFOACTIVA Una sucesión es un conjunto ordenado de números, uno a continuación del otro. El conjunto de los números naturales es una sucesión de infinitos elemento s. Se denomina término a cada uno de l os elementos de la sucesión. 1; 8; 27; 64; 125; 216; ... n 3 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 ... a n En algunas sucesiones se puede encon trar un término general a n (término ené simo), que es la fórmula de un término cualquiera en función de l lugar que ocupa. En la sucesión 1; 8; 27; 64; 125; 216;…, el término general de la sucesión es a n = n 3 . Si se conoce el término general, se pu ede hallar la sucesión, o cualquier térm ino de la misma, reem- plazando en forma consecutiva los nú meros naturales en el valor n del térm ino general. Si el término general de una sucesión es a n = 1 __ n , entonces la sucesión será: 1; 1 __ 2 ; 1 __ 3 ; 1 __ 4 ; 1 __ 5 ; 1 __ 6 ;... ; 1 __ n ;... Por lo tanto una sucesión es una función que le asigna a todo número natural un número real. f: → Sucesiones aritméticas Se denomina sucesión aritmética a aqu ella en la cual cada término de la mism a se obtiene sumando al anterior un número constante r llam ado razón aritmética. 4 12 20 28 36 ... Sucesión aritmética con r = 8. 4 + 8 12 + 8 20 + 8 28 + 8 Para que una sucesión sea aritmética, debe verificar se que: a 2 – a 1 = a 3 – a 2 = … = a n – a n–1 = r Sucesiones geométricas Se denomina sucesión geométrica a a quella en la cual cada término de la m isma se obtiene multi- plicando el anterior por un número co nstante q llamado razón geométrica. 3 –9 27 –81 243 ... Sucesión geométrica con q = –3. 3 . (–3) –9 . (–3) 27 . (–3) 81 . (–3 ) Para que una sucesión sea geométrica, debe verifica rse que: a 2 __ a 1 = a 3 __ a 2 = … = a n ___ a n–1 = q ⇔ a 1 ≠ 0 ¿Para qué sirve? PÁGINA 3 111000 conjunto orden números naturale no a cada uno d 8; 27; ↓↓ ↓ a2 a3 ones se puede enc iera en función de 8; 27; 64; 125; 2 érmino general, se consecutiva los nú general de una suce sucesión es una fu méétiticccaaass ucesión aritmética a mero constante r llamr 20 28 2 + 888 20 + 8 28 Para ra qquueue e uuunnaa ssucucesión sea a S i nes gSucesiones gSucesiones geoméeométriceométricas Se denomina sucesión geométri 160 40 41 42 43 44 45 46 47 48 4939 Ecuaciones exponenciales Una ecuación exponencial es aquella ecuación en la que la incógnita aparece en el exponente.Para resolver una ecuación exponencial vamos a tener en cuenta:1. a x ⇒ a > 0 ∧ a ≠ 1 2. a x 1 = a x 2 ⇒ x 1 = x 2 3. Las propiedades de las potencias. Resuelvan las siguientes ecuaciones exponenciales. a. 3 2x+1 = 81 3 2x+1 = 3 4 ⇒ 2x + 1 = 4 ⇒ x = 3 __ 2 b. 2x+1 ____ 2 x+2 = __ 8 2 x+2 _____ 2x+1 = 2 3 __ 2 ⇒ x+2 _____ 2x+1 = 3 __ 2 ⇒ x = 1 __ 4 c. 4 x–2 + 4 x + 4 x+1 = 324 4 x ___ 4 2 + 4 x + 4 x . 4 = 324 ⇒ 4 x . ( 1 ___ 16 + 1 + 4 ) = 324 4 x . 81 ___ 16 = 324 ⇒ 4 x = 4 3 ⇒ x = 3 d. S n = 1 + 3 + 9 + 27 + … + 3 x = 3 280 Se utiliza la fórmula de la suma de n términos de una sucesión: S n = a n . r – a 1 ________ r – 1 3 x . 3 – 1 ________ 3 – 1 = 3 280 3 x . 3 – 1 = 6 560 ⇒ 3 x . 3 = 6 561 ⇒ 3 x = 2 187 ⇒ 3 x = 3 7 ⇒ x = 7 e. 3 2x+1– 2 . 3 x – 1 = 0 3 . 3 2x – 2 . 3 x – 1 = 0 Se usa una variable t = 3 x ⇒ 3 2x = (3 x ) 2 = t 2 3t 2 – 2t – 1 = 0 { t 1 = 1 ⇒ 3 x = 1 ⇒ x 1 = 0 t 2 = – 1 __ 3 ⇒ 3 x = – 1 __ 3 ⇒ x 2 no es solución. Cuando la incógnita está en el exponente, se puede despejar aplicando en cada miembro el logaritmo cuya base es la base de la potencia. a x = b log a a x = log a b ⇒ x . log a a = log a b ⇒ x = log a b Hallen el valor de x. 10 x–2 = 8 log 10 x–2 = log 8 ⇒ (x – 2) . log 10 = log 8 ⇒ x = log 8 + 2 ⇒ x = 2,903 INFOACTIVA En la página 20 pueden repasar las propiedades de la potenciación. Conector: invita a repasar conceptos explicados en páginas anteriores. Conexión con ¿Para qué sirve? ¿Para qué sirve? Actividades: para cada tema se proponen distintas actividades que están organizadas de manera secuencial. menteACTIVA: propone situaciones problemáticas con un mayor nivel de complejidad. 47 46 INTEGRACIÓN 8*9*10*11*12 CONTENIDOS 28. Escriban el término general de las sucesio nes. Indiquen si son aritméticas o geométric as y hallen la razón. a. –3; 0; 5; 12; 21;… b. __ 3 ; 2 . __ 3 ; 3 . __ 3 ; 4 . __ 3 ;... c. 0,2; 0,02; 0,002; 0,0002... d. –2; 3; 8; 13;… e. 2; 6; 18; 54; 162; 486;... 29. Las siguientes sucesiones no son aritmét icas ni geométricas. Hallen los términos pe didos. a. 1; 2; 3; 9; 8; 7; 1; 2; 3; 9; 8; 7;... a 14 = ; a 120 = b. 1; 2; 3; 4; 5; 11; 12; 13;… b 21 = ; b 50 = 30. Tengan en cuenta la sucesión de término general a n = 4n – 16 _______ n y respondan. a. ¿Puede tener un término que valga 20? ¿Por qué? b. ¿Para cuál valor de n uno de los té rminos vale 2,4? 31. Resuelvan. a. Una sucesión aritmética tiene términ o gene- ral a n = –5 + 4n. Ca lculen la razón, a 395 y el orden del término de valor 2 011. b. Una sucesión geométrica tiene a 1 = 4 y a 2 = 2. Calculen la razón, el término general y a 10 . c. Una sucesión geométrica tiene a 1 = 3, q = 2 y S k = 1 533. Calcu len el valor de k. d. Una sucesión geométrica tiene q = –0,5 y a 2 = 3 __ 4 . Calculen S 15 . 32. Los números 2 y 20 son los extremos de una sucesión aritmética de siete térmi nos. Hallen los números que completan la sucesió n. 33. Resuelvan. a. Los ángulos de un triángulo están e n suce- sión aritmética de razón 30 grados. C alculen cada ángulo. b. Los ángulos de un cuadrilátero está n en sucesión geométrica y el último es 4 veces el segundo. Calculen dichos ángulos. 34. Lean atentamente y resuelvan. En un cuadrado de lado 1 se unieron l os puntos medios de sus lados determinando ot ro cuadra- do en su interior. Se repitió el procedi miento en el segundo cuadrado y en los sucesivo s como se ve en la figura. a. Calculen los primeros cuatro términ os de la sucesión formada por el perímetro de cada cuadrado que se va formando. b. La sucesión ¿es aritmética o geomé trica? c. Escriban el término general de la suc esión. d. ¿Es monótona creciente o decrecien te? 35. Indiquen si estas sucesiones son monóto nas crecientes o decrecientes. a. 1,2; 1,23; 1,234; 1,2345; 1,23456... b. 0; 3; 5; 0; 3; 5; 0;… c. 6,7; 6,07; 6,007; 6,0007;… 36. Tengan en cuenta la siguiente sucesión y resuelvan. 5; 5; 4; 4; 3; 3; 2; 2;... a. ¿Es una sucesión monótona decreci ente? b. ¿Está acotada superior o inferiormen te? c. Hallen, si es posible, tres cotas sup eriores y tres cotas inferiores. d. ¿Es convergente, divergente u oscila nte? 37. Clasifiquen las sucesiones en convergente s, divergentes u oscilantes. Luego, indiq uen si son monótonas crecientes o decrecientes y si son acotadas inferior o superiormente. a. a n = 4 – n _____ n + 1 b. b n = n 3 – n ______ 2n c. c n = 3 . (–1) n+1 d. d n = { 1 __ n si n es par 1 ___ 2n si n es impar 38. Observen los gráficos y clasifiquen las su ce- siones en convergentes, divergentes u oscilantes. a. b. c. 39. Resuelvan. a. La sucesión a n = 1 __ n 2 ¿tiene términos negati- vos? ¿Es convergente? b. Escriban una sucesión divergente a infinito negativo y una oscilante. 40. Tengan en cuenta que el término general de una sucesión es a n = 4 – 2 __ n y resuelvan. a. Escriban los 4 primeros términos y represen- ten en un sistema cartesiano. b. ¿Es monótona creciente o decrecien te? c. ¿Está acotada superior o inferiormen te? d. Si es posible, hallen el ínfimo y/o s upremo de la sucesión. e. Clasifiquen la sucesión en converge nte, divergente u oscilante. 41. Hallen los términos 2, 5 y 8 de las siguie n- tes sucesiones. a. a n = { a 1 = 5 a n = a n–1 + 12 si n 2 b. b n = { b 1 = –2 b n = b n–1 ___ 2n si n 2 42. Tengan en cuenta la actividad anterior y marquen las opciones correctas. a. ¿Cuáles son las características de la sucesión de término general a n ? Es geométrica. Es aritmética. Tiene razón 12. Tiene razón 5. Es monótona creciente. Es monótona decreciente. Se la puede definir con a n = 12n – 7 . Se la puede definir con a n = 5n + 7. b. ¿Cuáles son las características de la sucesión de término general b n ? Es convergente a 0. Es divergente. No tiene supremo. Tiene supremo. Está acotada. No está acotada. 2 capítulo 1 0,5 0 -0,5 -1 1 2 3 4 5 x y 3 2 1 0 -1 1 2 3 4 5 x y 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 1 2 3 4 x y Funciones exponenciales y logarítmica s Las funciones nos permiten modelizar fenómenos. Muchos de estos se pued en describir utilizando funciones exponenciales y logarítmicas . Veamos algunos ejemplos. La radiactividad es un fenómeno físico que ocurre en el núcleo de elementos inestables capaces de transformarse espontáneamente en nú cleos de elementos más estables prod uciendo radiación. Este fenómeno se aprovecha para la obten ción de energía nuclear, se usa en me dicina y en aplicaciones industriales. En general, las sustancias que no tienen un balan- ce correcto entre protones y neutrones son radiactivas. Resulta que la desintegración radiactiv a se puede modelizar con la función n(t) = n 0 . e – .t donde n(t) es la cantidad de radionucleidos en un instante de tiem po t, n 0 es la cantidad existente en el instante t = 0 y es la llamada constante de desintegración radiactiva y dependerá de cada elemento. Co- nociendo esta función se puede analiz ar y predecir el compor- tamiento radiactivo de las diferentes s ustancias, así como su velocidad de desintegración. Por otro lado, varios de nuestros sent idos tienen que ver con las funciones logarítmicas. Un ejemplo conocido, es el llamado ley de Weber- Fechner, que establece la relación ent re la magnitud de un estímulo físico (S) y la forma en que lo percibimos (P). Weber y Fechner prop usieron que la relación está dada por P = k . ln ( S __ S 0 ) donde S 0 es el nivel de e stímulo en el que por debajo suyo no se perci- be sensación y k es una constante qu e dependerá de cada caso. Esta relación nos dice varias cosas. Un a que seguramente todos hemos exper imentado es cuando el estímulo físico es el peso. Por ejemplo , es difícil que podamos percibir si algo pesa 100 o 102 kilos, sin embargo es probable que podamo s percibir algún cambio entre algo que pesa 100 y algo que pesa 110 kilos. Pero esta misma relaci ón nos dice que probablemente no po damos percibir una diferencia entre algo que pesa 1 000 y algo que pesa 1 010 kilos, pues justam ente la relación no es lineal. Lo que si nos garantiza esta rel ación es que los cambios exponencial es en la magnitud del estímulo los podremos percibir linealm ente. Actividades 1. Investiguen qué otros fenómenos se puede n modelizar utilizando funciones expon enciales. 2. Investiguen qué otros fenómenos se puede n modelizar utilizando funciones logar ítmicas.3. Reúnanse con un compañero y realicen la siguiente experiencia. -Uno de los dos debe tener los ojos v endados y sostener alguna cosa con d eterminado peso; el otro irá agregándole, de a una, cosa s de igual peso. El que no puede ver, debe avisar cuan- do percibe un cambio en el peso y se anota el peso de inicio y el final. -Por ejemplo, pueden empezar con algo que pese unos 100 g y se van agregand o cosas que pesen unos 10 g hasta que el que tiene los ojo s vendados perciba un cambio de peso. -Repitan varias veces la experiencia em pezando con cosas de distintos pesos . ¿Cómo pueden relacionar los resultado s obtenidos con la ley de Weber-Fechn er? capítulo 7 39 contenido ¿Para qué sirve.. . ¿Para qué sirve? 12 13 Trigonometría Así como el teorema de Pitágoras estab lece una relación entre los lados de un triángulo rectángulo que nos permite conocer la medida del terc er lado una vez que conozco la medida de los otros dos, los teoremas del seno y del coseno nos pe rmiten conocer la medida de un ángulo o un lado conociendo otros datos. Por ejemplo, el teorema del coseno, qu e es una generalización del teorema de Pitágoras para cualquier triángulo, establece la siguiente relació n: C 2 = A 2 + B 2 – 2 . A . B . cos ̂ donde A , B y C son las medidas de los lados de un triángulo y ̂ es el ángulo formado por los lados de medid as A y B. Esta relación nos permite, por ejemplo, si conocemo s la medida de dos lados y un ángulo de un triángulo, encontrar la medida del tercer lado. El caso del t eorema del seno, por otra parte, estab lece una relación entre ángulos y lados que nos permite, por e jemplo, si conocemos la medida de dos ángulos y un lado de u n triángulo, encontrar la medida de los otros dos lados. Como vemos, la trigonometría nos sirve para calcular distancias. Uno de los principales logros en este se ntido es el que le permitió a los cartógrafos realizar mapas de los d iferentes países. Uno de los proyectos más conocidos en este s entido fue el denominado Gran Planimetría Trigonométrica allá po r el siglo XIX y que, entre otras cosas, cuenta la leyenda que perm itió descubrir el punto más alto sobre la Tierra en 1852, en es e momento denominado Pico XV y luego, en 1856, llamado Ever est, como hoy lo conoce- mos, en honor a uno de los inspectore s de este proyecto. La trigonometría, además de ser utiliza da en áreas como la astronomía, la car tografía y la arquitectura principalmente para “m edir cosas”, también se aplica en otras disciplinas como la economía, la meteo rología y la biología para estudiar objetos que tienen comportamientos p eriódicos. También los oceanógrafos y los músicos hacen uso de ella. Actividades 1. ¿Cómo les parece que podemos deducir el teorema de Pitágoras utilizando el teorema del coseno? 2. ¿Podríamos utilizar estos teoremas para ca lcular medidas de lados de otros polígonos? ¿Cómo? capítulo 8 47 contenido - 37 Test de comprensión 9 ACTIV IDADES Sucesiones aritméticas 1. Respondan y expliquen las respuestas. a. En una sucesión aritmética, si a 1 = 12 y a 3 = 0, ¿cuál es l a razón? b. ¿Cómo se puede expresar la razón d e una sucesión aritmética en función de x e y con a 7 = x y a 8 = y? 5. Completen con el dato que falta en cada c aso. a. a 1 = – 12 ___ 5 ; r = 5 b. a 120 = 1 345; r = – 9 c. a n = 153,32; a 1 = 83 ___ 25 ; r = 25 a 12 = a 1 = n = 6. Calculen la suma de los 30 primeros térmi nos. a. Dada la sucesión aritmética cuyo té rmino general es: a n = –12 + 5n. b. Dada la sucesión: –4, –10, –16, –23 , … 7. Resuelvan teniendo en cuenta que en una sucesión aritmética a 1 + a 3 = 18 y a 5 – a 2 = –6. a. ¿Cuál es la razón? b. Calculen a 1 , a 2 y a 3 . 8. Tengan en cuenta los datos y resuelvan. a 1 = x; r = x – 3 con x a. ¿Cuál es la expresión correspondien te a S 10 ? (9x + 27) . 5 9x – 135 55x – 135 b. Calculen S 10 si la diferencia entre dos términos consecutivos es 1 3. 9. Lean atentamente y resuelvan. Franco decidió ahorrar dinero para co mprarse una notebook. Si empezó res ervando $1 000 y cada mes agrega $260, ¿cuánto dinero tend rá después de un año? AUTOEVALUACIÓN 196 8 capítulo Marquen las opciones correctas 50. ¿Cuáles son las expresiones equivalentes a las dadas?a. 180° 360° 270° 90° b. cos 150° cos 30° –cos 30° cos 60° cos 210° 51. ¿Cuáles son las igualdades correctas? a. sen ̂ = –sen (2 – ̂ ) c. sen ̂ = sen (2 + ̂ ) b. cos ̂ = cos (2 – ̂ ) d. cos ̂ = cos (2 + ̂ 52. ¿En qué intervalo tiene exactamente tres soluciones la siguiente ecuación?2 . sen 2 ̂ + 2 . sen ̂ = 0 a. [0; ] b. [ 0; 3 __ 2 ] c. [0;2 ] d. [– ; ] 53. ¿Cuáles son las soluciones de la siguiente ecuación en el intervalo [0; ]?2 . cos 3 ̂ = 1. a. 5 __ 9 b. __ 9 c. – 5 __ 9 d. 2 __ 9 54. Lean atentamente y resuelvan. Una persona observa la terraza de un edificio con un ángulo de elevación de 55° y la de otro edificio con un ángulo de elevación de 72°. Se encuentra a 80 m del primer edificio y a 60 m del segundo. ¿Qué altura tiene cada edificio, sabiendo que la persona observa desde una altura de 1,70 m? a. 114,25 m y 184,66 m c. 115,95 m y 186,36 m b. 114,25 m y 186,36 m d. 115,95 m y 184,66 m 80 m 55° 72°edificio I edificio II 60 m 55. ¿Qué fórmula conviene utilizar para resolver el siguiente triángulo oblicuángulo? a. ___ ab ______ sen ̂ c = __ ac ______ sen ^ b c. __ ac 2 = ___ ab 2 + __ bc 2 – 2 . ___ ab . __ bc . cos ^ b b. ___ ab ______ sen ̂ c = __ bc ______ sen ̂ a d. ___ ab 2 = __ ac 2 + __ bc 2 – 2 . __ ac . __ bc . cos ̂ c a b c 10 cm 8 cm 20° Integración: incluye más actividades para resolver en el cuaderno. Autoevaluación: propone más actividades para que cada alumno pueda evaluar los conocimientos adquiridos durante el capítulo. ¿Para qué sirve?: en esta sección, Laura Pezzatti, especialista en el área de la matemática, ofrece una serie de textos que conectan los contenidos de los capítulos con la vida cotidiana y otras disciplinas con el objetivo de responder a la pregunta inicial que se plantea. Test de comprensión: incluye preguntas básicas que permiten evaluar la comprensión de la teoría y revisar errores comunes. r = –9 ral es: sión ar os co una n és d 45 12 ACTIVIDADES Clasificación de sucesiones 24. Tengan en cuenta la siguiente sucesión definida por recurrencia y resuelvan. a n = { a 1 = 3 a n = 2 a n–1 + 1 para n ≠ 1 a. Hallen los 10 primeros términos de esta sucesión. b. ¿Es una sucesión monótona creciente? ¿Por qué? c. Calculen la suma de los términos calculados. 25. Tengan en cuenta los primeros siete términos de esta sucesión y hallen una fórmula definida por recurrencia. 3; 16; 82; 412; 2 062; 10 312; 51 562;… 26. Resuelvan. Fibonacci, matemático italiano del siglo XIII, descubrió una sucesión que tiene numerosas aplicacio-nes en biología, en ciencias de la computación, en matemática y en la teoría de juegos.La sucesión es: 1; 1; 2; 3; 5; 8; 13; 21; 34; 55; 89; 144; 233; 377; 610; 987; 1 597; 2 584; 4 181; 6 765;…a. Hallen una fórmula por recurrencia para la sucesión de Fibonacci. b. Construyan una nueva sucesión donde cada término esté formado por cocientes de términos con-secutivos de la sucesión de Fibonacci. c. La sucesión anterior ¿es convergente o divergente? Si es convergente, indiquen a qué número se acercan sus términos. 27. Tengan en cuenta que el término general de una sucesión aritmética es a n = 2 + 3n y resuelvan.Escriban los 5 primeros términos y hallen una fórmula de la misma sucesión, pero por recurrencia. Una ciclista tarda 40 segundos en dar la primera vuelta a una pista; porlos efectos del cansancio, en cada vuelta tarda 6 segundos más que en la anterior.a. Calculen los seis primeros términos de la sucesión que representa los segundos que tarda por cada vuelta. b. Definan la sucesión por recurrencia. ¿Qué tipo de sucesión es? menteACTIVA Índice general Capítulo 1: NÚMEROS REALES ..................... 9 1. Números reales. Intervalos ................ 10 2. Módulo de un número real. ............... 12 3. Ecuaciones e inecuaciones con módulo. .............................................. 14 Integración .......................................... 18 4. Radicales. ........................................... 20 5. Operaciones con radicales. ................ 22 6. Operaciones combinadas. .................. 26 7. Racionalización de denominadores. ... 28 Integración .......................................... 30 Autoevaluación .................................... 32 Capítulo 2: SUCESIONES ........................... 33 8. Sucesiones. ......................................... 34 9. Sucesiones aritméticas. ...................... 36 10. Sucesiones geométricas. .................... 38 11. Análisis de sucesiones. ........................ 40 12. Clasificación de sucesiones. ............... 42 Integración .......................................... 46 Autoevaluación .................................... 48 Capítulo 3: NÚMEROS COMPLEJOS ........... 49 13. El conjunto de los números complejos. .......................................... 50 14. Módulo de un complejo. Complejos conjugados. ........................................ 52 15. Adición y sustracción. ........................ 54 Integración .......................................... 56 16. Potencias de la unidad imaginaria. Cuadrado y cubo de un complejo. .... 58 17. Multiplicación y división. ................... 60 18. Operaciones combinadas. .................. 64 19. Ecuaciones. ......................................... 68 Integración .......................................... 72 Autoevaluación .................................... 74 Capítulo 4: CÓNICAS .................................. 75 20. Circunferencia. .................................... 76 21. Elipse. .............................................. 78 22. Parábola. ............................................ 82 23. Hipérbola. ........................................... 84 Integración .......................................... 88 Autoevaluación .................................... 90 Capítulo 5: FUNCIONES ............................. 91 24. Funciones. ........................................... 92 25. Función inversa. ................................. 96 26. Interpretación y análisis de gráficos. . 98 27. Función lineal. .................................. 100 28. Función cuadrática. .......................... 104 Integración ........................................ 108 29. Ecuaciones cuadráticas. .................... 110 30. Sistemas de ecuaciones lineales. ..... 112 31. Sistemas de ecuaciones mixtos. ....... 116 Integración ........................................ 120 Autoevaluación .................................. 122 ¿Para qué sirve? Capítulo 6: FUNCIONES POLINÓMICAS Y RACIONALES .................................... 123 32. Función polinómica. ......................... 124 33. Análisis de la función polinómica. ... 126 Integración ........................................ 130 34. Función racional. .............................. 132 35. Representación gráfica de funciones racionales. ......................................... 134 36. Función homográfica. ......................... 138 Integración ........................................ 142 Autoevaluación .................................. 144 Capítulo 7: FUNCIONES EXPONENCIALES Y LOGARÍTMICAS ................................. 145 37. Función exponencial. ........................ 146 38. Logaritmos. ....................................... 150 39. Función logarítmica. ......................... 154 Integración ........................................ 158 40. Ecuaciones exponenciales. ............... 160 41. Ecuaciones logarítmicas. .................. 164 Integración ........................................ 168 Autoevaluación .................................. 170 Capítulo 8: TRIGONOMETRÍA .................... 171 42. Sistema de medición de ángulos. ... 172 43. Razones trigonométricas. .................... 174 44. Valores exactos y aproximados. ...... 178 45. Ecuaciones trigonométricas. ............. 180 Integración ........................................ 182 46. Triángulos rectángulos. ....................... 184 47. Teoremas del seno y del coseno. .... 188 48. Triángulos oblicuángulos. ................ 190 Integración ........................................ 194 Autoevaluación .................................. 196 Capítulo 9: ESTADÍSTICA Y PROBABILIDAD ......................................... 197 49. Estadística. ....................................... 198 50. Intervalos de clase. .......................... 200 51. Parámetros de posición. .................. 202 52. Parámetros de dispersión. ............... 206 Integración ........................................ 210 53. Combinatoria. ................................... 212 54. Permutaciones, variaciones y combinaciones. ................................. 214 55. Probabilidad. .................................... 218 56. Sucesos y probabilidad condicional. 220 Integración ........................................ 224 Autoevaluación .................................. 226 Control de resultados ............................... 227 Números reales Contenidos 1. Números reales. Intervalos. 2. Módulo de un número real. 3. Ecuaciones e inecuaciones con módulo. 4. Radicales. 5. Operaciones con radicales. 6. Operaciones combinadas. 7. Racionalización de denominadores. ca p ít u lo1 1. Lean atentamente y respondan. a. Los matemáticos ¿podían resolver problemas con números irracionales antes del siglo XIX? b. Si se quiere confeccionar un aro de 60 cm de diámetro, ¿se puede utilizar un número racional cercano a π para calcular la cantidad necesaria de material? De todos los conceptos matemáticos, hay uno que debería ser el más sencillo de todos y sin embargo llevó más de veinte siglos entenderlo. Casi toda la matemática, y con ella la ciencia, se apoya en el número, principio fundamental de toda medida. Los pueblos más antiguos emplearon fracciones de enteros y estaban felices con esto; según cuenta la historia, recién a los pitagóricos les cupo el trago amargo de encontrarse, cara a cara, con los irracionales, que son aquellos que no pueden expresarse como cociente de enteros. Pero su definición riguro- sa no es sencilla: a la antigüedad siguió la Edad Media y luego los tiempos modernos, en los que Newton y Leibniz desarrollaron el deno- minado cálculo infinitesimal. Sin embargo, los irracionales seguían sien- do, en algún sentido, un misterio. Hizo falta esperar al siglo XIX para encontrar, por fin, una definición apropiada de “número real”. a. Sí; porque la dificultad era teórica: definir los números reales. Esto no les impedía resol- ver cálculos. b. Sí, porque hay infinitos racionales tan cerca como se quiera de cualquier irracional. En este caso conviene usar un número mayor que π para que no falte material. 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Números reales. Intervalos INFOACTIVA Los números reales ( ) están formados por los números racionales e irracionales. Los números irracionales ( ) son aquellos que no pueden ser expresados como un cociente entre dos números enteros. Los números irracionales tienen infinitas cifras decimales no periódicas. Al escribir su expresión decimal, en todos los casos se está realizando una aproximación. __ 2 ; 3 __ 9 y π son númerosirracionales. __ 2 ~ 1,41421356… 3 __ 9 ~ 2,08008382… π ~ 3,14159265… Densidad y continuidad Entre dos números reales siempre existe otro número real. Se dice entonces que es un conjunto denso. A cada número real le corresponde un punto en la recta y recíprocamente. Se dice entonces que es un conjunto continuo. Intervalos reales Se denomina intervalo real a toda semirrecta o segmento de la recta real. Si se utiliza paréntesis, significa que el extremo no pertenece al intervalo (intervalo abierto). Si se utiliza corchete, significa que el extremo pertenece al intervalo (intervalo cerrado). Los números mayores que a y menores que b se representan de la siguiente manera: A: x ∈ ∧ a < x < b = (a;b) a b Los números mayores o iguales que a y menores o iguales que b se representan de la siguiente manera. B: x ∈ ∧ a ≤ x ≤ b = [a;b] a b Los números mayores que a y menores o iguales que b se representan de la siguiente manera: C: x ∈ ∧ a < x ≤ b = (a;b] a b Los números mayores o iguales que a se representan de la siguiente manera: D: x ∈ ∧ x ≥ a = [a;+ ) a Expresen de dos maneras distintas la siguiente expresión. Luego, grafiquen. Los números mayores que –5 y menores o iguales que 3. A: x ∧ –5 < x ≤ 3 = (–5;3] –5 3 ¿Para qué sirve? PÁGINA 2 Test de comprensión 1 ACTIVIDADES Números reales. Intervalos Test de comprensiónTest de comprensión 11 1. Respondan y expliquen las respuestas. a. ___ 10 y 1,414215 son números reales. ¿Cuál es racional y cuál, irracional? b. ¿Cuántos números hay entre 1,3 y 1,31? 1. Dados estos números reales, indiquen cuáles son racionales y cuáles, irracionales. a. 0,215215215... e. –136 b. 4,134441334444…. f. 3 __ 7 c. 2 __ 5 π g. π – 1 __ 3 π d. 4 ______ 0,0016 h. 1,141414… 2. Completen los cifras de los siguientes números irracionales respetando su ley de formación. a. 3,1112131415161 … b. –22,1871187711187 … 3. Escriban un número racional k que cumpla las condiciones pedidas en cada caso. a. 2 < k < 3 c. 2,449 < k < __ 6 b. 3 < k < π d. – __ 8 < k < – __ 7 4. Escriban de dos formas distintas los números que están representados en las rectas, teniendo en cuenta que a = – 2 __ 3 y b = __ 3 . a. b. a b -b a 5. Escriban como intervalo real y grafiquen en la recta numérica. a. Los números reales mayores que –3 y menores o iguales que π. b. Los números reales mayores o iguales que 6 __ 7 . c. Todos los números reales positivos. a. ___ 10 es un número irracional, ya que tiene infinitas cifras decimales no periódicas y 1,414215 es un número racional porque se puede expresar como fracción. b. Hay infinitos porque los números reales forman un conjunto denso. Racional Racional Irracional Irracional Irracional Irracional Racional Racional 7 1 8 1 9 2 7 7 1 1 1 1 Por ejemplo 5 __ 2 . Por ejemplo 2,4493. Por ejemplo 3,12. Por ejemplo –2,5. A: x ∧ 2 __ 3 ≤ x ≤ __ 3 = [ 2 __ 3 ; __ 3 ] B: x ∧ __ 3 < x ≤ 2 __ 3 = ( – __ 3 ;– 2 __ 3 ] (–3; ] [ 6 __ 7 ;+ ) (0;+ ) 12 2 31 4 5 6 7 8 9 10 11 Módulo de un número real INFOACTIVA El módulo o valor absoluto de un número real es su distancia al cero sobre la recta real. Para todo número real x, su módulo se expresa: |x|. ∀ x ∈ : | x | = { x si x ≥ 0 –x si x < 0 –3 0 4 |–3| = 3 |4| = 4 | 4 | = 4 | –3 | = –(–3) = 3 Propiedades del módulo 1. | x | 0 3. | x + y | | x | + | y | | –5,2 | = –(–5,2) = 5,2 ≥ 0 | –2,1 + 1 | ≤ | –2,1 | + | 1 | ⇒ 1,1 ≤ 3,1 | 1 __ 5 | = 1 __ 5 ≥ 0 | –3,4 + (–2,1) | ≤ | –3,4 | + | –2,1 | ⇒ 5,5 ≤ 5,5 2. | x | = | –x | 4. | x . y | = | x | . | y | | –3,2 | = –(–3,2) ∧ | –(–3,2) | = 3,2 | –4,7 . 5 | = | –4,7 | . | 5 | ⇒ 23,5 = 23,5 | 2 __ 3 | = 2 __ 3 ∧ | – 2 __ 3 | = – ( – 2 __ 3 ) = 2 __ 3 | –2,5 . (–4) | = | –2,5 | . | –4 | ⇒ 10 = 10 Para entender mejor las propiedades que siguen, se representan los siguientes intervalos reales. –a 0 a x < –a –a < x < a x > a 5. |x| > a ∧ a > 0 ⇒ x > a ∨ x < –a ⇒ x ∈ (– ;–a) ∪ (a;+ ) –a 0 a |x| > a |x| > 3 ⇒ x > 3 ∨ x < –3 ⇒ x ∈ (–∞;–6) ∪ (6;+∞) |x| ≥ 1,8 ⇒ x ≥ 1,8 ∨ x ≤ –1,8 ⇒ x ∈ (–∞;–1,8] ∪ [1,8;+∞) 6. |x| < a ∧ a > 0 ⇒ –a < x < a ⇒ x ∈ (–a;a) –a 0 a |x| < a |x| < 7 ⇒ –7 < x < 7 ⇒ x ∈ (–7;7) |x| ≤ 3 __ 4 ⇒ – 3 __ 4 ≤ x ≤ 3 __ 4 ⇒ x ∈ [– 3 __ 4 ; 3 __ 4 ] Referencias ∀: para todo ⇒: entonces : si y solo si ∪: unión ∧: y ∨: o ≠: es distinto a 13 Test de comprensión 2 ACTIVIDADES Módulo de un número real 1. Respondan y expliquen las respuestas. a. ¿Es cierto que | a – b | ≤ | a | + | –b | ? b. ¿Para cuáles valores de x se cumple | –x | = 2? 6. Calculen los siguientes módulos. a. | 16,14 | = d. | –3 + __ 11 | = b. | – __ 5 | = e. Si b < 0, | –b | = c. | 1 – (–5) – 12 | = f. Si a > 0, | a – 2a + 1,25a | = 7. Completen con >, < o = según corresponda en cada caso. a. | – 6 __ 7 | | 6 __ 7 | d. | –4 . __ 9 | | –4 | . | 3 | b. | 2 + __ 7 | | 2 | + | __ 7 | e. | 3,5 – (–2,4) | | 3,5 | – | –2,4 | c. | 5 + (–12) | | –5 | + | –12 | f. Si a = 0 y b = 0, | a + b | | a | + | b | 8. Expresen los valores que pueden tomar las variables. Luego, represéntenlos en la recta numérica. a. | x | = 2 b. | x | = –5 c. | x | + 3 = 10 d. 1 __ 3 . | x | – 6 = 13 ___ 3 e. | x | 1 __ 4 f. | y | > 3 g. | h | < __ 6 h. 2 . | y | – __ 2 0 9. Marquen las opciones correctas. ¿Cuáles son los valores que puede tomar la variable en cada caso? a. | x | = 4 x –2 x [–2;+ ) x = 4 x [–2;4] b. | y | –2 y < 1 y [–2;1) y (– ,–1] y (– ,–2] c. –3 . | h | > –9 x 1 h (–3;1) h (–3;3) – {1} h (1;3) a. Sí, porque a – b = a + (–b) | a + (–b) | | a | + | –b | . b. x = –2 ∨ x = 2. 16,14 –3 + __ 11 __ 5 –b 6 0,25a = = = > < = x = 2 ∨ x = –2 No tiene solución. El módulo no puede ser negativo. x = 7 ∨ x = –7 x = 31 ∨ x = –31 x [ – 1 __ 4 ; 1 __ 4 ] y (– ;–3] (3;+ ) h (– __ 6 ; __ 6 ) y ( – ;– __ 2 __ 2 ) ( __ 2 __ 2 ;+ ) X X X 14 3 42 5 6 7 8 9 10 11 12 Ecuaciones e inecuaciones con módulo INFOACTIVA Para resolver una ecuación, se debe aplicar la definición de módulo. | x | = { x si x ≥ 0 –x si x < 0 Resuelvan las siguientes ecuaciones con módulo. 4 . | 2x – 5 | – 8 = x + 1 ← se elimina el módulo aplicando la definición. Si 2x – 5 ≥ 0 ⇒ 4 . ( 2x – 5 ) – 8 = x + 1 ∨ Si 2x – 5 < 0 ⇒ 4 . ( –2x + 5 ) – 8 = x + 1 Si x ≥ 5 __ 2 ⇒ 8x – 20 – 8 = x + 1 ∨ Si x < 5 __ 2 ⇒ –8x + 20 – 8 = x + 1 Si x ≥ 5 __ 2 ⇒ 7x = 29 ∨ Si x < 5 __ 2 ⇒ –9x = –11 Si x ≥ 5 __ 2 ⇒ x = 29 ___ 7 ∨ Si x < 5 __ 2 ⇒ x = 11 ___ 9 0 1 2 3 4 5 5 __ 2 29 ___ 7 –2 –1 0 1 2 3 4 5 __ 2 11 ___ 9 La solución es S: x = 29 ___ 7 ∨ x = 11 ___ 9 . Una inecuación se resuelve como una ecuación, salvo en el caso en que se divida o multiplique a ambos miembros por un número negativo, lo que invierte el sentido de la desigualdad. Resuelvan las siguientes inecuaciones con módulo. a. | 3x + 5 | < 4 ← se elimina el módulo aplicando la definición. Si 3x + 5 ≥ 0 ⇒ 3x + 5 < 4 ∨ Si 3x + 5 < 0 ⇒ 3x + 5 > –4 Si x ≥ – 5 __ 3 ⇒ 3x < –1 ∨ Si x < – 5 __ 3 ⇒ 3x > –9 Si x ≥ – 5 __ 3 ⇒ x < – 1 __ 3 ∨ Si x < – 5 __ 3 ⇒ x > –3 [ – 5 __ 3 ;– 1 __ 3 ) ∨ ( –3;– 5 __ 3 ) –2 –1 0– 5 __ 3 – 2 __ 3 – 4 __ 3 – 1 __ 3 –4 –3 –2 –1 0 1– 5 __ 3 La solución es la unión de los intervalos. S: ( –3;– 5 __ 3 ) ∪ [ – 5 __ 3;– 1 __ 3 ) = ( –3;– 1 __ 3 ) b. | 2x – 7 | + 5 > 3 + x | 2x – 7 | > –2 + x ← se elimina el módulo aplicando la definición. Si 2x – 7 ≥ 0 ⇒ 2x – 7 > –2 + x ∨ Si 2x – 7 < 0 ⇒ 2x – 7 < 2 – x Si x ≥ 7 __ 2 ⇒ x > 5 ∨ Si x < 7 __ 2 ⇒ 3x < 9 Si x ≥ 7 __ 2 ⇒ x > 5 ∨ Si x < 7 __ 2 ⇒ x < 3 ( 5;+∞ ) ∨ ( –∞;3 ) 1 2 3 4 5 7 __ 2 1 2 3 4 5 7 __ 2 La solución es la unión de los intervalos. S: ( –∞;3 ) ∪ ( 5;+∞ ) 15 Test de comprensión 3 ACTIVIDADES Ecuaciones e inecuaciones con módulo 1. Respondan y expliquen las respuestas. a. Si | x | = k, ¿qué valores puede tomar k para que la ecuación no tenga solución? b. Si | x | > k, ¿qué valores puede tomar k para que tenga solución? 10. Resuelvan las siguientes ecuaciones con módulo. a. | 2 + x | = 5 d. –5 + | 3 – 3x | = –2 b. | 3 – x | = 1 __ 6 e. 2 . | x – 5 | _________ 7 – 1 = 4 c. | 4 + 2x | = –10 f. 7 . | x – 3 ____ 125 | = 8 . | x – ___ 25 | – 1 11. Hallen los valores de a para que cada ecuación tenga la cantidad de soluciones pedidas. a. | x – 2a | = a + 2, que tenga solución única. b. | x – (–5) | = 9a – 2, que tenga dos soluciones distintas. 12. Lean atentamente y escriban V (Verdadero) o F (Falso) según corresponda. La distancia entre dos puntos (a y b) se expresa: D (a;b) = | a – b | a. Si | x – 4 | = 5 D (x;–4) = 5. c. Si | x + 4 | = 5 D (x;–4) = 5. b. Si | x – 4 | = 5 D (x;4) = 5. d. Si | x + 4 | = 5 D (x;4) = 5. 13. Planteen la ecuación y resuelvan. La distancia entre el doble de un número real y el opuesto de 10 es 18. a. k < 0, porque el módulo de un número no puede ser negativo. b. Siempre tendrá solución, pues si k > 0, | x | puede ser mayor que ese positivo y si k < 0, para todo x, | x | > k. x = 3 ∨ x = –7 x = 0 ∨ x = 2 x = 17 ___ 6 ∨ x = 19 ___ 6 x = 45 ___ 2 ∨ x = – 25 ___ 2 No tiene solución, pues | 4 + 2x | 0. x = 4 ∨ x = 6 Para que tenga solución única: a = –2. Para que haya dos soluciones distintas: a > 2 __ 9 . F V V F La ecuación es | 2x + 10 | = 18 y las soluciones son x = 4 y x = –14. 16 3 ACTIVIDADES Ecuaciones e inecuaciones con módulo 14. Marquen las opciones correctas. ¿Cuáles son las soluciones de la ecuación 1 __ 2 + 3 . | –6 + 5x | = 15 ___ 2 + 3? a. x = 15 ___ 28 ∨ x = 15 ___ 8 b. x = 28 ___ 15 ∨ x = 8 ___ 15 c. x = 28 ___ 8 ∨ x = 15 ___ 8 15. Resuelvan las ecuaciones y representen la solución en la recta. a. | 1 – x | = 2x + 1 c. 2 – 3x = –10 + 3 . | 2 – 2x | b. 4 . | x – 4 | + 4 = 5 – x d. | 3 – 1 __ 2 x | – 4x = | – 1 __ 2 x + 3 | + 4 16. Marquen las opciones correctas. a. ¿Cuál es el valor de a para que | x – 3 | 2 __ 5 a + 7 tenga como solución a [–6;12]? a = 5 a = –5 a = –25 b. ¿Cuál es el valor de b para que | 5x – b | > 1 __ 2 b + 2 tenga como solución a ( – ;– 1 __ 5 ) (1;+ )? b = –2 b = 0 b = 2 c. ¿Cuál es el valor de c para que | x + 1 | c __ 2 + 3 no tenga solución? c = –6 c < –6 c > –6 17. Escriban las inecuaciones que representan cada situación y resuelvan. a. Un número está a menos de 5 unidades de distancia con respecto a 2. b. Un número está a una distancia no menor de 4,5 unidades con respecto a 8. c. El anterior de un número está a una distancia mayor de 4 unidades con respecto a 0. X x = 0 x = –2 No tiene solución. x = –1 X X X | x – 2 | < 5; S: (–3;7). | x – 8 | 4,5; S: (– ;3,5] [12,5;+ ). | x – 1 | > 4; S: (– ;–3) (5;+ ). 17 3 ACTIVIDADES Ecuaciones e inecuaciones con módulo Observen la siguiente resolución | –3z + 6 | 21 y encuentren el error. –3z + 6 21 –3z 15 z –5 x [–5;+ ) menteACTIVA 18. Resuelvan las siguientes inecuaciones. Luego, representen la solución en la recta numérica. a. | x + 6 | 3 d. | 2 – 2x | > 2 b. | 5 + 2x | < 2 e. 4 – | z + 1 | < 7 + 2z c. –14 . | 1 __ 7 + x | > –7 f. 1 – 1 __ 2 . (3x + 4) 3 – | 1 + 2x | 19. Escriban una inecuación con módulo que tenga el conjunto solución pedido en cada caso. a. S: [–2;4] d. S: b. S: ( 1 __ 2 ; 9 __ 2 ) e. No tienen solución. c. S: (– ;–6] [4;+ ) f. S: – {4} S: [–9;–3] S: (– ;0) (2;+ ) S: ( – 7 __ 2 ;– 3 __ 2 ) S: (–2;+ ) S: ( – 9 ___ 14 ; 5 ___ 14 ) S: [ – 10 ___ 7 ;6 ] | x – 1 | 3 | x + 2 | 0 | x – 5 __ 2 | | x + 2 | 0 | x + 1 | 5 | x – 4 | 0 No se aplicó correctamente la propiedad del módulo. | –3z + 6 | 21 [ –3z + 6 0 ⇒ –3z + 6 21 ] ∨ [ –3z + 6 < 0 ⇒ –3z + 6 –21 ] z [–5;9] 18 INTEGRACIÓN 20. Escriban V (Verdadero) o F (Falso) según corresponda. Expliquen las respuestas. a. –5 es un número racional. b. – 3 ____ 729 es un número irracional. c. 1,18 es un número racional. d. __ 5 es un número real. e. 2 = 6,283 f. 3 __ 0 es un número racional. g. Todo número real es irracional. h. Todo número irracional es real. i. Existen números reales que son racionales e irracionales. j. La suma de dos números irracionales siem- pre es otro número irracional. k. Un número decimal periódico es racional. l. Todo número real tiene su inverso multipli- cativo. 21. Completen las cifras de los siguientes números irracionales respetando su ley de formación. a. –0,3691215 … b. 78,235711 … c. 1,24816 … d. –3,51015202 … 22. Escriban las siguientes expresiones como intervalos. Luego, grafiquen en una recta. a. – f. | x – 3 | > 1 __ 2 b. x –1 g. | 2x – 1 | < 4 x 1 c. 0 + h. | x | > 2 | x | 5 d. – {3 } i. | x – 1 | < 1 | x | > 1 e. | x | 5 j. | x – 3 | 4 | x | 2 23. Escriban las siguientes expresiones de dos maneras distintas. a. Los números reales mayores que 4 y meno- res e iguales que 18. b. Los números reales mayores que cero y menores que 21. c. Los números reales menores que __ 8 . d. Los números reales menores o iguales que – 3 __ 4 . e. Todos los números reales. 24. Escriban como intervalos los números que están representados en las rectas. Tengan en cuenta que a = – 2 __ 3 y b = __ 3 . 25. Marquen las opciones correctas. a. ¿Cuál es la inecuación cuyo conjunto solu- ción es (–4;4)? | –x | < 4 – | x | > 4 | x | 4 b. ¿Cuál es la inecuación cuyo conjunto solu- ción es (– ;–4] [4;+ )? | x | > 4 – | x | ≤ –4 | x | 4 a b –a b a –a –b a a. b. c. d. V F V V F F F V F F V F 1 8 2 1 2 4 1 3 1 7 1 9 3 2 6 4 1 2 5 3 0 3 5 4 (– ;0) [–1;+ ) [0;+ ) d. (– ;3 ) (3 ;+ ); e. [–5;5]; f. ( – ; 5 __ 2 ] [ 7 __ 2 ;+ ) ; g. [ 1; 5 __ 2 ) ; h. [–5;–2) (2;5]; i. (1;2); j. (– ;–2] [2;7] (4;18]; x > 4 ∧ x ≤ 18 (0;21); x > 0 ∧ x < 21 d. ( – ;– 3 __ 4 ] ; x ≤ – 3 __ 4 . c. (– ; __ 8 ); x < __ 8 ; e. (– ;+ ); Solución a cargo del alumno. X X 19 1*2*3 CONTENIDOS 26. Marquen las opciones correctas. ¿Cuál es la expresión que representa cada inter- valo? a. [ –3;– 3 __ 2 ] [ 3 __ 2 ;3 ] | x | 1,5 | x | 3 | x | 1,5 | x | 3 | x | 1,5 | x | 3 b. [ __ 3 ;+ ) – {4} | y | 4 y 1 | y | __ 3 y 4 y 1 | y | __ 3 y 4 y 1 | y | __ 3 27. Escriban V (Verdadero) o F (Falso). Expliquen las respuestas. a. | a | > 0 a > 0 b. | a | = | b | a = b c. | z | > | w | z > w d. | –4 + (–6,1) | | –4 | + | –6,1 | e. | –3 . __ 7 | = 3 . __ 7 28. Resuelvan las siguientes ecuaciones. a. – 1 __ 7 + 4 . | –x + 9 | = 6 __ 7 b. | x – 2 | + 4,5 = –1,5 . | x – 2 | – 1 __ 2 c. 7x + | 1 – 3x | = 1 – 1 __ 2 x d. | x – a | – 2a = 2 . | x – a | – 3a a 029. Hallen los valores de w para que la siguiente ecuación tenga la solución pedida en cada caso. | x – w | – 2w = 2 . | x – w | – 3w w 0 a. S: x = 0 b. S: x = 0 ∨ x = 6 30. Planteen la ecuación y resuelvan. a. La distancia entre el triple de un número y el opuesto de –5 es 7. b. La diferencia entre 4 y la distancia entre el doble de un número real y –1 es igual a –10. 31. Resuelvan las siguientes inecuaciones. a. 6 __ 5 . | 2,5x – 5 | 1 : 5 __ 6 b. 9 – 7 __ 4 . | 3 – x | > 1 __ 4 c. | 5x + 4 | + 10 3 . | 5x + 4 | + 2 d. 2 __ 3 . | x + 4 | – 5 __ 3 . | x + 4 | –5x + 4 . | x + 4 | e. x 2 – x + 1 __ 2 _____ 6 > ( x – 1 __ 2 ) . ( x + 1 __ 2 ) 32. Planteen la inecuación y resuelvan. a. El triple de la distancia entre un número real y 2 es menor que el doble del consecutivo de 4. b. La quinta parte de la distancia entre un número real y 1 es mayor o igual a –2. 33. Escriban en lenguaje coloquial las siguientes expresiones. a. 4 . | x + 9 | 8 b. 1 + | x + 10 | = 7 c. 4 ___ 16 – | x – 8 | < – 3 ___ 27 34. Resuelvan las ecuaciones e inecuaciones del ejercicio anterior. 35. Marquen las opciones correctas. a. ¿Cuál es el conjunto solución de la ecuación 2 . __ 3 . | 3 __ 8 + 2x | = 0? No tiene solución. Su solución es x = – 3 ___ 16 . Su solución es x = 3 ___ 16 . b. Si | x – a | 3a tiene como conjunto solución a S: ( – 1 __ 8 ; 1 __ 4 ) , ¿cuál es el valor de a? (a > 0) a = 1 __ 8 a = 1 __ 4 a = 1 ___ 16 c. Si b > 0, ¿cuál es la inecuación que tiene la siguiente solución? x < –14b – 5 x > 16b + 5 | x + b | – 5b > 10b + 5 | x – b | – 5b > 10b + 5 | x – b | – 5b > –10b – 5 1 capítulo X X F F F V V x = 35 ___ 4 , x = 37 ___ 4 No tiene x = 0 solución. x = 2a, x = 0 a. w = 0; b. w = 3 a. | 3x – 5 | = 7 y S: x = 4 ∨ x = – 2 __ 3 b. 4 – | 2x + 1 | = –10 y S: x = –7,5 ∨ x = 6,5 S: [1,6;2,4] S: (–2;8) S: [ – 8 __ 5 ;0 ] d. S: e. S: (– ;–1) a. 3 . | x – 2 | < 10; S: ( – 4 __ 3 ; 16 ___ 3 ) ; b. 1 __ 5 . | x – 1 | –2; S: Solución a cargo del alumno. a. S = (– ;–11] [–7;+ ); b. S = {–4;–16}; c. S = (– ;3) (13;+ ) X X X 20 4 53 6 7 8 9 10 11 12 13 Radicales INFOACTIVA Los números radicales son aquellas raíces que no tienen solución racional. Todos ellos son números irracionales. __ 2 ; 3 __ 9 ; __ 3 ; 4 __ 4 ; son radicales. Propiedades de la potenciación Potencia de exponente cero. a 0 = 1 ⇔ a ≠ 0 Potencia de exponente negativo. a –n = 1 __ a n ⇔ a ≠ 0 Potencia de otra potencia. ( a n ) m = a n . m Producto de potencias de igual base. a n . a m = a n + m Cociente de potencias de igual base. a n ___ a m = a n – m ⇔ a ≠ 0 Distributividad respecto de la multiplicación. (a . b) n = a n . b n Distributividad respecto de la división. ( a __ b ) n = a n __ b n ⇔ b ≠ 0 Propiedades de la radicación La radicación se puede expresar como una potencia de exponente fraccionario: n __ a = a 1 __ n __ 7 = 7 1 __ 2 3 __ 6 = 6 1 __ 3 5 __ x 4 = x 4 __ 5 4 __ 1 __ x 3 = x – 3 __ 4 Las propiedades de la radicación son análogas con las de la potenciación. Raíz de raíz. n ___ m __ a = ( a 1 __ m ) 1 __ n = a 1 ____ n.m = m.n __ a Distributividad respecto de la multiplicación. n _____ a . b = (a . b) 1 __ n = a 1 __ n . b 1 __ n = n __ a . n __ b Distributividad respecto de la división. n __ a __ b = ( a __ b ) 1 __ n = a 1 __ n ___ b 1 __ n = n __ a ____ n __ b Simplificación de índices. n ___ a m = a m __ n = a m:r ___ n:r = n:r ___ a m:r ⇔ r ≠ 0 6 ___ 3 3 = __ 3 12 ___ 16 = 12 ___ 2 4 = 3 __ 2 15 ____ 125 = 15 ___ 5 3 = 5 __ 5 Eliminación del radical. n __ a n = a ⇔ n es impar n __ a n = |a| ⇔ n es par ___ 36 = ___ 6 2 = | 6 | = 6 5 ___ 32 = 5 ___ 2 5 = | 2 | = 2 3 ____ 125 = 3 ___ 5 3 = 5 7 _____ –128 = 7 _____ (–2) 7 = –2 Amplificación de índices. n ___ a m = a m __ n = a m.p ____ n.p = n.p ____ a m.p ⇔ p ≠ 0 __ 7 = 2.2 ____ 7 1.2 = 4 ___ 7 2 = 4 ___ 49 3 __ 9 = 3.3 ____ 3 2.3 = 9 ___ 3 6 = 9 ____ 729 3 __ x 4 = 3.2 ___ x 4.2 = 6 __ x 8 Extracción de factores de un radical Existen factores, dentro de un radical, que pueden ser extraídos si el exponente de los mismos es mayor o igual que el índice de la raíz. Para ello deben aplicarse las propiedades de la potenciación y de la radicación. 3 ______ 48 x 6 y 4 = 3 _________ 2 4 . 3x 6 y y 3 = 3 ____________ 2 . 2 3 . 3 x 6 y y 3 = 3 ___ 2 3 . 3 __ x 6 . 3 __ y 3 . 3 _____ 2 . 3y = 2 x 2 y . 3 ___ 6y (x ≥ 0; y ≥ 0) 4 ____ 32 x 4 _____ 81 y 6 = 4 ______ 2 . 2 4 x 4 _______ 3 4 y 2 y 4 = 4 ____ 2 4 x 4 ____ 3 4 y 4 . 4 __ 2 __ y 2 = 2x ___ 3y . 4 __ 2 __ y 2 (x ≥ 0; y > 0) 21 Test de comprensión 4 ACTIVIDADES Radicales 1. Respondan y expliquen sus respuestas. a. ¿Qué propiedad de la radicación se puede aplicar a 5 _______ 3 _____ 2 . a 6 ? b. ¿Se puede cancelar el índice de la raíz con el exponente en _____ (–7) 2 ? 36. Escriban V (Verdadero) o F (Falso) según corresponda. a. b 4 . b 5 = b 20 e. (a + b – c) 2 = a 2 + b 2 – c 2 i. ___ 5 a 3 = __ 5 . a 3 __ 2 b. a 10 : a 4 = a 6 f. (a . b 4 . c –3 ) 5 = a 5 . b 10 . c –5 j. __ x 2 = x c. d . d . d . d . d = 5d g. 4 __ a 7 = a 4 __ 7 k. 5 ___ 6 __ a = 11 __ a d. (a : b) n = a n : b h. _____ a – b = __ a – __ b l. __ a 2 = | a | 37. Reduzcan a la mínima expresión posible aplicando las propiedades de la potenciación. a. ( a 2 . a 9 : a 5 ) 7 = c. ( x –3 . z 4 ) 5 : ( x –2 . z 6 ) –3 = b. ( y 5 ) –2 : ( y 3 . y 4 ) 3 = d. ( v –3 . w 5 . w 4 ) : ( v 5 . w –2 . 1 __ w ) = 38. Reduzcan a la mínima expresión posible aplicando las propiedades de la radicación. a. __ 5 2 . __ x 4 . __ x 5 . __ x 3 = c. 5 ______ x 4 . y 2 . 10 ______ x 6 . y 8 = b. 6 ______ x 15 ___ y 13 . z 18 = d. 4 _______ (x + y) 3 . 12 _______ (x + y) –1 . 3 _______ (x + y) 4 = 39. Resuelvan aplicando propiedades. a. 5 4 __ 5 2 + 6 –2 – __ 3 . __ 3 + ( 1 __ 4 ) –3 = d. __ 8 . ___ 18 _________ __ 2 . ____ 200 – ( 1 __ 4 ) –3 . 4 2 : ( 1 __ 4 ) –5 = b. [ 4 ___ 2 –1 : 2 –2 ] 4 __ 7 – 5 1 __ 2 . __ 5 = e. 4 _______ 625 . 3 4 . (–1) 17 . (–2) 5 = c. ______ _____ 256 _____ 2 401 – 4 –2 . 2 2 __ 4 3 . 4 6 – ( 1 __ 2 ) –3 = f. 6 __ 9 5 . 3 __ 3 8 . 5 2 : ( 2 . 12 _______ 3 4 . 5 24 ) = a. Se puede aplicar producto de índices de radicales y propiedad distributiva de la radicación con respecto al producto. 15 ___ 2 a 6 = 15 __ 2 . 15 __ a 6 . b. No se puede cancelar la raíz con el exponente por tener basenegativa. _____ (–7) 2 = ___ 49 = 7. F F V V F F F V F F F V a 42 x –21 . z 38 y –31 v –8 . w 12 5 x 6 x 7 __ 5 . y 6 __ 5 x 5 __ 2 . y – 13 ___ 6 . z 3 (x + y) 2 3 097 _____ 36 –0,4 7 480 – 164 ____ 7 81 ___ 2 22 5 64 7 8 9 10 11 12 13 14 Operaciones con radicales INFOACTIVA Radicales semejantes Dos radicales son semejantes cuando tienen igual índice y el mismo radicando. Términos con radicales semejantes. Términos con radicales no semejantes. 2 . 3 __ 5 y 5 . 3 __ 5 7 . __ 8 y – __ 8 2 . __ 5 y 2 . 3 __ 5 8 . __ 7 y 7 . __ 8 Adición y sustracción de radicales Solo es posible sumar o restar términos que contienen radicales semejantes. 4 . __ 3 + 2 . __ 3 – __ 3 = __ 3 . (4 + 2 – 1) = 5 . __ 3 3 . 3 __ 2 – 4 . __ 2 + 3 __ 2 + 6 . __ 2 = 3 __ 2 . (3 + 1) + __ 2 . (–4 + 6) = 4 . 3 __ 2 + 2 . __ 2 Existen casos en los cuales ciertos radicales son semejantes luego de llevarlos a su mínima expresión. –4 . __ 3 + 5 . 8 ___ 81 – 3 . ___ 12 + ___ 27 = –4 . __ 3 + 5 . 8 ___ 3 4 – 3 . _____ 2 2 . 3 + ___ 3 3 = –4 . __ 3 + 5 . __ 3 – 3 . ___ 2 2 . __ 3 + ___ 3 2 . __ 3 = –4 . __ 3 + 5 . __ 3 – 3 . 2 . __ 3 + 3 . __ 3 = __ 3 . (–4 + 5 – 6 + 3) = –2 . __ 3 Multiplicación y división de radicales Para efectuar cualquier multiplicación o división de radicales, estos deben tener el mismo índice. La operatoria con radicales cumple con las siguientes propiedades. Propiedad distributiva de la multiplicación y de la división respecto de la suma y de la resta. a . (b ± c) = (b ± c) . a = ab ± ac (b ± c) : a = b : a ± c : a __ 3 . ( __ 3 + ___ 27 ) = __ 3 . __ 3 + __ 3 . ___ 27 ( ___ 18 – __ 8 ) : __ 2 = ___ 18 : __ 2 – __ 8 : __ 2 = __ 9 + ___ 81 = 3 + 9 = 12 = __ 9 – __ 4 = 3 – 2 = 1 Cuadrado de un binomio y diferencia de cuadrados. (a ± b)2 = a2 ± 2ab + b2 (a + b) . (a – b) = a2 – b2 ( __ 2 – __ 3 ) 2 = ( __ 2 ) 2 – 2 . __ 2 . __ 3 + ( __ 3 ) 2 ( __ 7 + __ 5 ) . ( __ 7 – __ 5 ) = ( __ 7 ) 2 – ( __ 5 ) 2 = 2 – 2 . __ 6 + 3 = 5 – 2 . __ 6 = 7 – 5 = 2 Multiplicación y división de radicales de distinto índice Para que los índices de dos o más radicales sean iguales, se debe calcular el mcm de los índices de los radicales dados, obteniéndose así el mínimo común índice. 3 __ a 2 y 6 __ x ← mcm(3;6) = 6; ambos radicales deben tener índice 6. 3 __ a 2 = 3.2 ___ a 2.2 = 6 __ a 4 y 6 __ x Para multiplicar o dividir radicales de distinto índice, se los debe reducir a mínimo común índice y luego aplicar las propiedades recíprocas de las distributivas de la radicación respecto de la multipli- cación y división. n __ a . n __ b . n __ c ... n __ d = n ___________ a . b . c ... d ∧ n __ a ___ n __ b = n __ a __ b ⇔ b ≠ 0 __ 3 . 3 __ 3 = 2.3 ____ 3 1.3 . 3.2 ____ 3 1.2 = 6 ___ 3 3 . 6 ___ 3 2 = 6 ______ 3 3 . 3 2 = 6 ___ 3 5 6 ___ 3 5 ____ 4 ___ 3 3 = 6.2 ____ 3 5.2 ______ 4.3 ____ 3 3.3 = 12 ___ 3 10 ___ 3 9 = 12 __ 3 23 Test de comprensión 5 ACTIVIDADES Operaciones con radicales 1. Respondan y expliquen las respuestas. a. Los términos 2 . __ v y –5 . 3 __ v ¿son semejantes? ¿Y __ 2 y __ 8 ? b. ¿Qué propiedades de radicación se aplicaron en 7 __ a 2 . 7 __ b 3 . 7 __ c 4 = 7 ______ a 2 b 3 c 4 ? ¿Y en __ x . 3 __ x . 5 __ x = 30 ___ x 31 ? 40. Sumen y resten los términos con radicales semejantes. a. 8 . __ 2 – 2 . __ 2 + 3 __ 4 . __ 2 = b. –3 . __ 3 + 4 . __ 5 – 1 __ 2 . __ 3 + 12 . __ 5 = c. 0,5 . ___ 12 + 4 . ___ 75 – 0,3 . ____ 108 = d. ___ 16x – ____ 25x + 3 __ 2 . ____ 36x – ___ 81z = e. 3 __ b 4 + 2b . 6 __ b 2 – 1 __ 4 b . 9 __ b 3 = f. 2 __ 5 . 4 __ c 5 + 3 __ 2 . 4 __ c 9 – 1 __ 7 . 4 ___ c 13 = 41. Resuelvan aplicando la propiedad distributiva o diferencia de cuadrado según corresponda. a. –3 . __ 3 . ( __ 5 + 4 . __ 11 ) = d. __ 3 . ( – ___ 24 + __ 6 ) + ___ 98 = b. ( 2 . __ 2 + 5 . __ 5 ) . ( 3 . __ 5 + __ 2 ) = e. ( _____ 100 a 7 + _____ 36 b 5 ) . ( 10 a 3 . __ a – 6 b 2 . __ b ) = c. ( __ 6 – __ 7 ) . ( __ 6 + __ 7 ) = f. 5 _____ 32 x 10 . 5 ___ xy . 5 _____ x 4 . y 4 . (x – y) = 42. Resuelvan aplicando el cuadrado del binomio. a. ( –2 . __ 3 + 3 . __ 2 ) 2 = c. 2 . __ 3 . ( __ 3 + __ 2 ) 2 = b. ( __ a 7 – 4 . ____ 9 a 11 ) 2 = d. ( 5 . __ 5 – 8 . ___ 20 ) 2 – 4 ___ 25 2 = a. No son semejantes, pues en uno la raíz es cuadrada y en el otro, cúbica. __ 2 y __ 8 son semejantes, ya que __ 8 = 2 . __ 2 que es semejante a __ 2 . b. Propiedad recíproca de la distributiva de la radicación del mismo índice con respecto al producto. Propiedad de reducción a común índice de radicales distintos en el producto. 27 ___ 4 . __ 2 – 7 __ 2 . __ 3 + 16 . __ 5 19 . __ 3 13 . __ x – 4 . __ z 11 __ 4 b . 3 __ b ( 2 __ 5 c + 3 __ 2 c 2 – 1 __ 7 c 3 ) . 4 __ c –3 . ___ 15 – 12 . ___ 33 4 . __ 2 11 . ___ 10 + 79 100 a 7 – 36 b 5 –1 2 x 4 . y – 2 x 3 . y 2 30 – 12 . __ 6 10 . __ 3 + 12 . __ 2 a 7 – 24 a 9 + 144 a 11 600 24 5 ACTIVIDADES Operaciones con radicales 43. Reduzcan a común índice los siguientes radicales. a. 4 __ a 3 y 3 __ a 4 d. 3 __ d ; 7 __ d y 21 __ d b. 35 __ b 2 y 14 __ b 3 e. 5 __ e 2 ; 60 ___ e 18 y 60 ___ e 70 c. 52 __ c 7 y 65 __ c 4 f. 91 __ f 11 ; 77 __ f 13 y 143 __ f 7 44. Resuelvan. a. ________ __ 2 . __ 2 3 = c. 6 __ 5 2 . 3 ________ __ 2 6 . 4 __ 5 8 = b. 3 __ 3 4 : ( 8 __ 3 5 . 12 __ 3 7 ) = d. 3 ___ 18 . 12 __ 9 4 : 9 __ 3 6 = 45. Escriban V (Verdadero) o F (Falso). Expliquen las respuestas donde escribieron F. a. 3 __ a . 6 __ a . 9 __ a = 18 ___ a 36 d. 3 ___ xy . 4 __ x 2 . __ y 5 = y 10 . 12 ______ x 10 . y 2 b. 4 __ x 3 ____ 3 __ b4 = 12 __ x 9 _______ b . 12 __ b 4 e. 3 __ xy ___ 2 . 3 _____ x 2 . y _____ 100 . 3 _____ x 2 . y _____ 5 = xy . 3 _____ x 2 . y __________ 10 c. ___ a y 3 _____ 3 ___ a y 4 = 6 ___ ay f.___________ 3 __________ x 2 – 4x + 4 _____________ 6 _______ (x – 2) 2 = 6 _____ x – 2 12 __ a 9 y 12 ___ a 16 21 __ d 7 ; 21 __ d 3 y 21 __ d 70 ___ b 4 y 70 ___ b 15 60 ___ e 24 y 60 ___ e 18 y 60 ___ e 70 260 ___ c 35 y 260 __ c 16 1 001 ___ f 121 ; 1 001 ___ f 169 ; 1 001 ___ f 49 . 2 10 8 __ 3 3 ___ 18 F 18 ___ a 11 V V F y 2 . 12 _______ x 10 . y 10 F xy . 3 ___ x 2 _______ 10 F 1 25 5 ACTIVIDADES Operaciones con radicales 46. Resuelvan los siguientes cálculos hasta encontrar su mínima expresión. a. 3 ___ 9a ______ 4 ____ 27 a 2 = d. 5 ___ m 2 . 2 ___ m 5 : m _____________ 4 ___ m 3 . __ m = b. __ v . 3 __ v 2 ________ 4 __ v 3 = e. 8 __ t 3 . 3 __ u 5 : u ___________ 48 __ t 10 . 6 ___ t u 2 = c. ___ 4x . 3 __ x 2 . 6 ___ 2 x 3 ______________ 3 ____ 27 x 2 = f. 7 ____ b 3 d 11 . 3 __ d 5 ___________ 3 ____ b 2 d . 7 ____ b 3 d 8 = 47. Marquen las opciones correctas. a. ¿Cuál es la expresión simplificada de ( 4 __ x 5 – 8 __ x 5 ) . ( 4 __ x 5 + 8 __ x 5 ) ? x 2 . __ x – x . 4 __ x x . __ x – x 2 . 4 __ x x . __ x + x . 4 __ x b. ¿Cuál es la expresión simplificada de 4x + 9y – 12 . ___ xy ___________________ (a – b) . ( ___ 4x – ___ 9y ) 2 ? 1 _____ a + b a – b 1 _____ a – b c. ¿Cuál es la expresión simplificada de 5 __________ a 2 . b 10 . c 12 . 4 __________ a 2 . b 10 . c 12 . 10 __________ a 2 . b 10 . c 12 ? a b 10 c 12 . 20 _________ a 2 . b 5 . c 6 a b 5 c 6 . 20 __________ a 2 . b 10 . c 12 a b 5 c . 20 __________ a 2 . b 10 . c 12 d. ¿Cuál es la expresión simplificada de 1 __ 2 . _____________ 2 __ 3 . x 2 . v . w 3 . ( – 3 ___ 4 __ 9 v ) ? – xw ___ 3 . 6 ______ 2 __ 3 v 5 w 3 xw ___ 3 . 6 _________ – 2 __ 3 x 2 v 3 w 3 xw ___ 3 . 6 ________ 2 __ 3 x 2 v 3 w 3 e. ¿Cuál es la expresión simplificada de a . __ a + _________ a 2 – b 2 . a 2 __________ 1 – b 2 – __ a 3 ; con a > 0 y b 1? __ a a . __ a a 12 _______ 3 –1 . a –2 12 __ v 5 2 __ 3 x . 6 __ 2 20 ___ m 13 3 __ u 21 ___ d 37 _____ 3 __ b 2 X X X X X 26 6 75 8 9 10 11 12 13 14 15 Operaciones combinadas INFOACTIVA Para resolver un cálculo combinando con radicales, se deben seguir estos pasos teniendo en cuen- ta la jerarquía de las operaciones y sus propiedades. 1. Se separa en términos. 2. Se escriben los radicales en su mínima expresión. 3. Se resuelven las potencias. 4. Se resuelven las multiplicaciones y divisiones. Si es necesario, se obtiene el mínimo común índice de los radicales para resolver. 5. Cuando sea posible, se reducen a su mínima expresión los radicales obtenidos en el paso anterior. 6. Se resuelven las sumas y restas entre los radicales semejantes. Resuelvan los siguientes cálculos combinados. a. __ 3 . __ 3 . ___ 27 + (4 . __ 6 – 3 . ___ 10 ) . __ 2 = ____ 243 + 4 . ___ 12 – 3 . ___ 20 = ___ 3 5 + 4 . _____ 2 2 . 3 – 3 . _____ 2 2 . 5 = ___ 3 4 . __ 3 + 4 . ___ 2 2 . __ 3 – 3 . ___ 2 2 . __ 5 = 3 2 . __ 3 + 4 . 2 . __ 3 – 3 . 2 . __ 5 = 9 . __ 3 + 8 . __ 3 – 6 . __ 5 = 17 . __ 3 – 6 . __ 5 b. __ 5 . 3 ___ __ 6 : 6 ___ 10 – 6 ___ 51 : 6 ___ 17 = 2.3 ____ 5 1.3 . 3.2 ____ 6 1 __ 2 . 2 : 6 ___ 10 – 6 _______ 51 : 17 = 6 ____ 125 . 6 __ 6 : 6 ___ 10 – 6 __ 3 = 6 ___________ 125 . 6 : 10 – 6 __ 3 = 6 ___ 75 – 6 __ 3 = 6 ______ 25 . 3 – 6 __ 3 = 6 ___ 25 . 6 __ 3 – 6 __ 3 = ( 6 ___ 25 – 1 ) . 6 __ 3 Hallen la mínima expresión posible. __ 5 . 5 __ 5 ______ 4 ___ 25 – 2 . __ 2 . __ 8 . __ 3 __ 8 + ( __ 3 – __ 8 ) 2 = 2.10 ____ 5 1.10 . 5.4 ____ 5 1.4 _____________ 4.5 ____ 5 2.5 – 2 . _______ 2 . 8 . 3 __ 8 + ( __ 3 ) 2 – 2 . __ 3 . __ 8 + ( __ 8 ) 2 = 20 ___ 5 10 . 20 ___ 5 4 __________ 20 ___ 5 10 – 2 . __ 6 + 3 – 2 . ___ 24 + 8 = 20 _______ 5 10 . 5 4 _______ 5 10 – 2 . __ 6 + 11 – 2 . _____ 2 2 . 6 = 20 ___ 5 4 – 2 . __ 6 + 11 – 2 . ___ 2 2 . __ 6 = 5 __ 5 – 2 . __ 6 + 11 – 4 . __ 6 = 5 __ 5 – 6 . __ 6 + 11 27 Test de comprensión 6 ACTIVIDADES Operaciones combinadas 1. Respondan y expliquen las respuestas. a. ¿Es correcta la resolución del siguiente cálculo? 9 . __ 3 – 6 . __ 3 . __ 2 + 2 . ___ 54 = 9 . __ 3 – 6 . __ 6 + 2 . 3 . __ 6 = 9 . __ 3 b. ¿En qué orden se deben resolver las operaciones del siguiente cálculo? 3 __ 4 + 3 __ 4 . 5 __ 4 : 15 __ 4 48. Resuelvan. a. __ 2 . __ 6 . __ 3 – 3 ____ –27 . 3 __ 3 = d. 1 + 4 ____ 405 _________ __ 2 2 . 4 ______ 5 . 81 –1 = b. ( __ 6 + __ 5 ) 2 + ( __ 6 – __ 5 ) 2 = e. ( 4 __ 4 ___ 81 – __ 2 + 5 . ____ 0,02 ) . ( __ 2 + 1 ) 2 = c. ( 3 ____ 500 – 3 __ 4 + 3 ____ 108 ) . ( 3 ____ 256 – 3 ____ 500 ) = f. ( 0,3 . 4 _____ (–2) 4 + 3 _______ 5 – __ 4 ) . ( 3 __ 3 + 3 ___ 24 + 3 ___ 81 ) 3 = 49. Hallen la mínima expresión posible. a. ( 3 __ b 4 + 2b . 6 __ b 2 – 1 __ 3 . 9 __ b 3 ) . 3 _____ 27 ______ 512 b 16 = c. ( ______ 9x + 9 – ______ 4x + 4 ) : [ –3 . (x + 1) 1 __ 2 ] = b. ( __ y – __ y 3 ___ y + __ y 5 ___ y 2 ) . ( ____ 25y – ____ 49y ) = d. _____________ x 3 + 10 x 2 + 25x _______________ _____ 5 + x – _______ x 2 + 5x = a. Sí, es correcto. b. Primero se debe resolver la multiplicación y la división de radicales, y luego, si se obtienen términos semejantes, se resuelve la suma. 6 + 3 . 3 __ 3 ( 4 __ 5 + 3 . __ 5 ) : 6 22 – 1 __ 2 . __ 2 – 2 __ 3 –7 . ( 3 __ 4 ) 2 1 944 _____ 5 + 648 . __ 3 1 __ b 4 – 1 __ 3 –2y 028 7 86 9 10 11 12 13 14 15 16 Racionalización de denominadores INFOACTIVA Racionalizar el denominador de una fracción es transformarlo en un número racional; por lo tanto, siempre que en el mismo aparezcan radicales irracionales, se debe hallar una fracción equivalente a la dada con denominador racional. Primer caso: en el denominador hay un único radical. 1 ___ __ 3 2 ___ 4 __ 3 1 ___ __ 3 = 1 ___ __ 3 . __ 3 ___ __ 3 = __ 3 ______ ( __ 3 ) 2 = __ 3 ___ 3 2 ___ 4 __ 3 = 2 ___ 4 __ 3 . 4 ___ 3 3 ____ 4 ___ 3 3 = 2 . 4 ___ 3 3 ______ 4 _____ 3 . 3 3 = 2 . 4 ___ 27 ______ 4 ___ 3 4 = 2 . 4 ___ 27 _______ 3 Si en el cálculo aparecen letras, se procede de la misma forma. 7 _____ 5 ____ x 2 y 4 (x ≠ 0; y ≠ 0) 7 _____ 5 ____ x 2 y 4 = 7 _____ 5 ____ x 2 y 4 . 5 ___ x 3 y _____ 5 ___ x 3 y = 7 . 5 ___ x 3 y ________ 5 ______ x 2 y 4 x 3 y = 7 . 5 ___ x 3 y _______ 5 ____ x 5 y 5 = 7 . 5 ___ x 3 y _______ xy Segundo caso: el denominador es una suma o resta de uno o dos radicales de índice 2. Para racionalizar este tipo de expresiones, se debe aplicar el producto de una suma de dos términos por su diferencia: ( a + b ) . ( a – b ) = a 2 – b 2 Racionalicen y hallen la mínima expresión. a. 15 ________ __ 7 – __ 2 15 ________ __ 7 – __ 2 = 15 ________ __ 7 – __ 2 . __ 7 + __ 2 ________ __ 7 + __ 2 = 15 . ( __ 7 + __ 2 ) ___________________ ( __ 7 – __ 2 ) . ( __ 7 + __ 2 ) = 15 . __ 7 + 15 . __ 2 _______________ ( __ 7 ) 2 – ( __ 2 ) 2 = 15 . __ 7 + 15 . __ 2 _______________ 7 – 2 = = 15 . __ 7 + 15 . __ 2 _______________ 5 = 3 . __ 7 + 3 . __ 2 b. __ 3 + 2 _______ 5 – __ 5 __ 3 + 2 _______ 5 – __ 5 = __ 3 + 2 _______ 5 – __ 5 . 5 + __ 5 ______ 5 + __ 5 = ( __ 3 + 2 ) . ( 5 + __ 5 ) ________________ ( 5 – __ 5 ) . ( 5 + __ 5 ) = 5 . __ 3 + __ 3 . __ 5 + 2 . 5 + 2 . __ 5 ___________________________ 5 2 – ( __ 5 ) 2 = = 5 . __ 3 + ___ 15 + 10 + 2 . __ 5 _______________________ 25 – 5 = 5 . __ 3 + ___ 15 + 10 + 2 . __ 5 _______________________ 20 = __ 3 ___ 4 + ___ 15 ____ 20 + 1 __ 2 + __ 5 ___ 10 Si en el cálculo aparecen letras, se procede de la misma forma. Racionalicen y hallen la mínima expresión. (x > 0; y > 0) 2 _______ __ x + __ y 2 _______ __ x + __ y = 2 _______ __ x + __ y . __ x – __ y _______ __ x – __ y = 2 . ( __ x – __ y ) _________________ ( __ x + __ y ) . ( __ x – __ y ) = 2. __ x – 2 . __ y ____________ ( __ x ) 2 – ( __ y ) 2 = 2. __ x – 2 . __ y ___________ x – y 29 Test de comprensión 7 ACTIVIDADES Racionalización de denominadores 1. Respondan y expliquen las respuestas. a. ¿Cómo se racionaliza 3 ____ __ π ? b. ¿Por cuánto hay que multiplicar la siguiente expresión para racionalizarla? 2 ______ 1 + __ a 50. Racionalicen los cálculos que tienen un solo radical en el denominador y hallen la mínima expresión. a. 2 ____ __ 11 = d. 9z ____ 8 ___ z 11 = b. 4 ______ 3 . __ 3 = e. –5 . ____ v 4 w 3 __________ ______ 32 v 3 w = c. 5 ____ 5 __ 5 3 = f. 5abc ________ 4 ______ a 11 b 2 c = 51. Racionalicen los cálculos que tienen una suma o resta con radicales en el denominador y hallen la mínima expresión. a. 3 _______ 2 + __ 7 = c. _____ 5 – x __________ 1 – _____ 5 + x = b. 3x ________ __ 2 + __ 5 = d. 9x – 4y ___________ ____ 36x + ____ 16y = 52. Hallen la mínima expresión de los siguientes cálculos. a. ______ __ 2 + 1 ________ ______ __ 2 – 1 = b. 3y . 3 __ a _______ 3 __ y 2 + 3 ___ ay = a. No se puede racionalizar porque π es un número irracional; b. Por 1 – __ a ______ 1 – __ a . 2 __ 11 . __ 11 9 . 8 __ z 5 _______ z 4 __ 9 . __ 3 – 5 __ 8 . _____ 2v w 2 5 __ 5 2 5 . 4 _____ a b 2 c 3 _________ a 2 __ 7 – 2 _____ 5 – x + _______ 25 – x 2 ________________ –4 – x x . __ 5 – x . __ 2 3 __ 2 . __ x – __ y _________ 3 + 2 . __ 2 4 . 3 ___ ay 30 INTEGRACIÓN 53. Escriban V (Verdadero) o F (Falso). Expliquen las respuestas donde escribieron F. a. ( 2 3 . 2 4 : 2 –3 ) = 2 2 b. [ (4 3 ) –2 ] –3 = 4 18 c. 4 5 __ 3 = 5 __ 4 3 d. _____ 8 . 3 = __ 8 . __ 3 e. ______ 9 + 16 = __ 9 + ___ 16 f. 4 ______ 25 : 8 = 4 ___ 25 : 4 __ 8 g. 8 _____ (–2) 8 = –2 h. 4 ___ 6 __ 3 = 10 __ 3 i. __ 5 = 6 ____ 125 54. Resuelvan. Expresen el resultado utilizando exponentes fraccionarios. a. 4 __ 3 . 5 __ 3 3 . 7 __ 3 5 : __ 3 = b. 8 . 3 __ 2 . 5 __ 8 __________ 9 ____ 256 = 55. Resuelvan. Expresen el resultado utilizando radicales. a. ( x 2 __ 5 ) 1 __ 2 : ( x – 1 __ 3 ) 6 __ 5 = b. ( 5 __ a 8 ) 1 __ 3 : ( a 2 __ 3 ) 1 __ 2 = c. e 3 . ( e 1 __ 5 ) 2 . e 3 __ 5 . e – 4 __ 5 : ( 1 __ e ) – 1 __ 2 = d. z 3 . z 1 __ 3 . z 3 __ 5 ________ z 8 __ 9 = 56. Resuelvan. a. 6 2 . 6 3 ______ 6 4 + 2 –2 – 3 __ 2 . 3 + ( 1 __ 4 ) –2 = b. 5 ___ 2 –1 : 5 ___ 16 . 15 ____ ( 1 __ 8 ) 3 – 4 1 __ 3 . 5 __ 4 = c. ( 3 1 __ 2 + ___ 27 + ____ 243 ) . 3 . 3 1 __ 4 . ( 1 __ 3 ) – 1 __ 4 = d. ( ___ 72 – __ 8 __ 9 + ____ 200 ) . 1 ___ 25 . ___ 72 = 57. Resuelvan aplicando propiedades de la potenciación y de la radicación. a. ( ____ ___ __ v ) 8 . 4 __ v 3 . 7 __ v 4 = b. ___ 4a . ___ 9a __________ __ a . _____ 100a + ( 1 __ a ) –3 . a 2 : ( 1 __ a ) –5 = c. _____ b . 5 __ b . 5 _______ b 3 . __ b – b . 10 __ b 3 = d. [ a 3 . ( 5 __ a ) 2 . ( 5 __ a ) 3 . ( 5 __ a ) –4 ] : __ a = 58. Resuelvan los siguientes cálculos. a. –5 . __ 2 – 12 . __ 2 + 2 __ 3 . __ 2 = b. 5 . __ 7 – 8 . __ 8 + 1 __ 3 . __ 7 – 17 . __ 8 = c. –0,25 . ____ 320 – 9 . __ 5 + 0,2 . ____ 405 = d. –4 . __ 6 . (2
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