Nivelacion en matematicas

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NIVELACIÓN EN MATEMÁTICAS

Lic. Walter Ramos Melo



Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

EXPRESIONES ALGEBRAICAS Es un conjunto letras y números (variables y constante) relacionadas entre si por las operaciones aritméticas (suma, diferencia, multiplicación, división, potenciación y radicación) o alguna combinación de éstas en un número limitado de veces.

La representación simbólica que permite reconocer las variables de una expresión algebraica es llamada notación matemática

,

es la expresión

,

de variable

es la expresión

de variable

e

Observación En una expresión algebraica ninguna variable podrá formar parte de algún exponente y/o índice de un signo radical, así las expresiones

no son expresiones algebraicas, al igual que estas otras

a éstas expresiones se les da el nombre de expresiones trascendentes

Término algebraico Es la mínima parte de una expresión algebraica, donde no existen operaciones de adición y/o sustracción.

Todo término algebraico presenta tres partes: coeficiente con signo, variables y exponente (grado)

Clasificación de expresiones algebraicas Racionales: Se le llama así cuando todos los exponentes de sus variables son números enteros a su vez pueden ser: 3


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a) Enteras: Cuando las variables están en el numerador y están afectadas con exponente enteros positivos

b) Fraccionarias: Cuando al menos una variable está afectada con exponente entero negativo o se encuentra en el denominador

Irracionales: Se le llama así cuando al menos una variable está afectada con exponente fraccionario o figura con un signo de radicación

VALOR NUMÉRICO El valor numérico de una expresión algebraica, para un determinado valor, es el número que se obtiene al sustituir en ésta el valor numérico dado y realizar las operaciones indicadas.

Ejercicios 01. Determine la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones (justifique su respuesta) a) La expresión

es un término algebraico.

b) El valor numérico de

c) La expresión

, cuando

,

, es 0,25

,

, es

es algebraica

d) El valor numérico de

, cuando

Resolución a)

presenta operación de sustracción, por lo que no es un término algebraico

Falso 4


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b)

÷

÷

÷

ˆ Falso

c)

, las variables son x; y y los exponentes no presentan dichas variables ˆ si es expresión algebraica Verdadero

d) ÷

÷ ÷ ˆ Verdadero

02. Dada la expresión

calcule el valor de

, cuando

Resolución

5


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÷

÷

÷

÷

ˆ

03. Dada la expresión

calcule el valor de

, cuando

y

Resolución

÷

÷

÷

÷

÷

ˆ

6


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DESPEJES DE VARIABLES Dada una expresión algebraica igualada a otra, así como cualquier tipo de fórmula matemática, con frecuencia se requiere aislar o “despejar” de dicha expresión alguna de sus variables; esto es, se pretende que dicha variable quede sola en uno de los dos lados de la igualdad. No siempre es posible; pero para los casos en que es factible hacerlo se deberá tener en mente las siguientes recomendaciones: Los términos o monomios pasarán de un lado de la igualdad al otro cambiando de signo y es lo primero que se hará, si es necesario.

Ejercicios 01. Despeje el valor de

:

Resolución Aislamos

en la izquierda de la igualdad

÷ ˆ

02. Despeje el valor de

:

Resolución Aislamos

en la derecha de la igualdad

ˆ

03. Despeje el valor de

:

Resolución Aislamos

en la derecha de la igualdad

ˆ

7


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04. Despeje el valor de

Nivelación en matemática

:

Resolución Aislamos

en la derecha de la igualdad

ˆ

05. Despeje el valor de

:

Resolución Aislamos

en la derecha de la igualdad

efectuando la parte izquierda de la ecuación

invirtiendo ambos miembros ˆ

06. Despeje el valor de

:

Resolución Como

se encuentra en el numerador y denominador del primer miembro de la ecuación, pasamos su

denominador a multiplicar al otro miembro de la ecuación

÷ aislamos

en la izquierda de la igualdad

÷ 8


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factorizando

Nivelación en matemática

en el primer miembro

ˆ

07. La fórmula

permite calcular la Velocidad de un cuerpo en movimiento armónico simple. Despeje expresión que permita calcular el valor de

modelando la

.

Resolución Como

se encuentra en la parte interna de una raíz, despejamos el radical

elevamos al cuadrado para eliminar el radical

aislamos

en la derecha de la igualdad

ˆ

08. En la fórmula

de dilatación lineal de los cuerpos debido al cambio de temperatura, despeje

.

Resolución Como

se encuentra en la parte interna de la expresión, entonces despejamos las expresiones a su

entorno ÷

9


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Nivelación en matemática

÷

÷

÷

pasando y dejando solo a

en la parte izquierda

ˆ

09. En la ecuación de los lentes:

despeje

.

Resolución Como

se encuentra en la parte interna de la expresión, entonces despejamos las expresiones a su

entorno ÷

pasando y dejando solo a

en la parte izquierda

÷

efectuando la parte derecha ÷

invirtiendo los dos miembros ˆ

10. La expresión

10


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determina el área de la región de un triángulo equilátero de lado

cm, calcule el área de la región del

triángulo equilátero cuyo lado mide 4 cm.

Resolución

nos piden ÷

ˆ

11. La expresión

permite calcular el volumen de un cilindro recto, con radio en base de volumen del cilindro con radio 2 cm y altura 10 cm.

Resolución

nos piden

ˆ 12. Calcule el valor de la expresión

para

,

Resolución

nos piden ÷ ÷ ˆ

11

cm y altura

cm. Calcule el


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Polinomio Es aquella expresión racional entera, es decir la variable está afectada de exponentes enteros y positivos.

Ejemplos:

Representación general de un polinomio de una variable

Si

, se dice que es un polinomio de grado se llama término independiente se le llama coeficiente principal

Ejemplo

Grado(P) = 3 Coeficiente principal = 7 Coeficiente del término cuadrático = 2 Coeficiente del término lineal = 5 Término independiente = 13

DEFINICIÓN: En todo polinomio cuyo coeficiente principal es la unidad se denomina “polinomio mónico” Ejemplos

Grado(P) = 7 coeficiente principal = 1 ÷ P(x) es mónico

Grado(Q) = 9 coeficiente principal = -1 ÷ Q(x) no es mónico 12


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VALORES NUMÉRICOS NOTABLES Si P(x) es un polinomio, se cumple: P(0) = Término independiente P(1) = Suma de coeficientes

Grado Es una característica de las expresiones algebraicas, relacionadas con los exponentes de sus variables. Hay 2 tipos de grados y son: Grado Absoluto (G.A.) Grado Relativo (G.R.)

Grado de monomios El grado o grado absoluto de un monomio se halla sumando todos los exponentes de todas sus variables y el grado relativo de una variable está dado por el exponente de dicha variable.

Ejemplo

Sólo en monomios se cumple que el grado absoluto siempre es igual a la suma de todos sus grados relativos.

Grado de polinomios El grado o grado absoluto de un polinomio está dado por el mayor grado de todos sus términos o monomios y el grado relativo de una variable está dado por el mayor exponente de dicha variable en todo el polinomio.

Ejemplo

entonces

Polinomio homogéneo Es aquel en el cual todos sus términos tienen el mismo grado absoluto.

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Ejemplo

es un polinomio homogéneo de grado de homogeneidad “9".

Polinomios idénticos Dos o más polinomios son idénticos, si tienen el mismo valor numérico para cualquier sistema de valores atribuidos a sus variables

Ejemplo:

Asignemos el valor de:

, tenemos

÷ ÷

cumple

Asignemos el valor de:

, tenemos

÷ ÷

cumple

En dos polinomios idénticos reducidos se cumple que los coeficientes de sus términos semejantes son iguales. Así, si: ÷

W

W

Ejemplo Determine los valores de a, b y c en

Solución Efectuando

igualando los coeficientes de los términos semejantes ÷

÷

÷

÷

ˆ

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POLINOMIO IDÉNTICAMENTE NULO Un polinomio reducido es idénticamente nulo, si todos sus coeficientes son iguales a cero.

Ejemplo: 2

Si: ax + bx + c / 0 entonces: a = 0 W b = 0 W c = 0

Observación Un polinomio idénticamente nulo al ser evaluado para cualquier valor de su variable se ANULA (se hace cero).

Ejercicios 01. Determine la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones (justifique su respuesta) a. La expresión

es un polinomio.

b. El grado absoluto del polinomio

, es 8

c. La suma de los coeficientes de

, es

d. En el monomio

para que el grado relativo de la variable

sea 20, el valor de

,

debe de ser 2.

02. El polinomio

, se sabe que el término independiente es el triple de la suma de sus

coeficientes. Modele una ecuación que permita determinar el valor de

03. Calcule

.

, si el polinomio

es homogéneo.

Términos semejantes Son aquellos términos que tienen la misma parte literal.

Ejemplos: 1.

2.

;

son términos semejantes.

;

son términos semejantes

Reducción de términos semejantes Se suman los coeficientes y se escribe a continuación la misma parte literal.

Ejemplo:

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Ejercicios 01. Dados los sólidos:

a. Modele el polinomio que representa el área total de A, B y C b. Calcule el G.A. del polinomio que representa el volumen de A + B + C

02. El lunes gané gané

billetes de

soles, el martes gané

billetes de

veces lo que gane en los dos días anteriores. Si inicialmente tenía

soles, y el miércoles , ¿cuánto tengo ahora,

asumiendo que no gasté nada?

03. Los lados de un rectángulo son:

Rpta.

,

. Calcule el perímetro y el área del rectángulo

;

04. Vendí mi bicicleta en

soles, ganando

, ¿cuánto costó la bicicleta?

Rpta.

05. En la figura muestra la vista panorámica del proyecto de un parque de forma rectangular. En su interior se encuentran jardines cuyas dimensiones se muestran en la figura y una vereda alrededor de los jardines del mismo ancho en todo el parque.

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a. Modele la expresión que represente el perímetro del proyecto del parque en función del ancho de la vereda.

b. Modele la expresión que represente el área del proyecto del parque en función del ancho de la vereda.

Rpta. a.

b.

, x ancho de la vereda

, x ancho de la vereda

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PRODUCTOS NOTABLES Son los resultados de ciertas multiplicaciones indicadas que se pueden obtener en forma directa, sin necesidad de efectuar la operación de multiplicación. Entre las más importantes tenemos:

Binomio al cuadrado

Nota: •

Al producto se le llama trinomio cuadrado perfecto

Identidades de Legendre

Binomio al cubo

Identidades de Cauchy

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Multiplicación de la suma por la diferencia

Al producto se le llama diferencia de cuadrados

Multiplicación de un binomio por un trinomio

Al producto se le llama suma de cubos

Al producto se le llama diferencia de cubos

Producto de dos factores con un término común

Trinomio al cuadrado

Identidad Trinómica (Argan''D)

Ejercicios 01. Si

,

, simplifique

Resolución

desarrollando

reduciendo

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Nivelaciรณn en matemรกtica

รท ห

02. Efectuar

03. Indicar el equivalente reducido

04. Efectuar

05. Efectuar

06. Determine el resultado de efectuar

07. Efectuar

08. Halle el resultado de simplificar

09. Sabiendo que

calcule

10. Sabiendo que

20


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Calcule

11. Determine la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones (justifique su respuesta) a) Al efectuar

se obtiene

.

b) No es posible que ocurra c) Si d) Si e) Si

entonces

. .

entonces necesariamente se tiene entonces necesariamente se tiene

Resolución a) Falso

b) efectuando la parte izquierda

reduciendo ÷ ÷ ˆ Será posible cuando Falso

c) ÷ ÷ ÷ ˆ Verdadero

d) ÷ ÷ ÷

21

. .


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÷ eliminando el factor común ÷ ÷

e igualando a

para no perder soluciones

w w

Falso

12. Modele una ecuación que permita determinar el polinomio y sumar

al resultado, se obtenga la cuarta potencia del exceso de

Resolución determinar el polinomio

, sabiendo que al multiplicarlo por

y sumar

se obtenga la cuarta potencia

del exceso de

, sabiendo que al multiplicarlo por

sobre

22

sobre


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DIVISIÓN ALGEBRAICA Dados dos polinomios dividendo polinomios:

y

divisor

, la división es una operación que consiste encontrar otros dos

denominados cociente y residuo respectivamente que verifican la siguiente relación:

Una división es exacta si y solo si: entonces

, también se dice que D(x) es divisible por d(x)

PROPIEDADES 1.

2/

Ejemplo:

Luego:

El residuo como máximo es de grado 2, pero también podría ser de primer grado o de grado cero (una constante real).

Métodos de división 1// Clásico Ejemplo:

23


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Observación *

*

*

Luego:

2// William Horner Este método se basa en la división por coeficientes separados. Los polinomios dividendo y divisor se presentan en el esquema como polinomios completos y ordenados por lo general en forma decreciente. Si faltase algún término para que sean completos se colocará un cero. Si la división es exacta, los polinomios dividendo y divisor pueden ser ordenados en forma creciente.

Esquema:

NOTA: El número de columnas que presenta el residuo es numéricamente igual al grado del divisor contado de derecha a izquierda.

Ejemplo: Dividir:

Como no existe término cúbico, en el dividendo, se completa con cero Nótese que los coeficientes del divisor cambia de signo, excepto el primero Se divide el primer coeficiente del dividendo entre el primer coeficiente del divisor, para calcular el primer coeficiente del cociente

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El coeficiente calculado se multiplica por cada uno de los coeficientes del divisor, con signos cambiados, para formar la siguiente fila

Luego:

;

3// Paolo Ruffini Se utiliza cuando el divisor es de primer grado: ,a…0

Esquema:

&

x' & b a

b a

Ejemplo Dividir:

Como no existe el término de cuarto grado, se completa con cero

Se baja el primer coeficiente del dividendo, la cual se multiplica con el valor calculado de “x”, cuyo resultado se coloca en la siguiente columna

Nótese que los coeficientes encontrados se debe de dividir entre el coeficiente de “x”, para calcular los coeficientes del cociente

x'&

3 2

&

3 2

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Luego:

Teorema del resto Tiene por finalidad hallar el resto de una división sin efectuar dicha operación. Se aplica cuando el divisor es de la forma ax + b, o transformable a ella

Demostración

Sea la división:

, donde se pide calcular el residuo

÷ Por la propiedad fundamental de la división ... (1) Se desea calcular

y no dividir, entonces debemos de eliminar el cociente

, que se consigue igualando

a cero el divisor

÷

÷

reemplazamos el valor encontrado en (1)

÷

ˆ

Pasos a seguir: I.

Se iguala el divisor a cero.

II. Se despeja una variable. III. Se reemplaza el valor o equivalente de esta variable en el dividendo cuantas veces sea necesario.

26


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Nivelaci贸n en matem谩tica

Ejercicios 01. Determine la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones (justifique su respuesta) a) Al efectuar b) Al efectuar

se obtiene

.

, se obtiene como cociente un polinomio y un resto igual a cero.

c) Al efectuar la divisi贸n

, se obtiene un cociente cuya suma de coeficientes

es 2017. d) No es posible efectuar

en el campo de los polinomios.

Resoluci贸n a)

Falso

b)

el residuo es Falso

c)

por Ruffini

el cociente es Suma de coeficientes del cociente es:

entonces Falso

d) En el campo de los polinomios no es posible efectuar, dado que el grado del dividendo es mayor que el divisor Verdadero 27


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02. En una división de polinomios el cociente fue

, mientras que el residuo fue tres unidades menor que el

doble del cociente. Modele una ecuación que permita determinar el divisor, sabiendo además que el dividendo excede en

unidades al cubo del cociente.

Resolución

cociente fue

, entonces

el residuo fue tres unidades menor que el doble del cociente, entonces

el dividendo excede en

unidades al cubo del cociente, entonces ÷

como nos piden determinar el divisor, sea el divisor Del algoritmo de la división por lo tanto la ecuación será

03. Calcule

, sabiendo que el polinomio

es divisible por

Resolución Como es divisible, entonces el residuo es cero. Por Horner

v

entonces

÷

v

ˆ

04. Calcule

si la división

deja resto nulo

28


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Resolución Por Horner

v

entonces

v

ˆ

05. Al dividir un polinomio

entre

y

respectivamente. Calcule el resto de dividir

, separadamente se obtuvieron como restos 12 y 20 entre

.

Resolución Según dato: •

el resto es 12, entonces por teorema del resto

... (1)

el resto es 20, entonces por teorema del resto

... (2)

Nos piden el residuo de dividir

como el divisor es de segundo grado, entonces el máximo grado del residuo es 1, osea es de la forma

Aplicando el algoritmo de la división entonces tenemos

como son polinomios idénticos, podemos darle valores convenientemente para que se elimine el cociente, que no se conoce para

,

÷

para

,

÷

resolviendo el sistema (3) y (4) se obtiene

v

ˆ 29

... (3) ... (4)


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06. Al dividir un polinomio coeficientes es

entre

se obtiene como resto

. Calcule el resto de dividir

y un cociente cuya suma de

entre

Resolución

entre

se obtiene como resto

entonces por el algoritmo de la división ... (1)

un cociente cuya suma de coeficientes es entonces

... (2)

Nos piden el residuo de dividir

, por teorema del resto, nos piden

en (1)

de (2)

ˆ

07. Al dividir entre

entre

se obtiene como resto

.

Resolución

dividir

entre

se obtiene como resto

aplicamos el algoritmo de la división ... (1)

Nos piden el resto de dividir

entre

por el teorema del resto, nos piden

en (1)

÷ ÷

ˆ 30

, calcule el resto de dividir


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08. Determine un polinomio

de grado tres, que sea divisible separadamente por

y por

;

sabiendo además que la suma de sus coeficientes es 24 y su término independiente es 2.

Resolución

es divisible separadamente por como

y

y por

son primos, entonces

es divisible entre el producto

por el algoritmo de la división ... (1) Como entonces

de grado tres es de primer grado de la forma

en (1) ... (2)

su término independiente es 2 entonces en (2) , entonces

, entonces

la suma de sus coeficientes es 24 entonces en (2) , entonces

, entonces

remplazando en (2)

ˆ

09. Determine la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones (justifique su respuesta) a) El resto de dividir

es 3.

b) El residuo de dividir cualquier polinomio independiente de c) Si

entre

siempre será un número (término

).

es divisible por

entonces siempre es posible hallar un polinomio

, tales que

. d) Si un polinomio

es divisible por

y también es divisible por

divisible por el producto de ellos, es decir, por

.

31

, entonces necesariamente es


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Nivelación en matemática

Resolución

÷

a) Por teorema del resto

, reemplazando en el dividendo

÷

entonces

ˆ Verdadero

b) Como el divisor

, es de primer grado, entonces máximo grado del residuo es 1 - 1 = 0, osea un

término independiente de Verdadero c) Como

es divisible por

, por el algoritmo de la división

Verdadero

es divisible por

d)

entonces

y también es divisible por

es divisible por el mínimo común múltiplo de

y

Falso

10. Se sabe que

es divisible por

determinar el valor de

. Modele una ecuación que permita

.

Resolución

÷

Por teorema del resto

, reemplazando en el dividendo

y considerando el residuo cero, por ser divisible entonces

11. Si al efectuar la división:

, deja como residuo

Resolución

÷

Por teorema del resto

dando forma el dividendo con

÷ reemplazando

, para calcular el residuo

÷

32

, calcule los valores de

y

.


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Nivelación en matemática

÷ ÷ Por dato

entonces

÷

ˆ

33


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FACTORIZACIÓN Factorizar un polinomio es escribirlo como un producto de factores polinómicos primos entre si.

Divisores o factores de un polinomio Dado un polinomio, se dice que un factor o divisor de este es cualquier polinomio que lo divide sin dejar resto.

Ejemplo: Si los factores son: cada uno de ellos divide sin dejar residuo a

Factores primos de un polinomio Un polinomio se considera primo sobre un campo numérico, si ya no se le puede factorizar sobre el mismo campo numérico.

Si los factores primos son:

Factorización de polinomios Es un proceso inverso a la multiplicación, consiste en transformar el polinomio en un producto de dos o más factores primos en el campo racional Q.

MÉTODOS DE FACTORIZACIÓN Factorización por factor común monomio Aquí buscamos un término repetido en toda la expresión, dicho término también denominado factor común se deberá extraer considerando a sus variables con su menores exponentes.

Ejemplo: Factorice el polinomio

Resolución El término repetido es

, luego el polinomio factorizado es:

los factores primos son:

Factorización por factor común polinomio En este método debemos tener en cuenta la cantidad de términos del polinomio a factorizar. Se requiere agrupar los términos del polinomio de 2 en 2, de 3 en 3, ... buscando un factor común polinomio. 34


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Ejemplo: Factorizar

Resolución El polinomio no presenta factor común monomio, presenta 4 términos, dos términos positivos y dos términos negativos, dos de ellos son múltiplos de 5, factorizamos esos términos por factor común monomio. Dichos términos tiene en factor común monomio

agrupamos el segundo y tercer término

factorizando el factor común polinomio

los factores primos son:

Factorización por identidades En este método se aplica las fórmulas de productos notables

Trinómio cuadrado perfecto

Ejemplo: Factorice

Resolución

Diferencia de cuadrados

Ejemplo 1: Factorice

35


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Resolución Dando forma

por diferencia de cuadrados

Ejemplo 2: Factorice

Resolución La expresión parece provenir de

, como no tiene el término

, entonces podemos como:

por diferencia de cuadrados

Ejemplo 3:

se repite en los dos términos

; , entonces factorizamos éstas variables elevados a su menor exponente que

son:

por diferencia de cuadrados

Suma y diferencia de cubos

Ejemplo 1: Factorice

Resolución Dando forma

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por diferencia de cubos

Argan''s

Ejemplo Factorice

Resolución

Factorización por aspas Este método se aplica cuando existen variables al cuadrado ( dos (

), variables lineales (

), productos de variables de dos en

) y un término independiente.

Para factorizar se descompone los términos que tienen las variables al cuadrado y el término independiente, para comprobar los demás términos, mediante la suma del producto en aspa.

Ejemplo: Factorice

Resolución Se descompone los términos que tienen las variables al cuadrado, entonces se descomponen

se deben de comprobar los demás términos, mediante la suma del producto en aspa

, no existe término con

, no existe término con

, cumple

, cumple

37


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Nivelación en matemática

, cumple

÷

cumple

ˆ

Factorización por divisores binomios Se emplea para factorizar polinomios de cualquier grado que admita por lo menos un factor binomio de la forma o transformable a ella.

Ceros del polinomio Es el valor o conjunto de valores que anulan al polinomio (valor numérico)

Ejemplo: Sea el polinomio: Si evaluamos para

÷ Como

se anula para

÷

Teorema del factor Si un polinomio

Sea Si

se anula para

entonces diremos que

un polinomio entonces

Si

entonces

Si

entonces

es un factor de es un factor de es un factor de

38

es un factor de


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Nivelación en matemática

Ejemplo: Sea

un polinomio

Si

entonces

Si

es un factor de

entonces

Si

es un factor de

entonces

es un factor de

Procedimiento para factorizar 1. Se calculan valores que anulen al polinomio (ceros del polinomio)

“Posibles ceros” del polinomio (PC):

2. Se evalúa cada posible cero (PC) en el polinomio: Si

, entonces

es un factor de

3. Luego de encontrar el factor o factores binomios, para calcular el otro factor se tendrá que dividir el polinomio inicial entre el factor o factores binomios obtenidos utilizando el método de Ruffini y el cociente resultante será el otro factor.

Ejemplo 1: Factorice:

Resolución i) en el ejemplo tenemos ocho posibles ceros

y se tiene que probar hasta que con uno de ellos

el polinomio se anule.

ii) Para

÷ ÷ ÷

es un factor de

iii) Por Ruffini:

39


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Nivelación en matemática

como el polinomio por factorizar es de tercer grado y encontramos un factor

, entonces el otro factor,

de segundo grado es el cociente

ˆ

Ejemplo 2: Factorice

Resolución

se anula para se anula para

, entonces un factor es

.

, entonces un factor es

, notese que el divisor se dividió entre 3, que es

el denominador de la fracción. se anula para

, entonces un factor es

El polinomio a factorizar es de cuarto grado, se encontró 3 valores que anulan al polinomio, entonces el cociente es de grado uno, entonces el otro factor es

.

ˆ

Ejercicios 01. Factorice

Resolución El término repetido es

, luego el polinomio factorizado es:

40


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Nivelación en matemática

02. Factorice

Resolución El término repetido es

, luego el polinomio factorizado es:

03. Factorice

Resolución El polinomio presenta dos términos con un factor común polinomio

Factorizando

se obtiene

04. Factorice

Resolución El polinomio presenta tres términos, factorizando el signo negativo del término central, buscando factor común polinomio

Factorizando el factor común polinomio se obtiene

05. Factorice

Resolución El polinomio presenta seis términos, tres de ellos tienen factor común monomio , los otros tres tienen factor común monomio

, factorizando de tres en tres.

El polinomio presenta dos términos con un factor común polinomio

41


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Nivelación en matemática

Factorizando el factor común polinomio se obtiene

06. Factorice

Resolución El polinomio presenta cuatro términos, dos de ellos tienen factor común monomio factor común monomio

, factorizando de dos en dos.

El polinomio presenta dos términos con un factor común polinomio Factorizando el factor común polinomio se obtiene

07. Factorice

Resolución Los dos términos que tiene el polinomio tiene la forma de diferencia de cuadrados

por diferencia de cuadrados se obtiene

reduciendo se obtiene

08. Factorice

Resolución Por aspa

42

, los otros tres tienen


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Nivelación en matemática

, cumple

la factorización será:

se observa diferencia de cuadrados

por diferencia de cuadrados se obtiene

09. Factorice

Resolución Se observa suma de cubos

por suma de cubos

efectuando se obtiene

10. Factorice

Resolución Por aspa

, cumple

la factorización será:

43


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Nivelación en matemática

se observa diferencia y suma de cubos

por diferencia y suma de cubos

efectuando se obtiene

11. Factorice

Resolución Se observa que se repite

, hacemos el cambio de variable

, entonces

entonces tenemos que factorizar

por aspa se obtiene

reemplazando

efectuando y reduciendo se obtiene

12. Factorice

Resolución multiplicando convenientemente, buscando que la suma de los términos independientes de dos factores sean iguales, ellos son:

;y

entonces:

hacemos cambio de variable, sea reemplazando tenemos

efectuando y reduciendo se obtiene

por aspas se obtiene

44


Walter Ramos Melo

reemplazando

Nivelación en matemática

se obtiene

13. Factorice

Resolución multiplicando convenientemente, buscando que la suma de los términos independientes de dos factores sean iguales, ellos son:

;y

entonces:

hacemos cambio de variable, sea reemplazando tenemos

efectuando y reduciendo se obtiene

por identidades

reemplazando

se obtiene

14. Factorice

Resolución Por divisores binomios

se anula para

, entonces un factor es

se anula para

, entonces un factor es

.

45


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

El polinomio a factorizar es de tercer grado, se encontró 2 valores que anulan al polinomio, entonces el cociente es de grado uno, entonces el otro factor es

.

ˆ

15. Factorice

Resolución Por divisores binomios

se anula para

, entonces un factor es

se anula para

, entonces un factor es

.

El polinomio a factorizar es de tercer grado, se encontró 2 valores que anulan al polinomio, entonces el cociente es de grado uno, entonces el otro factor es

ˆ

46

.


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

FRACCIONES ALGEBRAICAS Es el cociente indicado de 2 expresiones algebraicas racionales enteras llamadas numerador (el dividendo) y denominador (el divisor) donde este último es a lo menos de 1/ grado.

Representación de una fracción

donde: A es el polinomio dividendo (Numerador) B es el polinomio divisor (Denominador)

Ejemplos: son fracciones algebraicas

no es fracción algebraica

Signos de una fracción En toda fracción podemos distinguir 3 signos:

+ : signo del numerador - : signo del denominador - : signo de la fracción

Nota: En toda fracción no se altera al cambiar cualquier par de sus signos.

Ejemplos •

Reducir

47


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

Resolución Buscando fracciones homogéneas

sumando las fracciones homogéneas

cambiando de signos convenientemente

simplificando

ˆ

Clases de fracciones Fracciones Propias Cuando el numerador es de menor grado que el denominador. Así:

Fracciones Impropias Cuando el numerador es de mayor o igual grado que el denominador. Así:

Fracciones Homogéneas Son aquellas que tienen iguales denominadores. son fracciones homogéneas

Fracciones Heterogéneas Son aquellas que tienen denominadores diferentes. son fracciones heterogéneas

48


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

OPERACIONES CON FRACCIONES Suma o diferencia *

(fracciones homogéneas)

*

(fracciones heterogéneas: bdf = MCM de los denominadores)

Multiplicación

División

o también:

TEOREMA Si:

tiene un mismo valor constante “k” para cualquier valor de x e y de su dominio,

entonces:

Fracciones parciales Es posible expresar una fracción propia

de

sea menor que el grado de

de

.

Cuando

como una suma de fracciones más sencillas, siempre que el grado

. Estas fracciones sencillas son conocidas como fracciones parciales

es impropia, se divide la fracción para expresarlo de la siguiente manera

49


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

donde:

Ejemplo , es fracción impropia

dividiendo

ˆ

Casos Para descomponer una fracción propia, en suma de fracciones parciales, debemos de factorizar el denominador y tener en cuenta que cada fracción parcial debe de ser también fracción propia, osea el grado del polinomio numerador es de menor grado del polinomio denominador.

Caso 1 Cuando el denominador no presenta factores repetidos

Notese que cada fracción parcial se considera propia

Ejemplo 1: Determine las fracciones parciales de

Resolución Factorizando el denominador

50


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

tiene factor común monomio

por aspa simple

÷

efectuando

÷ como son idénticos podemos darle valores convenientemente

÷

para

÷

÷

para

÷

÷

÷

÷

para

÷

÷

÷

ˆ

Ejemplo 2: Determine las fracciones parciales de

Resolución

efectuando

÷ 51

÷

÷


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

dando valores convenientemente

÷

para

÷

÷

÷

÷

para

÷

÷

÷

÷

÷

para

÷

÷

÷

ˆ

Caso 2 Cuando el denominador presenta un factor repetidos

Notese que las potencias tienen la misma forma que su factor simple

Ejemplo Determine las fracciones parciales de

Resolución

efectuando

÷ dando valores convenientemente

÷

para

÷

÷

52

÷


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

÷

para

÷

÷

÷

para

÷ ÷

÷

÷

÷

ˆ

Ejercicios 01. Simplificar

Resolución

factorizando el factor común monomio

del numerador

factorizando por aspas

simplificando

ˆ 02. Efectuar

Resolución

53


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

efectuando el primer factor

por Legendre y por suma por diferencia

simplificando

03. Reducir

Resolución buscando fracciones homogéneas, cambiando de signos de dos en dos, convenientemente

sumando las fracciones homogéneas

ˆ

54


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

04. Simplificar

Resolución

efectuando

ˆ 05. Simplificar

Resolución

Los dos primeros términos del numerador tienen factor común polinomio

, lo factorizamos

efectuando por productos notables

reduciendo

los dos términos del numerador tienen el factor común polinomio

55

, lo factorizamos


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

ˆ 06. Calcule

, sabiendo que

Resolución Efectuando el primer miembro

Cambiando un par de signos el segundo miembro

para

÷

para

÷

÷

÷

÷

ˆ 07. Simplifique y efectúe la siguiente expresión

Resolución

56

÷


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

ˆ 08. Determine la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones (justifique su respuesta) a) Si la fracción

b) Al sumar

c) La expresión

d) Si la fracción

e) Al sumar

es equivalente a la fracción

entonces se cumple

se obtiene cero.

es equivalente a

.

, es igual a su recíproco, entonces

se obtiene

.

Resolución a)

÷ Verdadero

b)

cambiando un par de signo en la segunda fracción

57

.

.


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

Verdadero

c)

Verdadero

÷

d)

÷

÷

÷

Verdadero

e)

Falso

09. Al sumar

los valores de

se obtiene

y

. Modele una ecuación (o unas ecuaciones) que permitan determinar

.

Resolución

÷

÷ ÷

ˆ

10. Determine la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones (justifique su respuesta) a) La expresión

b) La expresión

c) La expresión

puede ser una fracción parcial.

puede ser una fracción parcial.

se descompone en exactamente dos fracciones parciales.

58


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

d) La expresión

no puede ser una fracción parcial.

Resolución a) La fracción parcial debe de ser propia Falso

b) La fracción parcial es propia y el denominador no se puede factorizar más. Verdadero

c)

Falso

d) La expresión

, el denominador es factorizable

ser una fracción parcial. Verdadero

59

, entonces no puede


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Nivelación en matemática

ECUACIONES Es una igualdad entre dos expresiones matemáticas donde a las variables que aparecen en la igualdad se les denominan incógnitas y a los valores que verifican la igualdad se les llama soluciones de la ecuación las cuales forman el conjunto solución (CS)

Notación general

Ejemplo: Sea la ecuación:

÷

Si:

÷

÷

Si:

÷

como 3 y -1 verifican la igualdad, son las soluciones de la ecuación

ˆ

Observaciones •

Si la ecuación tiene una sola variable, la solución también se nombra raíz.

La ecuación:

es cuadrática de ahí sus dos soluciones

Clasificación de las ecuaciones De acuerdo al tipo de solución se clasifica en:

1. Ecuaciones compatibles Cuando admiten solución, éstas se dividen en:

1.1 Ecuación compatible determinada Cuando tiene un número limitado de soluciones

Ejemplo: Resolver la ecuación:

Resolución Efectuando tenemos

÷ ˆ

1.2 Ecuación compatible indeterminada Cuando tiene un número ilimitado de soluciones 60


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

Ejemplo: Resolver la ecuación:

Resolución Efectuando tenemos

÷ se verifica para cualquier valor de “ ”

2. Ecuaciones incompatibles Cuando no admiten solución. El conjunto solución es vacío.

Ejemplo: Resolver la ecuación:

Resolución Efectuando tenemos

÷ absurdo

ˆ

Definición Se dice que dos o más ecuaciones son equivalentes si tienen el mismo conjunto solución.

Ejemplo: Si:

÷

Si:

÷

ˆ Las ecuaciones son equivalentes Observación Si las ecuaciones son equivalentes no necesariamente deben ser del mismo grado.

Recomendaciones para resolver ecuaciones 1. Si a ambos miembros de una ecuación se elimina un factor en el numerador, se le debe de considerar igual a cero para no perder soluciones

61


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

Ejemplo: Resolver la ecuación:

Resolución Eliminando los factores comunes de ambos miembros e igualando a cero

w

w

w

w

ˆ

2. Si a ambos miembros de una ecuación se elimina un factor en el denominador, se le debe de considerar diferente a cero

Ejemplo: Resolver la ecuación

Resolución Eliminando los factores comunes de ambos miembros

v v ˆ

3. Para elevar al cuadrado ambos miembros de una ecuación, nos debemos de asegurar que los dos miembros sean positivos y todos los radicandos sean positivos

Ejemplo: Resolver la ecuación

Resolución Analizando la existencia de la ecuación

÷

... (1)

Como los dos términos son positivos, podemos elevar al cuadrado la ecuación

÷ 62


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

÷ ÷ ÷

w

considerando (1)

ˆ 4. Podemos aplicar las propiedades de razones y proporciones

Ejemplo: Resolver la ecuación

Resolución

÷

÷

÷

÷

÷ ÷

ˆ

63


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

Ejemplo: Resolver la ecuación

Resolución Sea

v entonces tenemos

por proporciones

÷

÷

elevando al cubo

÷ por proporciones

÷

÷

ˆ

64


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

ECUACIÓN LINEAL Es aquella ecuación polinomial que se reduce a la siguiente forma general: ,œa…0

cuya solución es:

Observaciones 1. Si:

v

÷ La ecuación es compatible indeterminada

2. Si

÷ La ecuación es compatible determinada

3. Si

v

÷ La ecuación es incompatible

Ejemplo: Analizar la ecuación en

Resolución Agrupando los que tienen la incógnita

÷ analizamos a) Para que se compatible indeterminada

v v ˆ

b) Para que se compatible determinada

ˆ

c) Para que se compatible incompatible

v v

(a - 3)(a - 2) … 0 v (a - 1)(a - 2) = 0 (a … 3 v a … 2) v (a = 1 w a = 2)

ˆ

ˆ

65


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

Modelación de problemas La parte más difícil al resolver un problema de aplicación, suele ser su traducción en una ecuación. Por tal motivo antes de resolver algunos problemas, practicaremos la traducción del problema verbal a su representación algebraica.

Representar los siguientes enunciados verbales en expresiones algebraicas:

01. El doble de un número, más uno. Resolución Sea el número: x

el doble: multiplica toda la expresión hasta que exista una coma o punto. el doble del número, es: 2x luego el doble más uno: “2x + 1"

02. El doble de un número más uno. Resolución Sea el número: x

el doble: multiplica toda la expresión hasta que exista una coma o punto. el doble del número más uno, es: 2(x + 1)

03. Dos números cuya suma es 70 Resolución Sea uno de ellos: x el otro será: 70 - x

04. Tres enteros consecutivos Resolución Si “x” es el menor de los enteros entonces (x + 1) y (x + 2) serán las otras dos.

05. Dos números cuya diferencia sea 11 Resolución Si “x” es el número menor entonces (x + 11) es el número mayor.

06. El exceso de 20 sobre el triple de un número Resolución Sea “x” el número dado el exceso de 20 sobre 3x es: (20 - 3x)

66


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

07. La edad de Juan es el doble que la de Luis y la de éste es el triple que la de Ricardo. Expresar cada una de estas edades en función de una de ellas. Resolución Sea x la edad de Ricardo la de Luis será: 3x y la de Juan será: 2(3x) = 6x

ENUNCIADO VERBAL

REPRESENTACIÓN ALGEBRAICA

Siete sumado al doble de un número La suma del doble de un número más siete

2x + 7

El doble de un número, aumentado en siete Siete más que el doble de un número Tres menos que el doble de un número El doble de un número, disminuido en tres

2x - 3

La diferencia del doble de un números y tres Tres restado del doble de un número

ENUNCIADO VERBAL

UN NÚMERO

SEGUNDO NÚMERO

Dos números que difieren en tres

x

x+3

La edad de Ricardo y su edad dentro de 4 años

x

x+4

Un número es el quíntuplo de otro

x

5x

La suma de dos números es 18

x

18 - x

Un alambre de 30 metros cortado en dos

x

30 - x

ENUNCIADO

REPRESENTACIÓN

Dos números proporcionales a 4 y 5.

A = 4x; B = 5x

Dos números en relación de 4 a 5. Dos números son como 4 es a 5. La relación de dos números es 4/5. La razón de dos números es 4/5. 5A = 4B

ENUNCIADO A excede a B en 7.

REPRESENTACIÓN A-B=7

B es excedido por A en 7. El exceso de A sobre B es 7.

A = x + 7; B = x

A es mayor que B en 7. B es menor que A en 7. La diferencia entre A y B es 7.

67


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

ENUNCIADO

REPRESENTACIÓN A = 3B

A es el triple de B. A es tres veces B. A es tres veces mayor que B.

A = 3x; B = x

A es dos veces más que B. B es un tercio de A.

Nota: “m” veces más <> “m + 1" veces

El cuadrado de la suma de dos números A y B.

El reciproco de x

La suma de los cuadrados de los números A y B La suma de las reciprocas de x e y El cubo de la suma de los números A y B La suma de los inversos de las reciprocas de x e y

La suma de los cubos de los números A y B

La inversa de un número x

Algo que recordar PALABRA

SIGNIFICADO

Veces

Producto

De , del , de los

Producto

Como...es a ...

Proporción

en relación

Proporción

Es , en ,sea, tiene, tendrá, equivale tanto como

Igualdad

Planteo y resolución de problemas de aplicación A continuación indicaremos algunas recomendaciones para resolver un problema verbal: 01. Lea la pregunta con cuidado 02. De ser posible, haga un dibujo que le ayude a visualizar el problema 03. Determine la cantidad que se debe encontrar, elija una letra para representar a esta cantidad desconocida. Escriba con exactitud lo que representa (significa). Si hay más de una cantidad desconocida, represente todas las otras en términos de la primera. 04. Escriba el problema verbal como una ecuación 05. Despeje la incógnita de la ecuación 06. Responda a la o las preguntas planteadas 68


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

Ejercicios 01. Resolver la ecuación

Resolución Juntando las fracciones homogéneas

efectuando las fracciones homogéneas

como eliminamos

, debemos de considerar

, entonces

ˆ 02. Resolver la ecuación

Resolución Factorizando los denominadores

efectuando

eliminamos los factores , entonces

y

de los denominadores, debemos de considerar

v

69

v


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

ˆ

03. Resolver la ecuación

Resolución Efectuando

÷

÷

÷

÷

ˆ

04. Resolver la ecuación

Resolución Despejando el radical

÷ para que exista el radical y el problema

v v elevando al cuadrado

÷ ÷ ÷ ÷ ÷

w 70


Walter Ramos Melo

÷

w

Nivelación en matemática

, pero

ˆ 05. Resolver la ecuación

Resolución Despejando un radical

÷ para que exista el radical y el problema

v v ÷

elevando al cuadrado

÷ ÷ ÷ Absurdo, dado que un negativo no puede ser igual a un positivo

ˆ 06. Resolver la ecuación

Resolución Sea

v entonces tenemos

por proporciones

÷

71


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

÷

elevando al cuadrado, dado que los dos términos son positivos

÷ ÷

ˆ 07. Resolver la ecuación

Resolución Despejando el radical

para que exista el radical y el problema

v v entonces elevando al cuadrado

÷ ÷ ÷ ÷

, pero

ˆ 08. Resolver la ecuación

Resolución Efectuando

÷

÷ ÷

72


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

÷ ÷

ˆ 09. Resolver

Resolución juntando los términos que tienen

÷ el primer miembro se factoriza el factor común monomio

, en el segundo miembro se factoriza el factor

común polinomio

÷ por diferencia de cuadrados en el primer miembro y reduciendo el segundo miembro

÷ eliminando

y factorizando 3 en el segundo miembro

÷ ÷

ˆ 10. Resolver la ecuación

Resolución Por proporciones

÷

÷ ÷ ÷ ÷ ÷

73


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

11. Determine la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones (justifique su respuesta) a) El conjunto solución de la ecuación

es

b) Una solución de la ecuación

c) La ecuación

.

es 72.

no es una ecuación de primer grado.

d) La ecuación

, es equivalente a la ecuación

Resolución a)

, efectuando

÷ ÷ eliminando

÷

e igualando a cero ara no perder soluciones

w

ˆ Falso

b)

, efectuando

÷ ÷ es una verdad absoluta

ˆ Verdadero

c)

, efectuando

÷ ÷ es una ecuación de primer grado Falso

d)

÷ eliminando

÷

e igualando a cero para no perder soluciones

w

ˆ

74


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

÷ ÷ ˆ Las ecuaciones no tienen el mismo conjunto solución, por lo que no son equivalentes Falso

12. Una varilla de longitud

se parte en dos pedazos, de tal modo que uno de ellos excede en

la mitad del otro. Modele una ecuación que permita determinar las medidas de ambas partes.

Resolución

Longitud de la varilla : Sea la longitud del pedazo menor : entonces la longitud del pedazo mayor es : como : “uno de ellos excede en entonces

unidades a la mitad del otro”

, es la ecuación para calcular la longitud

del pedazo menor.

Longitud de la varilla : Sea la longitud del pedazo mayor : entonces la longitud del pedazo menor es : como : “uno de ellos excede en entonces

unidades a la mitad del otro”

, es la ecuación para calcular la longitud

del pedazo mayor.

13. Dos veces la diferencia de un número con 3 es igual a 18. El número es:

Resolución “Dos veces” multiplica por 2 a toda la expresión hasta que exista una coma o punto

75

unidades a


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

“Dos veces la diferencia” resta dos cantidades

“Dos veces la diferencia de un número con 3” los números a restar es un número desconocido, llamémoslo

, con 3

“Dos veces la diferencia de un número con 3 es igual a 18". se completa la ecuación

dividiendo entre 2

ˆ

13. Dividir 5 000 en dos parte tales que la primera parte sea 200 más que el triple de la segunda parte.

Resolución Comencemos desde el final de la oración “el triple de la segunda parte” multiplica por 3 la segunda parte, sea

la segunda parte

“200 más que el triple de la segunda parte” suma 200 al triple de la segunda parte

“la primera parte sea 200 más que el triple de la segunda parte” nos da el valor de la primera parte

pero, entonces la suma de las dos parte nos da el total 5 000 se completa la ecuación

÷ ÷

ˆ

76


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

14. El producto de 3 números enteros consecutivos es igual a 15 veces el segundo. La suma de ellos es:

Resolución Como son tres números consecutivos, entonces llamamos al número central

, entonces el anterior será

y el posterior como el producto de ellos es igual a 15 veces el segundo, la ecuación será:

eliminando

÷

e igualando a 0, para no perder soluciones

w

por diferencia de cuadrados

÷

w

÷

w

÷

w

÷

w

w

si entonces los tres números serán: -1; 0 ; 1

ˆ

si entonces los tres números serán: -5; -4 ; -3

si entonces los tres números serán: 3; 4 ; 5

15. La altura de un rectángulo es 6 unidades menor que 2 veces su base. Si el perímetro es 96 unidades. Calcular las longitudes de los lados del rectángulo.

Resolución Comencemos desde el final de la oración “2 veces su base” multiplica por 2 a la base, llamemos

la longitud de la base

“6 unidades menor que 2 veces su base” 6 unidades menor que, resta 6 unidades a la frase que le sigue 77


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

“La altura de un rectángulo es 6 unidades menor que 2 veces su base” nos da la altura del rectángulo

pero,

como el perímetro es 96 unidades la ecuación será:

dividiendo entre 2

÷ ÷ ÷

ˆ

16. La base de un rectángulo es el doble más 2 cm que su altura, siendo esta altura igual a la de un cuadrado. Calcular las dimensiones del rectángulo si su perímetro es el doble del perímetro del cuadrado.

Resolución “La base de un rectángulo es”

“La base de un rectángulo es el doble más 2 cm”

“La base de un rectángulo es el doble más 2 cm que su altura” sea la altura del rectángulo

, que es igual a la altura del cuadrado

78


Walter Ramos Melo

como el perímetro del rectángulo (

Nivelación en matemática

) es el doble del perímetro del cuadrado (

)

se completa la ecuación

efectuando

÷ ÷

ˆ

17. Calcular la edad de Ricardo, si dentro de 30 años tendrá el cuadrado de la que tiene ahora.

Resolución Sea

la edad actual de Ricardo.

en 30 años su edad será:

por dato

÷ ÷ ÷

w

ˆ

18. Un padre tiene triple de la edad de su hijo, si el padre tuviera 20 años menos y su hijo 16 años más, ambos tendrían la misma edad. Calcular sus edades actuales.

Resolución “Un padre tiene triple de la edad de su hijo” Sea: La edad del hijo : entonces, la edad del padre es :

79


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

Supuesto “si el padre tuviera 20 años menos” la edad del padre sería :

“y su hijo 16 años más” la edad del hijo sería :

“ambos tendrían la misma edad” se completa la ecuación

reduciendo

÷ ÷

ˆ

19. Dentro de 20 años, Luis Enrique tendrá el doble de la edad que tenía hace 10 años. ¿Cuántos años tiene actualmente?

Resolución Sea la edad actual de Luis Enrique : dentro de 20 años tendrá : hace 10 años tenía :

años

años años

“Dentro de 20 años, tendrá el doble de la edad que tenía hace 10 años” se completa la ecuación

efectuando

÷ ÷

ˆ

20. Carla tarda en coser un vestido el doble de tiempo que a Rosa le toma hacerlo. Si trabajando juntas pueden terminarlo en 9 horas. ¿Cuánto tiempo le tomará a cada uno?

Resolución 80


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

“Carla tarda en coser un vestido el doble de tiempo que a Rosa le toma hacerlo” Si Rosa se tarda

horas, entonces Carla se tarda

Si Rosa se tarda

horas en terminar el trabajo, entonces en una hora hará

Si Carla se tarda

horas

horas en terminar el trabajo, entonces en una hora hará

entonces, trabajando juntas en una hora harán

del trabajo

del trabajo

del trabajo ... (1)

“Si trabajando juntas pueden terminarlo en 9 horas” entonces, trabajando juntas en una hora harán

del trabajo ... (2)

(1) = (2)

efectuando

÷

÷

ˆ

21. Dos motociclistas parte del mismo lugar en dirección opuesta. El primero viaja a 4 km/h más rápido que el segundo. Después de 6 horas se encuentran a 3 000 km el uno del otro. ¿Cuál es la velocidad del primero?

Resolución “El primero viaja a 4 km/h más rápido que el segundo” Sea la velocidad del segundo : entonces la velocidad del primero es :

Entonces en 6 horas : el segundo recorre :

81


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

el primero recorre :

“Después de 6 horas se encuentran a 3 000 km el uno del otro” entonces

÷ dividiendo entre 6

÷ ÷ ÷

ˆ

22. Un camión de 30 m de largo se desplaza con velocidad de 15 m/s. si necesita 6 segundos para cruzar un puente. ¿Cuál es la longitud de dicho puente?

Resolución Sea

m la longitud del puente, para que el camión termine de cruzar el puente, debe de recorrer longitud

del puente y su longitud

Entonces, espacio recorrido es : tiempo : velocidad : como entonces se completa la ecuación

÷

ˆ

82


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

23. El mercado de muebles de Occidente recibió 55 mesas, algunos burós y algunas mesas para café. La factura fue por $ 645. Si cada buró cuesta $ 9 y cada mesa para café tiene un precio de $ 15. ¿Cuántas mesas de cada tipo recibieron?

Resolución Se recibieron 55 mesas, distribuidos de la siguiente manera

Cantidad

Costo unitario

Costo

x

$9

9x

55 - x

$ 15

15(55 - x)

Burós Mesas para café Total

55

9x + 15(55 - x)

La factura fue por $ 645 entonces se completa la ecuación

efectuando

÷ ÷ ÷

ˆ

24. Un comerciante regala lapiceros a sus clientes. Si regala 8 a cada uno le sobra 15, si regala 11 a cada uno le faltan 3 a) Modele la ecuación que permita calcular la cantidad inicial de lapiceros que tenía el comerciante. b) Resuelva la ecuación y determine la cantidad inicial de lapiceros que tenía el comerciante.

Resolución a) Sea

la cantidad de lapiceros

“Si regala 8 a cada uno le sobra 15" Si le sobra 15, entonces reparte

lapiceros

como a cada uno regala 8 lapiceros, entonces el número de clientes es:

“si regala 11 a cada uno le faltan 3" Como le falta 3 lapiceros, entonces necesita

lapiceos para repartir 11 a cada uno, entonces el

número de clientes es

Igualando el número de clientes

83


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

ˆ

b)

por proporciones

÷

÷ ÷

ˆ

84


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

SISTEMA DE ECUACIONES LINEALES Es aquel conjunto formado por dos o más ecuaciones en el cual su conjunto solución verifica cada una de las ecuaciones dadas.

Sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas Forma general:

donde: x e y son variables ,

,

,

,

,

son coeficientes

Métodos de solución También resolveremos problemas con (3) variables empleando los mismos métodos de solución.

I.

Método de reducción Cuando nos referimos a este método, la idea es eliminar una de las variables (la que sea más simple para eliminar). En algunos casos la reducción no es sencilla; se multiplicará por una cantidad a una u otra ecuación y luego se procederá a reducirla.

Ejemplo Resolver

Resolución

debemos de buscar que una incógnita tenga coeficientes iguales en valor absoluto, pero diferentes en signo, en éste caso busquemos que ocurra con la incógnita sus coeficientes

, para ello buscamos el mínimo común múltiplo de

, entonces multiplicamos a la primera ecuación por 4, para que resulte igual

al MCM y a la segunda por -3, así tendremos

Sumando las dos ecuaciones

÷ reemplazando en 85


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

÷ ÷ ÷

ˆ Representación gráfica de la solución La gráfica de la ecuación

es una recta, necesitamos dos puntos para trazar la recta

Si

÷

÷

Si

÷

÷

La gráfica de la ecuación

, entonces un punto será

, entonces un punto será

será

en la ecuación Si

÷

÷

, entonces un punto será

Si

÷

÷

, entonces un punto será

La gráfica de la ecuación

lo representamos junto a la anterior y será

86


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

II. Método de sustitución Cuando nos referimos a este método, la idea es despejar una de las incógnitas de una ecuación y reemplazarla en la otra:

Ejemplo Resolver

Resolución Despejando

÷

de la primera ecuación

reemplazando en la segunda ecuación:

÷ ÷ ÷ reemplazando en la primera ecuación

÷ ÷

ˆ

87


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

III. Método de igualación Cuando nos referimos a este método, la idea es despejar la misma incógnita de ambas ecuaciones y luego igualarlas.

Ejemplo Resolver

Resolución Despejando

de la primera ecuación

Despejando

de la segunda ecuación

÷

÷

Igualando

÷ ÷ reemplazando en la primera ecuación

÷ ÷

ˆ

IV. Método de Cramer En éste método se usa determinantes Forma general:

Para calcular una incógnita, se forma una división de determinantes, en el numerador se escribe el determinante de la incógnita, que se forma en eliminar la columna de la incógnita y colocar en su lugar la columna de los términos independientes y en el denominador el determinante del sistema, así

;

88


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

para efectuar el determinante de segundo orden, se multiplica los coeficientes de la diagonal principal y se resta el producto de la diagonal secundaria

Ejemplo Resolver

Resolución

÷

÷

ˆ Si el sistema presenta 3 incógnitas Forma general:

89


Walter Ramos Melo

Nivelaciรณn en matemรกtica

Ejemplo Resolver el siguiente sistema por la regla de Cramer

Resoluciรณn

รท

รท

90


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

÷

ˆ

Estudio de las soluciones en el sistema de ecuaciones lineales Sea el siguiente sistema:

1. Sistema Compatible Determinado (única solución)

En este caso el corte entre ambas rectas nos indica la única solución que existe.

2. Sistema Compatible Indeterminado (Infinitas soluciones)

91


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

En este caso las dos rectas están superpuestas, debido a esto hay infinitos cortes, entonces infinitas soluciones.

3. Sistema Incompatible (No existe solución)

÷

En este caso observamos que las rectas son paralelas, entonces no hay solución.

Ejercicios 01. Resolver el siguiente sistema

Resolución Sumando las tres ecuaciones

÷

... (1)

reemplazando la primera ecuación en (1)

÷

÷

÷

reemplazando la segunda ecuación en (1)

÷

÷

÷ 92


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

reemplazando la tercera ecuación en (1)

÷

÷

÷

ˆ

02. En el siguiente sistema, hallar el valor de

para que el sistema tenga infinitas soluciones e indicar su

conjunto solución.

Resolución Para que tenga infinitas soluciones, las rectas deben de ser coincides o una es múltiplo de la otra

÷

÷

ˆ La única ecuación será Si

÷

÷

ˆ

03. Las dos terceras partes de la edad de Juan exceden en 4 años a la de Susana, y hace 8 años era el doble que la de Susana. Modele el sistema de ecuaciones lineales que al resolverla permita conocer las edades de Juan y Susana. Calcule las edades de Juan y Susana.

Resolución Sea: x : la edad de Juan y : la edad de Susana como “Las dos terceras partes de la edad de Juan exceden en 4 años a la de Susana”

93


Walter Ramos Melo

÷

Nivelación en matemática

÷

además “hace 8 años era el doble que la de Susana”

÷

÷

Entonces el sistema que resuelve las edades de Juan y Susana es:

multiplicando la segunda ecuación por -2

÷ sumando las dos ecuaciones

÷ reemplazando en la primera ecuación

÷

ˆ

04. En un triángulo isósceles de 14 cm de perímetro, el lado desigual es tres veces menor que cada uno de los otros lados. Determine la medida de los lados.

Resolución Sea el triángulo isósceles

perímetro 14 cm, entonces

÷

como “el lado desigual es tres veces menor que cada uno de los otros lados” entonces

÷

Entonces el sistema que resuelve los lados del triángulo isósceles es:

reemplazando la segunda ecuación en la primera 94


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

÷ reemplazando en la segunda ecuación

÷ ÷

ˆ

05. Un hotel tiene habitaciones dobles y sencillas. En total hay 50 habitaciones y 87 camas. Calcule el número de habitaciones de cada tipo.

Resolución Sea: x : número de habitaciones dobles y : número de habitaciones simples

como “en total hay 50 habitaciones” entonces

como “hay 87 camas” entonces

Entonces el sistema que resuelve el número de habitaciones de cada tipo es:

multiplicando por -1 a la primera ecuación

sumando las ecuaciones

÷ como

÷ ÷

ˆ

95


Walter Ramos Melo

Nivelación en matemática

06. Un oficinista compra 250 objetos entre lápices y bolígrafos con un costo de S/. 200. Si los lápices cuestan S/. 0,50 y los bolígrafos S/.2. Calcule el número de bolígrafos y lapiceros que se compró.

Resolución Sea: x : número de lápices comprados y : número de bolígrafos comprados

como “compra 250 objetos” entonces

como cada lápiz cuesta S/. 0,50 y se compró x lápices, entonces se invirtió S/. 0,5x en lápices como cada bolígrafo cuesta S/. 2,00 y se compró y bolígrafos, entonces se invirtió S/. 2y en bolígrafos

entonces se invirtió en total multiplicando por 2, entonces

Entonces el sistema que resuelve el número de lápices y bolígrafos es:

multiplicando por -1 a la primera ecuación

sumando las dos ecuaciones

÷ como

÷ ÷

ˆ

96


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