INSTITUCION EDUCATIVA TÉCNICO COMERCIAL SAN JUAN BAUTISTA MUNICIPIO EL CHARCO - NARIÑO Nombre:_____________________________ Grado: _________ Asignatura: matemáticas Docente:KellyYohanaMorenoAsprilla TEMA: conjuntos numéricos ESTÁNDAR: Resuelvo problemas y simplifico cálculos usando propiedades y relaciones de los números reales y de las relaciones y operaciones entre ellos INDICADORES DE DESEMPEÑO: SABER: Identifica las características que definen los diferentes conjuntos numéricos Reconoce las diferentes representaciones de los números reales. Enuncia las propiedades de la suma y el producto en los números reales. Reconoce la notación del valor absoluto. Reconoce la notación de la potenciación. Reconoce la notación de la radicación. HACER: Clasifica los números reales de acuerdo con sus características Ubica los números en la recta real. Resuelve problemas que involucran sumas y productos de números reales Analiza situaciones que involucran el valor absoluto. Aplica el concepto de la potenciación. Aplica el concepto de la radicación. Aplica el concepto de la logaritmación. SER: Muestra compromiso y responsabilidad en la formación de su vida y en el área Demuestra responsabilidad con trabajos, talleres, tareas, y consultas asignad INSTRUCCIONES: Leo mentalmente la guía de trabajo, pienso y analizoelcontenidodadoydesarrolloel taller indicado. CONJUNTOSNUMÉRICOS Los matemáticos reconocen varios conjuntos de números que comparten ciertas características. Estas categorías son útiles cuando ciertos tipos de números son válidos para valores y variables. Nuestro entendimiento y clasificación de los diferentes conjuntos de números se ha desarrollado durante miles de años. DEFINICIÓN: Los conjuntos numéricos son agrupaciones de números que guardan una serie de propiedades estructurales. Por ejemplo, el sistema más usual en aritmética natural está formado por el conjunto de los números naturales, con la suma, la multiplicación y las relaciones usuales de orden aditivo. CONJUNTOS DE LOS NÚMEROS NATURALES (N) Los números naturales se pueden representar en una recta ordenados de menor a mayor. Sobre una recta señalamos un punto, que marcamos con el número cero (0). A la derecha del cero, y con las mismas separaciones, situamos de menor a mayor los siguientes números naturales: 1, 2, 3… Suma de números naturales: a+b=c Los términos que intervienen en una suma se denominan sumandos. Por lo tanto, a será un sumando y b será otro sumando. El resultado (c) se denomina suma. PROPIEDADES DE LA SUMA Asociativa El modo de agrupar los sumandos no varía el resultado. (a + b) + c = a + (b + c) Ejemplo: (2 + 3) + 5 = 2 + (3 + 5) 5+5=2+8 10 = 10 Conmutativa El orden de los sumandos no varía la suma. a+b=b+a Ejemplo: 2+5=5+2 7=7 RESTA DE NÚMEROS NATURALES: a−b=c Los términos que intervienen en una resta se denominan minuendo (a), sustraendo (b) y diferencia (c). MULTIPLICACIÓN DE NÚMEROS NATURALES: Los términos de la multiplicación se denominan factores (a) y (b), y producto (c) el resultado. a x b = c Multiplicar dos números naturales consiste en sumar uno de los factores consigo mismo tantas veces como indica el otro factor. Por ejemplo, la multiplicación (2·5) consiste en sumar el número 2 cinco veces. 2+2+2+2+2 = 10 ⇒ 2 x 5 = 10 PROPIEDADES DE LA MULTIPLICACIÓN: Asociativa El modo de agrupar los factores no varía el resultado. (a · b) · c = a · (b · c) Ejemplo: (2 · 3) · 5 = 2 · (3 · 5) 6 · 5 = 2 · 15 30 = 30 Conmutativa El orden de los factores no varía el producto. a·b=b·a Ejemplo: 2·5=5·2 10 = 10 Distributiva La multiplicación de un número natural por una suma es igual a la suma de las multiplicaciones de dicho número natural por cada uno de los sumandos. a · (b + c) = a · b + a · c Ejemplo: 2 · (3 + 5) = 2 · 3 + 2 · 5 2 · 8 = 6 + 10 16 = 16 Sacar factor común Es el proceso inverso a la propiedad distributiva. Si varios sumandos tienen un factor común, podemos transformar la suma en producto extrayendo dicho factor. a · b + a · c = a · (b + c) Ejemplo: 2 · 3 + 2 · 5 = 2 · (3 + 5) 6 + 10 = 2 · 8 16 = 16 DIVISIÓN DE NÚMEROS NATURALES: TIPOS DE DIVISIÓN: DIVISIÓN EXACTA: una división es exacta cuando el resto es cero. 15:5 = 3 de resto 0 División entera: una división es entera cuando el resto es distinto de cero. 19:5 = 3 de resto 4 Se deja el mismo exponente y se multiplican las bases 23 · 43 = (2 · 4)3=83 DIVISIÓN DE POTENCIAS CON EL MISMO EXPONENTE Y DIFEENTE BASE Se deja el mismo exponente y se dividen las bases. 63 : 33 = (6:3)3 = 23 LOGARITMO Se define logaritmo como el exponente de una potencia con cierta base, es decir, el número al cual se debe elevar una base dada para obtener un resultado determinado. POTENCIAS DE NÚMEROS NATURALES: Una potencia es una forma abreviada de escribir un producto formado por varios factores iguales. 5 · 5 · 5 · 5 = 54 Los elementos que constituyen una potencia son: La base de la potencia es el número que multiplicamos por sí mismo, en este caso el 5. El exponente de una potencia indica el número de veces que multiplicamos la base, en el ejemplo es el 4. Cualquier número elevado a 0 es igual a 1. 502° = 1 Cualquier número elevado a 1 es igual a sí mismo. 19¹ = 19 PRODUCTO DE POTENCIAS CON LA MISMA BASE Se suman los exponentes. 25 · 22 = 25+2 = 27 DIVISIÓN DE POTENCIAS CON LA MISMA BASE Se restan los exponentes. 25 : 2 2 = 25 − 2 = 23 Por ejemplo: 50=1 51 = 5 52 = 25 53 = 125, etc. Luego, siendo la base 5, el logaritmo de 1 (que se escribe log5 1) es 0, por que 0 es el exponente al que hay que elevar la base 5 para que dé 1; el log5 5 es 1; el log5 25 es 2, el log5 125 es 3, etc. - No existe el logaritmo de los números negativos. POTENCIA DE UNA POTENCIA Se multiplican los exponentes. (25)3 = 215 - El argumento y la base de un logaritmo son números reales positivos. Además, la base no puede ser 1. Es decir, en la expresión logb a, siempre, por definición, a ∈ R+ y b ∈ R+ – {1}. PRODUCTO DE POTENCIAS CON EL MISMO EXPONENTE Y DIFERENTE BASE - La expresión logb a , se lee como: “logaritmo de a en base b”. Volvamos a la definición de logaritmo: “exponente al que es necesario elevar una cantidad positiva para que resulte un número determinado”.Si lo escribiera como ecuación, corresponde a resolver logb a = x, donde b es la base del logaritmo y aes su argumento, con a y b positivos. logb (1) = 0 ; con b ≠ 1. 50 =1 Ej: log5 (1) = 0 porque log7 (1) = 0 porque 70 = 1 log20 1 = 0 ⇔ 200 = 1 Ejemplo1: LOGARITMOS DE LA BASE - Calcula el valor de log7 343 El logaritmo de la base es igual a 1. equivale a resolver la ecuación: log7 343 = x Entonces, ya que la base del logaritmo es 7, el exponente no se conoce y 343 es el argumento, es decir, el valor de la potencia, se puede escribir: 7x =343 7x = 73 luego, igualando los exponentes, se concluye que x= 3 Luego, log7 343 = 3 Ejemplo 2: - Calcula el valor de log0,7 0,343 equivale a resolver la ecuación: log0,7 0,343 = x Luego: 0,7x = 0,343 0,7x = (0,7)3 Luego, igualando exponentes tenemos: x=3 log0,7 0,343 = 3 Para una definición más completa de logaritmos, se determinarán restricciones respecto de su base y su argumento. PROPIEDADES logb (b) = 1 ; con b ≠ 1. Ej: log5 (5) = 1 ⇔ 51 = 5 log6 (6) = 1 ⇔ 61 = 6 log12 (12) = 1 ⇔ 121 = 12 LOGARITMO DE UNA POTENCIA CON IGUAL BASE: El logaritmo de una potencia de un número es igual al producto entre el exponente de la potencia y el logaritmo del número. logb bn = n, con b ≠ 1 Ej: log6 6 3 = 3 LOGARITMO DE UN PRODUCTO El logaritmo de un producto es igual a la suma de los logaritmos de los factores. logb (a • c) = logb a + logb c Ej: logb (5 • 2) = logb 5 + logb 2 Calcula cada uno de los siguientes logaritmos a) log2 64 g) log128 1 b) log5 1 h) log6 6 3 LOGARITMO DE LA UNIDAD c) log3 3 El logaritmo de 1 en cualquier base es igual a 0. d) log5 5 7 RAÍZ CUADRADA DE NÚMEROS NATURALES: La radicación es la operación inversa a la potenciación. Consiste en: dados dos números, llamados radicando e índice, hallar un tercero, llamado raíz, tal que, elevado al índice, sea igual al radicando. (Raíz)índice = Radicando 5² = 25 En la raíz cuadrada el índice es 2, aunque en este caso se omite, es decir, no se pone el 2. √25 = 5 El índice es 2 (por eso no se pone) El radicando es 25 La raíz es 5 OPERACIONES CON RAÍCES Las operaciones con radicales nos ayudan a conseguir la mayor simplificación de la raíces hasta el punto de encontrar su resultado o expresarla de la forma más sencilla posible. Para poder resolver operaciones con raíces, es necesario conocer en qué consisten las propiedades de los radicales. Aquí puedes encontrar algunos ejercicios resueltos de operaciones con radicales para que puedas comprender perfectamente los pasos a realizar en cada una de ellas. SUMA DE RAÍCES Cuando sumamos raíces, sólo podemos sumar radicales que sean semejantes. Esto significa que solamente se pueden sumar radicales que posean el mismo índice y el mismo radicando. En el caso de que queramos sumar radicales semejantes se suma la parte que encontramos fuera del radical, que se encuentra multiplicando al radical, y se mantiene el mismo radicando. Cuando no encontramos ningún número fuera de la raíz es como si hubiera un 1. RESTA DE RAÍCES Para realizar la resta de radicales debemos seguir el mismo proceso que en la suma. Debemos restar la parte de fuera y mantener el mismo radical. Recuerda que si no encontramos ningún número fuera de la raíz es igual a 1. MULTIPLICACIÓN DE RAÍCES Las propiedades de los radicales nos muestran que la multiplicación de radicales es igual a la raíz del producto de cada uno de los factores. Por ello, para realizar el producto de radicales debemos multiplicar cada uno de los radicandos y colocarlos bajo el mismo radical. DIVISIÓN DE RADICALES Al igual que en el caso anterior, en el cociente de radicales es igual al radical del cociente de radicandos. De esta forma, para realizar división de raíces debemos dividir los números que se encuentran dentro de las raíces y colocar el resultado dentro de un mismo radical. OPERACIONES COMBINADAS: ORDEN QUE HAY QUE SEGUIR PARA RESOLVER COMBINADAS 1. Efectuar las operaciones entre paréntesis, corchetes y llaves. 2. Calcular las potencias y raíces. 3. Efectuar los productos y cocientes. 4. Realizar las sumas y restas. (15 − 4) + 3 − (12 − 5 · 2) + (5 + 16: 4) − 5 + (10 − 22) = =11 + 3 – (12 – 10) + (5 + 4) – 5 + (10 – 4) = =11 + 3 -2 + 9 – 5 + 6 = = 22 Realizamos en primer lugar las operaciones que están dentro de los paréntesis, respetando el orden de prioridad. Quitamos paréntesis realizando las operaciones. a. b. c. EJERCICIOS A. 8 − 6 + 7 − 5 − 2 + 8 − 6 = B. 4 · 3 − 8 + 7 · 2 − 10 + 2 · 6 = C. 6· 3 − 12 : 2 + 7 − 4 · 3 = D. 3² − 4 · 2 + 18 : 3 + 24 − 42 = E. (13 − 4 · 2) − 4 + (2 · 6 − 7) − (14 − 3²) = F. [3³ − (4 · 3 + 8)] − (3 · 6 − 15) + 22 – (8 − 6) = G. 8² − [(12 : 2) · (24 : 6)] − {25 − [24 − (18 : 3)]} = SUMA DE NÚMEROS ENTEROS (32)2 – 11 · √4 = 5 + √(43 + √36) = 38 – [15 – (8 – 3) – 7] = Si los signos son diferentes, se resta y se pone el signo del número que tenga el mayor valor absoluto: CONJUNTO DE LOS NÚMEROS ENTEROS Si los signos son iguales, se suma y se mantiene el signo: +++=+ −+−=− → 6 + 6 = 12 POSITIVO → -6+(-6)=-12 NEGATIVO 6 + (-3) = 3 POSITIVO porque el número 6 es más grande que el 3 y se pone su signo. -6 + 3 = -3 NEGATIVO porque el número 6 es más grande que el 3 y se pone su signo. RESTA DE NÚMEROS ENTEROS (no naturales o enteros negativos) (cero) (naturales o enteros positivos) El símbolo de la resta le cambia el signo a la cifra que le sigue y la resta pasa a ser una suma, es decir, el -3 pasa a ser +3 y la resta pasa a ser una suma. EL VALOR ABSOLUTO, ES UN NÚMERO SIN SIGNO, ES DECIR, EL VALOR ABSOLUTO DE: 6 – (-3) = 6 + (+3) = 9 POSITIVO POTENCIA DE NÚMEROS ENTEROS -8 → 8 (+) elevado a par= + 72→ 72 MULTIPLICACIÓN DE NÚMEROS ENTEROS +×+=+ −× − = + → 5 × 3 = 15 POSITIVO → −5×(−3)= 15 POSITIVO +×−=− → −× + = − → −5×(−3)= −15 NEGATIVO (-) elevado a par = + (+) elevado a impar = + (-) elevado a impar = – 5×(−3)= −15 NEGATIVO DIVISIÓN DE NÚMEROS ENTEROS +:+=+ → 6 : 3 = 2 POSITIVO −: − = + → −6:(−3)= 2 POSITIVO +:−=− → 6 :(−3)=−2 NEGATIVO −: + = − → −6: 3 = −2 NEGATIVO La potencia de 0 es 1. a0 =1 (− a)0 =1 La potencia con exponente negativo es su inversa positiva. Producto con la misma base → se mantiene la base y se suman los exponentes. 4².4³ = 4²+³ División con la misma base → se mantiene la base y se restan los exponentes. 4³ : 4² = 4³¯² = 4 Potencia de una potencia → se mantiene la base y se multiplican los exponentes. (4³)² = 4³·² Producto con diferentes bases y mismos exponentes → se multiplican las bases y se mantiene el exponente. 23 · 43 = (2 · 4)3=83 a) 10 grados bajo cero b) Tercer sótano c) 3 metros bajo el nivel del mar d) 12 grados bajo cero CONJUNTO DE LOS NUMEROS RACIONALES El conjunto de los números racionales se designa por la letra Q., y corresponde a la definición de un número entero dividido por otro. DIVISIÓN CON DIFERENTES BASES Y MISMOS exponentes → se dividen las bases y se mantiene el exponente. 63 : 33 = (6:3)3 = 23 Ejercicios 1.Suma las siguientes operaciones: (+5)+(+3)= (–8)+(–5)= (–3)+(+9)= (- 2 ) + ( – 15) = (–4)+(–4)= (–1)+(+7)= (–5)+(+0)= (–5)+(+5)= 2. Resta las siguientes operaciones: (–8)–(+0)= (–5)–(+5)= (–3)–(+9)= (–8)–(–5)= 3. Clasifica los siguientes números en positivos y negativos: +3 -5 +7 -9 +32 -6 25 -14 +345 -89 4.Expresa con números negativos las siguientes expresiones: p / p, q Z , q 0 q Q= Las propiedades en el conjunto de los números racionales son las siguientes: a) es infinito, b) no tiene primer ni último elemento. c) entre dos números racionales, siempre existe otro número racional, por ejemplo. Es decir, el conjunto es DENSO. d) está ordenado por la relación “menor o igual” e) se cumple la propiedad de tricotomía. (Entre dos números, se puede comparar con una sola de las siguientes relaciones: “mayor”, “menor” o “igual”.) FORMAS DE EXPRESAR UN RACIONAL. Existen tres formas de expresar un número racional: a) p tal que q q0 (forma de racional fraccionario) a 3 =a:b Ej. : = 3 : 4 = 0,75 b 4 ( forma de racional decimal ) b) ar 3 3 25 75 / b r = 100 Ej. : = = = 75 % br 4 4 25 100 (racional porcentual) c) FORMAS DE UN RACIONAL DECIMAL. Existen tres formas de expresar un racional decimal: 30. Encuentra: a) 2 1 de de 12 3 2 b) 5 1 de de 108 6 9 31.Intercala cinco decimales entre: - a) racional finito o exacto a b a:b c tal que Ejemplo : a ) 0, 4 y 0,5 con resto cero 2 0,4 5 _ b) 1,2 3 y 1, 2 OPERACIONES EN Q. NOCIÓN : Propiedades de las operaciones en el sistema ( Q, +, · ) b) racional infinito periódico b) En Q se definen las dos siguientes operaciones: SUMA Y RESTA DE NÚMEROS RACIONALES c) racional infinito semiperiodo Con el mismo denominador PROPIEDADES DE LA IGUALDAD Y DESIGUALDAD DE FRACCIONES Si a b a b y = c d c d > ad entonces entonces Se suman o se restan los numeradores y se mantiene el denominador. = b c ad > b c Ejemplos: EJERCICIOS. 27. Señala si las siguientes parejas de racionales son iguales: a) 2 4 y 3 7 b) -2 -6 y 9 3 28. Indica el signo >, < o = que corresponda en las siguientes parejas de racionales : 2 1 a) b) 5 y 4 y 7 6 8 7 4 12 c) y 9 27 29. Encuentra el valor de x en las siguientes igualdades: a) 4 x = 8 2 b) 20 5 = 16 x - c) 13 x = 26 2 - d) 1 3 = 2 x c) -2 8 y 5 20 Con distinto denominador En primer lugar, se reducen los denominadores a común denominador, y se suman o se restan los numeradores de las fracciones equivalentes obtenidas. Ejemplos: 1. MULTIPLICACIÓN DE NÚMEROS RACIONALES El producto de dos números racionales es otro número racional que tiene: 1. 2. 3. 1 Obtenemos el numerador por el producto de los numeradores. 4. 2 Obtenemos el denominador por el producto de los denominadores. 5. Ejemplo: NÚMEROS IRRACIONALES (Q’) DIVISIÓN DE NÚMEROS RACIONALES La división de dos númer os racionales es otro número r acional que tiene: Por numerador el producto de los extremos. Por denominador el producto de los medios. También podemos definir la divisió n de dos números racionales como producto del primero por el inv erso del segundo. EJERCICIOS. Resuelve los siguientes ejercicios Como vimos antes, si un número tiene una cantidad finita de cifras decimales o tiene infinitas cifras decimales periódicas es un número racional. Pero podemos escribir números que, aunque tienen infinitas cifras decimales, éstas no son periódicas, por ejemplo: 0,1234567891011121314151617181920… (las cifras decimales son la sucesión de los números naturales); 0,1011001110001111000011111….. (las cifras decimales son una sucesión de un uno y un cero, luego, dos unos y dos ceros, tres unos y tres ceros, etc.) Estos números no son racionales pues es imposible encontrar un período y por lo tanto no se pueden escribir como fracción ordinaria, los llamaremos irracionales. Llamamos conjunto de números irracionales a los números decimales que tienen infinitas cifras no periódicas, no se pueden expresar como el cociente entre dos números enteros. Ejemplos de números irracionales: Todas las raíces inexactas son números irracionales. el PI π = Es el número de veces que el diámetro de una circunferencia cabe en el perímetro de dicha circunferencia. Se aproxima a 3,14 Se pueden inventar decimales infinitos no periódicos mediante azar o secuencias numéricas. El número e se aplica a problemas de intereses y de crecimiento exponencial. e = 2,71828182845904523… se aproxima a 2,7 CONJUNTOS DE LOS NÚMEROS REALES(R) Entre los racionales y los irracionales se completa la recta numérica. Es decir, ya no queda ningún punto sobre la recta al que no le corresponda ya sea un número racional o un número irracional. Es por ello que se considera que, si se unen los dos conjuntos, esto es, Racionales más Irracionales se forma un nuevo conjunto La unión de los números racionales con los números irracionales constituye el conjunto de los números reales. Simbólicamente: R = {….- 10, -1, – ¾, – ½, – ¼, 0, ¼ , √2, 5 , …..} R= {Q U Q’} Propiedades del conjunto de los números reales Es un conjunto infinito. No existe un primer ni un último número real. Las dos propiedades más importantes son: Propiedad de densidad de los números reales, y propiedad de la representación gráfica. El conjunto de los números reales es denso, es decir que entre dos números reales existen infinitos números reales. Ejemplo: de 3.1 para llegar a 3.2 podemos pasar por infinitos números 3.11, 3.12, 3.13, 3.1999 etc. CONJUNTOS DE LOS NÚMEROS IMAGINARIOS(I) ¿Por qué surgen los números imaginarios? Surgen por la necesidad de obtener las raíces de índice par de cantidades negativas. Se denotan por i. La unidad de los números imaginarios es la raíz cuadrada de – 1 y se denota por i, así que: i = √1. Debes tener en cuenta: i2 = -1, i 3 = – i, i 4 = 1. Pues bien, un número complejo es simplemente dos números sumados juntos (uno real y uno imaginario). Cero NÚMEROS COMPLEJOS Un número complejo es una combinación de un número real y un número imaginario La unión de los números reales con los imaginarios da origen a los números complejos denotados por C. Ejemplos: 1+i 12 - 3.1i -0.85 - 2i π + πi √2 + i/2 ¿Un número que es una combinación de dos números? ¿Puedes hacer un número combinando a partir de otros dos? ¡Claro que puedes! Lo haces todo el tiempo en las fracciones. La fracción 3/8 es un número hecho de un 3 y un 8. Sabemos que significa "3 de 8 partes iguales". Entonces, un número complejo tiene una parte real y una parte imaginaria. Pero cualquiera de las dos puede ser 0, así que los números reales y los imaginarios son también números complejos. Número complejo Parte real Parte imaginaria 3 + 2i 3 2 5 5 0 -6i 0 -6 Sumar y multiplicar Para sumar dos números complejos sumamos las dos partes por separado: (a,b) + (c,d) = (a+c, b+d) Ejemplo: (3 + 2i) + (1 + 7i) = (4 + 9i) Pero para multiplicarlos seguimos una regla más interesante: (a,b)(c,d) = (ac-bd, ad+bc) Ejemplo: (3 + 2i)(1 + 7i) = ((3×1 2×7) + (3×7 + 2×1)i) = -11 + 23i Puedes intentarlo tú mismo: escribe (3 + 2i)(1 + 7i) en la calculadora de números complejos. Y una cosa interesante es que el cuadrado de "i" sí que es -1 Ejemplo: (0 + i)(0 + i) = ((0×0 1×1) + (0×1 + 1×0)i) = -1 + 0i ACTIVIDADES DE CONSTRUCCIONES Lema. “Educando con amor y creciendo en Sabiduría” Prof. Kelly Yohana M.A.