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Unidad 2 ECUACIONES E INECUACIONES Tema 2 Inecuaciones MATEMÁTICAS Subtemas Subtemas del tema 2: 1 Definición de desigualdad e inecuación. Similitudes y diferencias. 2 Relaciones de orden de los números reales, intervalos, inecuaciones lineales. 3 Inecuaciones cuadráticas, inecuaciones fraccionarias. 4 Inecuaciones con valor absoluto. 3 Objetivo Determinar el conjunto solución de las ecuaciones e inecuaciones mediante procedimientos matemáticos Introducción En las presentes láminas se abordan las definiciones de relacionadas con las ecuaciones, sus diferentes clasificaciones, así como sus respectivos procedimientos de resolución. 4 ACTIVIDAD DE INICIO Lluvia de ideas sobre la temática de: ¿Qué es una inecuación? Subtema 1: Resolución de ecuaciones cuadráticas. Una ecuación cuadrática en x es de la forma 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, donde a, b y c son constantes que pertenecen a los reales considerando que a ≠ 0. Por lo tanto, son ecuaciones de segundo grado con una incógnita: 𝑥2 + 6𝑥 + 5 = 0, 2𝑥2 + 𝑥 − 6 = 0, 4𝑥2 + 5𝑥 = 0, donde a=1, b=6, c=5 donde a=2, b=1, c= -6 donde a= , b= , c= Las dos últimas ecuaciones se pueden dividir entre 2 y 4, respectivamente, obteniéndose 2 1 2 𝑥 + 2 𝑥 − 3 = 0 5 4 𝑥 + 𝑥 = 0 Una ecuación cuadrática incompleta es aquella en la que b = 0 ó c = 0. Subtema 1: Resolución de ecuaciones cuadráticas. Resolver una ecuación cuadrática 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0 es encontrar los valores de x que satisfacen la ecuación. Dichos valores de x se llaman ceros o raíces de la ecuación. MÉTODOS DE SOLUCIÓN Factorización Simple Fórmula Cuadrática Subtema 1: Resolución de ecuaciones cuadráticas. Ejemplo: Realizar la factorización simple de la ecuación: 𝑥2 + 2𝑥 − 8 = 0 Factorización Simple Consiste en convertir la ecuación cuadrática en un producto de binomios. Luego, se busca el valor de x de cada binomio. (x + 4) (x - 2) x + 4 = 0 x - 2 = 0 x = 0 - 4 x = 0 + 2 𝑥1= - 4 𝑥2 = 2 Ejercicio Propuesto: Realizar la factorización simple de la ecuación: 𝑥2 − 5𝑥 + 6 = 0 (x - 3) (x - 2 ) x - 3 = 0 x - 2 = 0 x = 0 + 3 x = 0 + 2 𝑥1= 3 𝑥2 = 2 Subtema 1: Resolución de ecuaciones cuadráticas. 𝑥 = −𝑏 ± 𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 Ejemplo: Realizar la factorización a través de la fórmula cuadrática de la ecuación: 𝑥2 + 2𝑥 − 8 = 0 Fórmula Cuadrática Este método es muy simple: hay que sustituir los valores de a, b y c de la ecuación cuadrática a la siguiente fórmula: a= b= c= −2 ± 22 − 4(1)(−8) 𝑥 = 2(1) −2 ± 4 + 32 𝑥 = 2 −2 ± 6 𝑥 = 2 𝑥 = −2 ± 36 2 𝑥 = −2 + 6 2 −2 − 6 𝑥 = 2 𝑥 = 4 2 −8 𝑥 = 2 𝑥1 = 2 𝑥2 = −4 Subtema 1: Resolución de ecuaciones cuadráticas. 𝑥 = −𝑏 ± 𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 Fórmula Cuadrática Ejercicio Propuesto: Realizar la fórmula cuadrática de la ecuación: 2𝑥2 − 7𝑥 + 3 = 0 a= b= c= 7 ± 5 𝑥 = 4 −(−7) ± (−7)2−4(2)(3) 𝑥 = 2(2) 7 ± 49 − 24 𝑥 = 4 7 ± 25 𝑥 = 4 𝑥 = 7 + 5 4 7 − 5 𝑥 = 4 𝑥 = 12 4 2 𝑥 = 4 𝑥1 = 3 1 𝑥2 = 2 Subtema 2: Gráfica de una ecuación cuadrática. La gráfica de una ecuación cuadrática es muy útil para identificar cuántas soluciones y qué tipos de soluciones tiene una función. Hay tres diferentes situaciones que ocurren cuando se grafica una función cuadrática. Caso 1: La parábola intercepta o corta el eje de las x en dos puntos. 𝑥2 + 𝑥 − 6 = 0 −𝑏 𝑥 = 2𝑎 c= −1 𝑥 = 2(1) a= b= 𝑦 = (−0,5)2 + (−0,5) − 6 = 0 y= 0,25 – 0,5 - 6 y= - 6,25 x y -3 0 -2 -4 -1 -6 -0,5 -6,25 1 -4 2 0 x = -0,5 (x + 3) (x - 2) x + 3 = 0 𝑥1= - 3 x - 2 = 0 𝑥2 = 2 Subtema 2: Gráfica de una ecuación cuadrática. Caso 2: La parábola toca el eje x en un punto. −𝑏 𝑥 = 2𝑎 a= 𝑥2− 2𝑥 + 1 b= c= 𝑥 = −(−2) 2(1) + 1 = 0 𝑦 = (1)2 − 2 1 y= 1 – 2 + 1 y= 0 x y -1 4 0 1 1 0 2 1 3 4 x = 1 (x - 1) (x - 1) x - 1 = 0 x - 1 = 0 x = 1 Subtema 2: Gráfica de una ecuación cuadrática. Caso 3: La parábola no intersecta o no toca el eje x. −𝑏 𝑥 = 2𝑎 a= 𝑥2 + 1 b= c= −(0) 𝑥 = 2(1) 𝑦 = (0)2 + 1 = 0 y= 0 + 1 y= 1 x y -2 5 -1 2 0 1 1 2 2 5 x = 0 𝑥2 = − 1 Cuando la gráfica de una función cuadrática no intercepta o no toca el eje x, la ecuación cuadrática no tiene soluciones reales sino soluciones imaginarias. Subtema 3: Discriminante. La expresión dentro de la raíz cuadrada recibe el nombre de discriminante de la ecuación cuadrática. Suele representarse con la letra D o con el símbolo ∆ (delta). 𝑥 = −𝑏 ± 𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 ∆ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐 Si el discriminante es menor que cero, como no existen las raíces de números negativos, la ecuación no tendrá soluciones. Y si es mayor que cero, la ecuación tendrá dos soluciones. 3. ∆ < 0 no tiene soluciones en R (soluciones dentro de los imaginarios). Ejemplo: 1. ∆ > 0 dos soluciones. Ejemplo: 𝑥2 + 𝑥 − 6= 0 c = a = b = ∆ = 12 − 4(1)(-6) ∆ = 25 Positivo, Raíces reales y distintas. 2. ∆ = 0 solución única. Ejemplo: 𝑥2 − 2𝑥 + 1 = 0 a = b = c = ∆ = (−2)2−4(1)(1) ∆ = 0 Posee dos soluciones reales iguales. a = 𝑥2 + 1 = 0 b = c = ∆ = 02 − 4(1)(1) ∆ = -4 Las soluciones no son reales son complejas. Subtema 4: Ecuaciones cuadráticas con raíces imaginarias. Sabemos que la solución de una ecuación cuadrática en donde a, b y c, con a ≠ 0, es: 𝑥1 = 𝑥2 = −𝑏 + 𝑏2 − 4𝑎𝑐 −𝑏 − 𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 2𝑎 Ejemplo: Realizar la factorización a través de la fórmula cuadrática de la ecuación: 2𝑥2 − 2𝑥 + 5 = 0 a= b= c= 𝑥 = −(−2) ± (−2)2−4(2)(5) 2(2) 𝑥 = 2 ± 4 − 40 4 𝑥 = 2 ± −36 ∗ −1 4 2 ± −36 𝑥 = 4 1 2 + 6𝑖 𝑥 = 4 𝑥2 = 2 − 6𝑖 4 𝑖 = −1 Subtema 4: Ecuaciones cuadráticas con raíces imaginarias. Ejercicio Propuesto: Resolver las siguientes ecuaciones cuadráticas: 𝑥2 + 2𝑥 + 4 = 0 𝑥1 = −𝑏 + 𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 𝑥2 = −𝑏 − 𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 a= b= c= 𝑥 = −2 ± (2)2−4(1)(4) 2(1) 𝑥 = −2 ± 4 − 16 2 𝑥 = −2 ± 4 ∗ 3 𝑖 2 𝑥 = −2 ± −12 2 𝑥1 = −1 + 3 𝑖 𝑥2 = −1 − 3 𝑖 −2 ± −(4 ∗ 3) ∗ −1 𝑥 = 2 𝑥 = −2 ± 2 3 𝑖 2 2(−1 ± 𝑥 = 3 𝑖) 2 Subtema 4: Suma y productos de la raíces. 2 −15 ± (15) −4(−3)(−18) 𝑥 = 2(−3) 𝑥 = −15 ± 225 − 216 −6 𝑥 = −15 ± 9 −6 𝑥1 = −15 + 3 −6 𝑥2 = −15 − 3 −6 Si 𝑥1 𝑦 𝑥2 son las raíces de una ecuación de segundo grado a𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0 estas cumplen las siguientes propiedades: 𝑏 𝑐 1. 𝑥1 + 𝑥2 = − 𝑎 𝟐. 𝑥1 ∗ 𝑥2 = 𝑎 Observa que la ecuación de segundo grado se puede escribir en función de la suma s y el producto p de las raíces: 𝑥2 − 𝒔𝑥 + 𝒑 = 0 Ejemplo: Realizar la factorización a través de la fórmula cuadrática de la ecuación: −3𝑥2 + 15𝑥 − 18 = 0 𝑥 = −𝑏 ± 𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 −12 𝑥1 = −6 𝑥1 = 2 −18 𝑥2 = −6 𝑥2 = 3 𝑥1 + 𝑥2 = 2 + 3 = 5 − 𝑏 = −15= 5 𝑎 −3 a= b= c= 𝑥1 ∗ 𝑥2 = 2* 3 = 6 𝑐 = −18= 6 𝑎 −3 Subtema 4: Suma y productos de la raíces. Ejercicio Propuesto: 1 5 1.- Escribe una ecuación de segundo grado cuyas raíces sean y 4 : Calculamos: 1 2 5 1 Sabemos que una función cuadrática se la puede representar por: 𝑥2 − 𝒔𝑥 + 𝒑 = 0 tenemos que s = 21 y p = 4, entonces la función cuadrática es: 𝑥2 − 𝒔𝑥 + 𝒑 = 0 5𝑥2 − 𝟐𝟏𝑥 + 𝟒 = 0 1. 𝑥 + 𝑥 = 1 + 4= 21 5 4 𝟐. 𝑥1 ∗ 𝑥2 = 5 * 4= 5 ACTIVIDAD DE CIERRE Conclusiones y preguntas sobre la clase Utilizar el botón “levantar la mano” de Zoom, para acceder al uso del micrófono de forma ordenada. ó Realizar la pregunta por vía chat de Zoom Bibliografía Matemáticas aplicadas a la Administración y Economía, 5ta edición. Arya, Lardner, Ibarra. Pearson Education. Matemáticas para Administración y Economía, 10ma edición. Haeussler, Paul. Pearson Education. Fundamentos matemáticos para bachillerato, 3ra edición. Baquerizo, Ramos, Carrión. ESPOL. Haeussler Jr, Ernest f; Paul, Richard s; Wood, Richard J. (2015). Matemáticas para Administración y Economía. México: Pearson, (4 Ejemplares disponibles en Biblioteca). DIDACTICA DE LAS MATEMATICAS. : EDITORIAL BONUM, (1 Ejemplar disponible en Biblioteca) 20 image2.png image3.png image4.png image5.png image6.jpeg image7.png image8.png image9.jpg image10.png image11.jpg image12.png image13.jpg image14.pngimage15.png image16.png image1.png
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