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ARITMÉTICA ADMISIÓN 2020 II CEPREUNI Página 1 POTENCIACIÓN EN LOS NATURALES A la operación que consiste en multiplicar un número natural por sí mismo varias veces se le llama potenciación. + n + n veces k : base (k Z ) En gener k.k.k.......k =k =P, donde n:exponente (n Z ) al : : P potencia perfecta de grado n POTENCIACIÓN EN LOS RACIONALES: Ocurre cuando la base k es un número racional. PROPIEDADES: Criterios de inclusión y exclusión de cuadrados y cubos perfectos. 1.- Con respecto a la descomposición canónica. Un número N expresado en su descomposi- ción canónica por N = a b …..c será una potencia perfecta de grado n si y solamente si , , …. , son 0 n . Ejemplos. 71100 = 22 . 32 . 52 . 72 (potencia perfecta de grado 2 ó cuadrado perfecto) 2.- Según la cifra de primer orden, se tendrá: k …0 …1 …2 …3 …4 …5 …6 …7 …8 …9 k2 …0 …1 …4 …9 …6 …5 …6 …9 …4 …1 k3 …0 …1 …8 …7 …4 …5 …6 …3 …2 …9 Con lo cual se puede concluir: a) Un cuadrado perfecto no puede terminar en la cifra 2; 3; 7 ni 8. b) Si un número termina en la cifra 1, 4, 5, 6 ú 9 puede ser un cuadrado perfecto c) Un número cubo perfecto puede terminar en cualquier cifra. 3.- Según su terminación en cifras ceros. a) Un número será cuadrado perfecto, si la cantidad de ceros en los que termina es múltiplo de 2 y el número que lo “acompaña” es cuadrado perfecto. Es decir: 2ab.......yz 00.......00=k b) Un número será cubo perfecto, si la cantidad de ceros en los que termina es múltiplo de 3 y el número que lo “acompaña” es cubo perfecto. Es decir: ab......yz 00.....00 k3 3q 0 3 ceros 2q 0 2 ceros ARITMÉTICA ADMISIÓN 2020 II CEPREUNI Página 2 4. Según su terminación en cifra 5. a) Sea M un número de 1 ó más cifras, entonces total de cent 2 . M5 = xy.....c 25 = [M(M+1)]25 , donde c = 0, 2 o 6. Observación. Todo cuadrado perfecto que termina en 5, terminara en 25, y el número formado por las cifras que anteceden a 25, (es decir, el total de sus centenas) proviene del producto de números consecutivos, luego total de cent 2 . M5 = xy.....c 25 = [M(M+1)]25 , donde se observa que el total de centenas xy.......c se expresa como xy.......c =M(M+1) lo cual termina únicamente en 0, 2 o 6. b) Todo cubo perfecto que termina en 5, termina en 25 ó 75; siendo de la forma: 3 M5 = ......c25 ó ......c75 donde c = 1, 3, 6, ú 8. Otro modo podemos enunciar lo anterior es: Un número entero positivo que termina en c25 o c75 puede ser cubo perfecto si es que c = 1, 3, 6 u 8. 5.- Según criterios de divisibilidad. a) Todo cuadrado perfecto es de la forma: 0 3 ó 0 3+1 ; 0 4 ó 0 4+1; 0 8 ó 0 8+1 ó 0 8+ 4 b) Todo cubo perfecto es de la forma: 0 9 ó 0 9+1 ó 0 9 -1 6.- Según la conversión a otras bases diferentes de 10. a) Todo cuadrado perfecto al ser convertido i) A la base 3 termina en 0 ó en 1; es decir, se cumple que 2 2k =3 o k =3+1 0 0 ii) A la base 4 termina en 0 ó en 1; es decir, se cumple que 2k = 4 0 ó 2k = 4+1 0 iii) A la base 8 termina en 0 ,1 ó 4; decir, se cumple 0 0 0 2 2 2k =8 o k =8+1o k =8+4 b) Todo cubo perfecto al ser convertido a la base 9 termina en 0 ,1 ú 8 7.- Según divisibilidad por un número primo “p” a) Si un número cuadrado perfecto es múltiplo de p entonces será múltiplo de p2 b) Si un número cubo perfecto es múltiplo de p entonces será múltiplo de p2 y p3 también. 8.- Según divisibilidad: a) Si un número es cubo perfecto, entonces la suma de sus cifras es 0 9 ó 0 9 1 b) Todo cuadrado perfecto impar al restarle 1 nos da un 0 8 . 9. Todo cuadrado perfecto que termina en cifra impar cumple que la cifra de segundo orden es par. Consecuencia: Y no existe un cuadrado perfecto de dos ó más cifras que tenga toda sus cifras impares. ARITMÉTICA ADMISIÓN 2020 II CEPREUNI Página 3 RADICACIÓN DEFINICIÓN. La radicación es la operación inversa a la potenciación en la que dado dos números RZ (llamado radicando) y nN (llamado índice); tiene por objeto hallar un número kZ, llamado raíz enésima de R , tal que se cumpla : nn R =k R =k RADICACIÓN EXACTA. Dado N Z; si existe kZ , tal que siendo n N ; se verifica nN = k, k es la raíz enésima exacta de N 3 3-343 = -7, ya que (-7) = -343Ejemplo : RADICACIÓN APROXIMADA. a) Raíces por defecto y por exceso en menos de una unidad. Se denomina raíz enésima por defecto en menos de una unidad de un número positivo, al ma- yor número natural positivo cuya enésima potencia está contenida en el número original dado y raíz enésima por exceso al número inmediatamente superior al que expresa la raíz por defecto Así tenemos que si NZ: k n N k+1 k: raíz enésima por defecto k+1 : raíz enésima por exceso Conclusión: n n nk < N< (k +1) k < N < (k +1) DEDUCCIÓN DE LAS PROPIEDADES: Raíces aproximadas por defecto y por exceso en menos de una unidad. kn N (k+1)n Residuo =r ≥ 1 Residuo: r´ ≥ 1 Por defecto Por exceso r = N - kn r´ = (k+1)n – N N = kn + r N = (k+1)n – r´ Algoritmo: Algoritmo: n N k n N k+1 r r´ r : resto por defecto r’: resto por exceso Radicación por exceso Radicación por defecto 1 error en menos de una unidad error en menos de una unidad ARITMÉTICA ADMISIÓN 2020 II CEPREUNI Página 4 PROPIEDADES GENERALES. 1. r + r = (k+1)n - kn min n n n n max r =1 r < (k +1) -k r = (k +1) -k -1 2. APLICACIONES NOTABLES: 1. Para la raíz cuadrada (n = 2). En este caso tenemos: i) N = k2 + r (por defecto) y N = (k+1)2 – r´ (por exceso). ii) r + r = (k + 1)2- k2 = 2k + 1. iii) rmax = (k + 1)2- k2 – 1 = 2k; rmin = 1 iv) Conclusión. 1 r < (k + 1)2- k2 = 2k + 1. 2. Para la raíz cubica (n = 3). En este caso tenemos: i) N = k3 + r (por defecto) y N = (k+1)3 – r´ (por exceso). ii) r + r = (k + 1)3- k3 = 3k(k + 1) + 1. iii) rmax = (k + 1)3- k3 – 1 = 3k(k+1); rmin = 1 iv) Conclusión: 1 r < (k + 1)3- k3 = 3k(k + 1) + 1. ALGORITMOS PARA EL CÁLCULO DE RAÍCES: CUADRADA Y CUBICA. Raíz cuadrada Raíz cubica Observación. Si , 0 210 N<10 entonces N tiene 1cifra : , 2 410 N<10 entonces N tiene 2 cifras , 2(k+1)2k10 N <10 entonces N tiene (k+1)cifras : (k+1) cifras (Algo similar ocurre con la raíz cubica) ARITMÉTICA ADMISIÓN 2020 II CEPREUNI Página 5 RAÍCES POR DEFECTO Y POR EXCESO EN MENOS DE a/b Problema General: Calcular la raíz enésima de P en menos de a/b Resolución: a x b n P a (x +1). b . . n n n n n n n n n n n n n n a a x. < P < (x +1). b b a a x < P < (x +1) b b b x < P < (x +1) a b x < P < x +1 a RELACIÓN ENTRE LA RAÍZ APROXIMADA Y LA COTA DE ERROR La aproximación de n P por medio del valor A , se denota como : nP = A con un error menos que ε, cumple con n P - A < ε , donde se tiene: nP es el valor exacto , A es el valor aproximado y ε la cota de error. a/b error en menos de a/b error en menos de a/b De donde se deduce: x es la raíz entera de n n n b P a ; es decir: (Máximo entero de n n n b P a ) a x b : Raíz enésima por defecto de P en menos a b a (x +1) b : Raíz enésima por exceso de P en menos a b
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