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NUMEROS REALES Los números naturales Con los números naturales contamos los e lementos de un conjunto (número cardinal ) . O b ien expresamos la posi c ión u orden que ocupa un e lemento en un conjunto (ordinal ) . E l conjunto de los números natura les está formado por: N= {0, 1, 2, 3 , 4, 5, 6 , 7, 8, 9, . . .} La suma y el producto de dos números naturales es otro número natural . La diferencia de dos números naturales no siempre es un número natural , só lo ocur re cuando e l minuendo es mayor que sust raendo. 5 − 3 3 − 5 E l cociente de dos números naturales no siempre es un número natural , só lo ocurre cuando la d iv is i ón es exacta. 6 : 2 2 : 6 Podemos ut i l i zar potencias , ya que es la forma abrev iada de escr ib i r un producto formado por var ios factores igua le s. http://www.vitutor.com/di/n/a_1.html http://www.vitutor.net/1/a_c.html http://www.vitutor.net/1/a_c.html http://www.vitutor.net/1/a_0.html La raíz de un número natural no siempre es un número natural , só lo ocur re cuando la ra íz es exacta. Los números enteros Los números enteros son de l t ipo: = { . . .−5, −4, −3, −2, −1, 0 , 1, 2 , 3, 4 , 5 . . .} Nos permiten expresar: e l d inero adeudado, la temperatura bajo cero, la s profund idades con respecto a l n ive l de l mar, e tc. La suma , la diferencia y e l producto de dos números enteros es otro número entero . E l cociente de dos números enteros no siempre es un número entero , só lo ocurre cuando la d iv is i ón es exacta. 6 : 2 2 : 6 Podemos operar con potencias , pero e l exponente t iene que ser un número natural . La raíz de un número entero no s iempre es un número entero , só lo ocurre cuando la ra íz es exacta o s i se t rata de una ra íz de índ ice pa r con rad icando posi t ivo . Los números racionales Se l lama número raciona l a todo número que puede representarse como e l cociente de dos enteros, con denomina dor dist into de cero . Los números dec imales (dec imal exacto, per iód ico puro y per iód i co mixto) son números raciona les ; pero los ot ros números dec imales i l im itados no. La suma, la diferencia, e l producto y el coc iente de dos números raciona les es otro número racional . Podemos operar con potencias , pero e l exponente t iene que ser un número entero . La raíz de un número racional no s iempre es un número racional , só lo ocur re cuando la ra íz es exacta y s i e l índ i ce es par e l rad icando ha de ser posi t ivo . Los números irracionales http://www.vitutor.com/di/e/a_9.html#re Un número es irracional s i posee inf initas cif ras decimales no per iódicas , por tanto no se pueden expresar en forma de f racción . E l número i rrac ional más conocido es , que se def ine como la re lac ión ent re la long i tud de la c i r cunferenc ia y su d iámetro. = 3 .141592653589.. . Ot ros números i rracionales son: E l número e aparece en procesos de crec imiento, en la desint egrac ión rad iact iva, en la fórmu la de la catenar ia , que es la curva que podemos aprec iar en l os tend idos e léct r icos. e = 2 .718281828459.. . E l número áureo , , ut i l i zado por art istas de todas la s épocas (F id ias , Leonardo da V inc i , A lberto Durero , Da l í , . . ) en la s proporc iones de sus obras. Números reales E l conjunto formado por los números raciona les e ir raciona les es e l con junto de los números rea les , se designa por . Con los números reales podemos rea l izar todas las operac iones, excepto la radicación de índice par y radicando negat ivo, y la div is ión por cero . La recta real A todo número real le corresponde un punto de la recta y a todo punto de la recta un número real . Representación de los números reales Los números reales pueden ser representados en la recta con tanta aprox imación como queramos, pero hay casos en los que podemos representar los de forma exacta. Operaciones con números reales Suma de números reales Propiedades 1.Interna : E l resul tado de sumar dos números reales es ot ro número rea l . a + b + 2.Asociat iva : E l modo de agrupa r los sumandos no var ía e l resul tado. (a + b) + c = a + (b + c) · 3.Conmutat iva : E l orden de l os sumandos no var ía l a suma. a + b = b + a 4.Elemento neutro : E l 0 es e l e lemento neutro de la suma porque todo número sumado con é l da e l mismo número . a + 0 = a + 0 = 5.Elemento opuesto Dos números son opuestos s i a l sumarlos obtenemos como resultado el cero. e − e = 0 El opuesto del opuesto de un número es igual al mismo número. −(− ) = Diferencia de números rea les La diferencia de dos números rea les se def ine como la suma del minuendo más el opuesto del sustraendo . a − b = a + (−b) Producto de números reales La regla de los s ignos de l producto de los números enteros y racionales se s igue manten iendo con los números reales . Propiedades 1.Interna : El resultado de mult ip l icar dos números reales es otro número real. a · b 2.Asociat iva: El modo de agrupar los factores no var ía e l resultado. S i a , b y c son números rea les cua lesquiera , s e cumple que: (a · b) · c = a · (b · c) (e · ) · = e · ( · ) 3.Conmutat iva: E l o rden de los factores no varía e l producto. a · b = b · a 4. Elemento neutro : El 1 es el e lemento neutro de la mult ipl icación , porque todo número mult ip l i cado por é l da e l mismo número. a ·1 = a · 1 =1 5. Elemento inverso : Un número es inverso de l otro s i a l mult ipl icar los obtenemos como resultado el e lemento unidad. 6.Distribut iva : El producto de un número por una suma es igual a la suma de los productos de d icho número por cada uno de los sumandos. a · (b + c) = a · b + a · c · (e + ) = · e + · 7.Sacar factor común: Es e l proceso inverso a la prop iedad d ist r ibut iva. Si var ios sumandos t ienen un factor común, podemos transformar la suma en producto extrayendo dicho factor. a · b + a · c = a · (b + c) · e + · = · (e + ) Divis ión de números reales La divis ión de dos números reales se def ine como el producto del dividendo por el inverso del div isor. Intervalo abierto y cerrado Definición de interva lo Se l lama intervalo a l conjunto de números rea les comprendidos ent re ot ros dos dados: a y b que se l laman ext remos del interva lo . Intervalo abierto Intervalo abierto , (a, b) , e s e l conjunto de todos los números reales mayores que a y menores que b . (a, b) = {x / a < x < b} Intervalo cerrado Intervalo cerrado , [a, b] , es e l conjunto de todos los números reales mayores o igua les que a y menores o igua les que b . [a, b] = {x / a ≤ x ≤ b} Intervalo semiabierto por la izquierda Intervalo semiabierto por la izquierda , (a , b] , es e l conjunto de todos los números reales mayores que a y menores o igua les que b . (a, b] = {x / a < x ≤ b} Intervalo semiabierto por la derecha Intervalo semiabierto por la derecha , [a, b) , es e l conjunto de todos los números reales mayores o iguales que a y menores que b . [a, b) = {x / a ≤ x < b} Cuando queremos nombrar un con junto de puntos formado por dos o más de estos interva los, se ut i l i za e l s igno (unión ) ent re e l l os . Semirrectas Semirrectas Las semirrectas estándeterminadas por un número. En una semirrecta se encuentran todos los números mayores (o menores) que é l . x > a (a, +∞) = {x / a < x < +∞} x ≥ a [a, +∞) = {x / a ≤ x < +∞} x < a (-∞, a) = {x / -∞ < x < a} x ≤ a (-∞, a] = {x / -∞ < x ≤ a} Valor absoluto de un número real Valor absoluto de un número rea l a , se escr ibe |a| , es e l mismo número a cuando es posit ivo o cero , y opuesto de a, s i a es negat ivo . |5| = 5 |-5 |= 5 |0| = 0 |x| = 2 x = −2 x = 2 |x|< 2 − 2 < x < 2 x (−2, 2 ) |x|> 2 x< 2 ó x>2 (−∞, 2 ) (2, +∞) |x −2 |< 5 − 5 < x − 2 < 5 − 5 + 2 < x < 5 + 2 − 3 < x < 7 Propiedades del valor absoluto 1 Los números opuestos t ienen igual valor absoluto . |a| = |−a| |5| = |−5| = 5 2El valor absoluto de un producto es igua l a l producto de los valores absolutos de los factores. |a · b| = |a| ·|b| |5 · (−2)| = |5| · |(−2)| |− 10| = |5| · |2| 10 = 10 3El valor absoluto de una suma es menor o igual que la suma de los valores absolutos de los sumandos . |a + b| ≤ |a| + |b| |5 + (−2)| ≤ |5| + |(−2)| |3| = |5| + |2| 3 ≤ 7 Distancia La distancia ent re dos números reales a y b, que se escr ibe d(a, b) , se def ine como e l valor absoluto de la diferencia de ambos números : d(a, b) = |b − a| La distancia entre −5 y 4 es: d(−5, 4) = |4 − (−5)| = |4 + 5| = |9| Potencias Potencias con exponente entero Con exponente racional o fraccionario Propiedades 1. a0 = 1 · 2. a1 = a 3. Producto de potencias con la misma base : Es ot ra potenc ia con la misma base y cuyo exponente es la suma de los exponentes . am · a n = am + n (−2) 5 · (−2)2 = (−2) 5 + 2 = (−2) 7 = −128 4. Div is ión de potencias con la misma base : Es ot ra potenc ia con la misma base y cuyo exponente es la diferencia de los exponentes . am : a n = am - n (−2) 5 : (−2) 2 = (−2) 5 - 2 = (−2) 3 = -8 5. Potencia de una potencia : Es ot ra potencia con la misma base y cuyo exponente es e l producto de los exponentes . (am)n=am · n [(−2) 3]2 = (−2) 6 = 64 6. Producto de potencias con el mismo exponente : Es ot ra potencia con e l mismo exponente y cuya base es e l producto de las bases an · b n = (a · b) n (−2) 3 · (3)3 = (−6) 3 = −216 7 .Cociente de potencias con e l mismo exponente : Es ot ra potencia con e l mismo exponente y cuya base es e l coc iente de las bases. an : b n = (a : b) n (−6) 3: 3 3 = (−2) 3 = −8 Radical Un radica l es una expres ión de la forma , en la que n y a ; con ta l que cuando a sea negat ivo, n ha de ser impar. Potencias y radicales Se puede expresar un radical en fo rma de potencia : Radiales equivalentes Ut i l izando la notac ión de exponente f racc ionar io y l a prop iedad de las f racc iones que d i ce que s i se mu lt ip l i ca numerador y denominador por un mismo número la f racc ión es equiva lente , obt enemos que : S i se mult ip l ican o d iv iden e l índ ice y e l exponente de un radica l por un mismo número natural , se obt iene ot ro radical equ ivalente . Simplif icación de radicales Si ex iste un número natural que d iv ida a l índice y a l exponente (o los exponentes) de l rad i cando, se obt iene un radical s implif icado . Reducción de radicales a índice común 1Hal lamos e l mínimo común múlt iplo de los índices , que será e l común índ ice 2Dividimos el común índice por cada uno de los índices y cada resu l tado obtenido se mult ip l ica por sus exponentes correspondientes . Extracción e introducción de factores en un radical Extracción de factores fuera del signo radical Se descompone e l rad icando en factores . S i: 1 Un exponente es menor que e l índ i ce , e l facto r co rrespondiente se deja en el radicando . 2Un exponente es igual al índ ice , e l factor co rrespondiente sale fuera de l radicando . 3Un exponente es mayor que el índice , se divide d i cho exponente por el índice . E l coc iente obtenido e s e l exponente del factor fuera de l rad icando y e l resto es e l exponente del factor dentro de l rad i cando. Introducción de factores dentro del signo radical Se introducen los factores e levados a l índice corre spondiente de l radica l . Suma de radicales Solamente pueden sumarse (o restarse ) dos radicales cuando son radicales semejantes , es decir , s i son radica les con e l mismo índice e igual radicando . Producto de radicales Radicales de l mismo índice Para mult ipl icar radicales con el mismo índice se mult ipl ican los radicandos y se deja el mismo índice . Cuando terminemos de rea l izar una operac ión extraeremos factores del radical , s i es posib le . Radicales de d ist into índice Pr imero se reducen a índice común y luego se mult ipl ican . Cociente de radicales Radicales del mismo índice Para d iv id i r rad ica le s con e l mismo índ ice se d ividen los radicandos y se deja el mismo índice. http://www.vitutor.com/di/re/r10.html Radicales de distinto índice Pr imero se reducen a índice común y luego se div iden. Cuando terminemos de rea l izar una operac ión simplif icaremos e l radica l , s i es posib le . Potencia de radicales Para e levar un radical a una potencia , se e leva a d icha potencia e l radicando y se deja e l mismo índice . http://www.vitutor.com/di/re/r10.html Raíz de un radical La raíz de un radical es ot ro radical de igua l radicando y cuyo índ ice es el producto de los dos índices . Racionalización de radicales La racional izac ión de radicales consiste en quitar los radica les del denominador , lo que permite fac i l i tar e l cá lculo de operac iones como la suma de f racc iones. Podemos d ist inguir t res casos. 1. Racional ización de l t ipo Se mult ipl ica e l numerador y e l denomina dor por . 2. Racional ización de l t ipo Se mult ipl ica numerador y denominador por . 3. Racionalización de l t ipo , y en genera l cuando e l denom inador sea un binomio con al menos un radical. Se mult ipl ica el numerador y denominador por e l conjugado del denominador. E l conjugado de un b inomio es igua l a l b inomio con e l s igno cent ra l cambiado: También tenemos que tener en cuenta que: " suma por diferencia es igual a diferencia de cuadrados " . Números reales y radicales. Resumen Los números irracionales Un número e s i r ra c iona l s i posee inf in i ta s c i f ra s dec imales no per iód i cas, por tanto no se pueden expresar en fo rma de f racc ión . Los números reales El conjunto formado por los números raciona les e ir raciona les es e l con junto de los números rea les, se designa por . Con los números reales podemos rea l izar todas las operac iones, excepto la radicación de índice par y radicando negat ivo y la div is ión por cero. Los interva los están determinados por dos números que se l laman ext remos. En un interva lo se encuentran todos los números comprend idos ent re ambos y también pueden estar los ext remos. Intervalos Intervalo abierto (a, b) ={x / a < x < b} Intervalo cerrado [a, b] = {x / a ≤ x ≤ b} Intervalo semiabierto por la izquierda (a, b] = {x / a < x ≤ b} Intervalo semiabierto por la derecha [a, b) = {x / a ≤ x < b} Semirrectas x > a (a, +∞) = {x / a < x < +∞} x ≥ a [a, +∞) = {x / a ≤ x < +∞} x < a (-∞, a ) = {x / -∞ < x < a} x ≤ a (-∞, a ] = {x / -∞ < x ≤ a} Valor absoluto Propiedades |a| = |−a| |a · b| = |a| ·|b| |a + b| ≤ |a| + |b| Distancia d(a, b) = |b − a| Entornos Se l lama entorno de centro a y radio r , y se denota por E r(a) o E(a,r) , a l intervalo abierto (a-r, a+r). E r(a) = (a-r, a+r) Entornos laterales: Por la izqu ierda E r(a -) = (a-r , a) Por la derecha E r(a +) = (a, a+r) Entorno reducido E r *(a) = { x (a-r, a+r), x ≠ a} Potencias Con exponente entero Con exponente racional Propiedades 1.a0 = 1 · 7.an : b n = (a : b) n 2.a1 = a 3.am · a n = am + n 4.am : a n = am - n 5.(am)n=am · n 6.an · b n = (a · b) n Radicales Un radica l es una expresión de la forma , en la que n y a ; con tal que cuando a sea negat ivo, n ha de ser impar . Se puede expresar un radical en forma de potencia: Radiales equivalentes Simplif icación de radicales Si existe un número natural que divida al índice y a l exponente (o los exponentes) del radicando, se obt iene un radical s impl if icado. Reducción de radicales a índice común 1. Hal lamos e l mínimo común múlt iplo de los índices , que será e l común índ i ce 2. Divid imos el común índice por cada uno de los índices y cada resul tado obtenido se mult ip l ica por sus exponentes correspondientes. Extracción de factores fuera del signo radical Se descompone e l rad icando en factores . S i: Un exponente es menor que e l índ ice , e l factor co rrespondiente se deja en el radicando . Un exponente es igual al índ ice , e l factor cor respondiente sale fuera del radicando . Un exponente es mayor que el índice , se d ivide d i cho exponente por e l índice . E l cociente obtenido es e l exponente del factor fuera de l rad icando y e l resto es e l exponente del factor dentro de l rad icando. Introducción de factores dentro del signo radical Se introducen los factores elevados al índice correspondiente del radical. Operaciones con radicales Suma de radicales Solamente pueden sumarse (o restarse) dos radicales cuando son radicales semejantess, es decir, s i son radica les con el mismo índice e igual radicando. Producto de radicales Radicales de l mismo índice Radicales de d ist into índice Primero se reducen a índice común y luego se mult ipl ican. Cociente de radicales Radicales de l mismo índice Radicales de d ist into índice Primero se reducen a índice común y luego se div iden. Potencia de radicales Raíz de un radical Racionalizar Consiste en quitar los radica les del denominador , l o que permite fac i l i ta r e l cá lculo de operac iones como la suma de f racc iones. Podemos d ist inguir t res casos. 1. Del t ipo Se mult ipl ica e l numerador y e l denominador por . 2. Del t ipo Se mult ipl ica numerador y denominador por . 3. Del t ipo , y en genera l cuando e l denominador sea un binomio con al menos un radical. Se mult ipl ica el numerador y denominador por e l conjugado del denominador. Números reales. Ejercicios 1 C las i f i ca los números: 2Representa en la recta: 3 Representa en la recta rea l los números que ver i f ican las s iguientes re lac iones: |x| < 1 |x| ≤ 1 |x| > 1 |x| ≥ 1 4Calcu la los va lores de las s iguientes potencias: 5 Ha l la las sumas: 6 Rea l iza las operac iones: 7 Opera: 8Efectúa: 9Calcu la: 10 Raciona l izar Números reales. Ejercicios 1Representa en la recta: 2 Representa en la recta rea l los números que ver i f ican las s iguientes re lac iones: |x −2| < 1 |x −2| ≤ 1 |x −2| > 1 |x −2| ≥ 1 3Opera: 4 Ca lcula : 5 Raciona l izar: Números reales. Ejercicios resueltos 1 Clas i f ica l os números: Representa en la recta: Representa en la recta rea l los números que ver i f ican las s iguientes re lac iones: |x| < 1 |x| ≤ 1 |x| > 1|x| ≥ 1 |x| < 1 -1 < x < 1 x ( −1, 1) |x|≤ 1 -1 ≤ x ≤1 x [ −1, 1] |x| > 1-1 > x > 1 x ( -∞, −1) (1 , +∞) 1 |x| ≥ 1-1 ≥ x ≥ 1 x ( -∞, −1] [1, +∞) Ca lcula l os va lore s de las s iguientes potencias: Ha l la las sumas: Rea l iza las operac iones: Opera: Efectúa: Ca lcula : Raciona l izar Números reales. Ejercicios RESUELTOS 1 Representa en la recta: Representa en la recta rea l los números que ver i f ican la s s i guientes re lac iones: |x −2| < 1|x −2| ≤ 1 |x −2| > 1 |x −2| ≥ 1 |x −2| < 1 -1 < x −2 < 1 1 < x < 3 x (1, 3) |x −2| ≤ 1 -1 ≤ x −2 ≤ 11 ≤x ≤ 3 x [1, 3] |x −2| > 1 -1 > x −2 > 1 1 > x > 3 x (-∞ , 1) (3, +∞) |x −2| ≥ 1 -1 ≥ x −2 ≥ 11 ≥ x ≥ 3 x (-∞ , 1] [3, +∞) Opera: Calcula : Raciona l izar:
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