Cuaderno de Matemática 12º Semestre

Profesor de Matem谩tica, Especialista en Planificaci贸n y Evaluaci贸n

LF 03220025103327 ISBN 980-345-249-5

PROLOGO

La guía práctica que utilizarán los alumnos, refleja en forma sencilla y útil los objetivos del programa de matemática del 12VO semestre de Educación de Adultos.

Este trabajo refleja las inquietudes del autor, por presentarles a los participantes una guía que, mediante lo practico de sus ejercicios facilite el proceso de aprendizaje dentro y fuera del aula.

Los Teques, Mayo del 2003

1

Agradecimientos:

Por su valiosa colaboración en revisar, corregir y anexar planteamientos y ejercicios:

Prof. Miguel Carmona

Especialmente a: A mi esposa: por su apoyo.

A mis hijos: por ser la inspiración de todo mi trabajo.

A mis alumnos: por ser la razón pura de mi profesión.

A mis Colegios apreciados: U.E.P.”Gran Aborigen U.E.N.”Teresa de la Parra U . N . E . O . P . E .M

2

CONTENIDO

.- Sistema de Coordenadas..........4 .- Definir el plano real como una biyección entre el conjunto R y el sistema de coordenadas rectangulares............5 .- Representar puntos en el plano.............6 .- Representar gráficamente la función afín.............7 .- Haz de rectas, distancia entre dos puntos..........8,9,10 .- Establecer el concepto de Sistemas de ecuaciones lineales y solución del sistema ............10 .- Resolver gráficamente Sistemas de ecuaciones lineales con dos incógnitas.....11,12 .- Analizar la solución de Sistemas de ecuaciones mediante interpretación geométrica..............12,13,14 .- Resolver analíticamente sistemas de ecuaciones lineales con dos incógnitas....14,15, 16,17 .- Función Cuadrática.......18,19 .- Ecuación de Segundo Grado.........20,21 .- Ecuación Irracional..............22,23 .- Definir vector.........23 .- Identificar los elementos de un vector............23 .- Determinar gráficamente las componentes de un vector.............24 .- Realizar gráficamente la adición de vectores.............25,26 .- Aplicar gráficamente las propiedades de la adición con vectores en el plano..27,28,29 .- Producto de un escalar por un vector.......29,30,31 .- Concepto de base, dimensión, vector colineal...........31,32 .- Vector ortogonal, independencia y dependencia lineal, longitud o norma del vector..............33 .- Sistema de Coordenadas..........34 .- Teorema de Pitágoras, Teorema de Euclides..............35,36,37,38,39 .- Bibliografía...........40

Sistema de Coordenadas.

3

Definiciones: a.- Un punto: es un ente matemático que no tiene dimensiones. b.- Una recta: es un ente matemático que solamente tiene longitud y está formado por infinitos puntos, por lo tanto, una recta es un conjunto de puntos.

Cuando se dan dos puntos sobre la recta:

* a

* b

Se anota: ab recta “ab” c.- Plano: es un ente matemático que solamente tiene longitud y anchura, y está formado por infinitos puntos, por lo tanto, un plano es un conjunto de puntos, y una recta es un subconjunto del plano que las contiene.

Sistema de Coordenadas Y II

I

X III

IV

Los ejes de coordenadas se llaman OX y OY y dividen el plano en cuatro subconjuntos llamados cuadrantes.

4

Definir el plano real como una biyección entre el conjunto R y el sistema de coordenadas rectangulares.

Se dice que hay relación en el plano, ya que hay que buscar la forma de unir dos puntos de dos rectas dadas.

Ejemplo: 

L’

0

L

Trazamos por un punto (p) cualquiera, rectas paralelas dadas, cuyos puntos de corte son (a y b) L’ b

0

p

a

L

Se observa que el par (a,b) representan rectas reales del mismo origen, entonces (a,b) ε R x R. Los números reales (a y b) se llaman coordenadas de punto (p).

5

Representar puntos en el plano: a.- Situar los puntos a(2,5) ; b(2,1) ; c(-1,-4) ; d(3,-5) y 5 4 3 2 1 x -2

-1

0

1

2

-1 -2 -3 -4

Ejercicios: Representar los siguientes puntos: 1.- a(2,-6) ; b(-2,-6) ; c(8,-3) ; d(5,9) 2.- a(-4,7) ; b(-2,4) ; c(1,6) ; d(-5,8) 3.- a(6,7) ; b(-8,2) ; c(-4,8) ; d(3,-9) 4.- a(-4,-7) ; b(7,12) ; c(-7,0) ; d(-3,5) 5.- a(-4,-7) ; b(7,3) ; c(-4,7) ; d(-6,0) 6.- a(12,4) ; b(4,9) ; c(-3,7) d(9,5) 7.- a(12,4) , b(-5,-6) ; c(6,8) ; d(-9,-3) 8.- a(3,4) ; b(2,-7) ; c(-1,1) ; d(4,9)

6

Representar gráficamente la función afín.

Son las funciones de la forma f: x

R en donde x es un subconjunto de R(x  R).

Variable: es una letra que representa indistintamente cualquiera de los elementos de un conjunto de números. A este conjunto se le llama dominio de la variable.

Ejemplo: Representar y = 2x donde x = -2,-1,0,1,2 y x = -2--------- y = 2(-2) = -4 x = -1---------y = 2(-1) = -2

4

x = 0---------y = 2(0) = 0

3

x = 1---------y = 2(1) = 2

2

x = 2---------y = 2(2) = 4

1 x -2

-1

0 1

2

-1 -2 -3 -4

Ejercicios: Representar gráficamente las siguientes funciones: donde: x =-2,-1,0,1,2 1.- y = 2 –x

2.- y = 3x – 2

3.- y = 4x + 5

4.- y = 5 – 2x

5.- y = x + 4 2

6.- y = 6x - 2

7.- y = 2x + x

8.- y = 5x + 2

9.- y = 4x -1

7

Haz de Rectas: por un punto de un plano se pueden trazar infinitas rectas. Al conjunto formado por estas infinitas rectas que pasan por el mismo punto se le llama haz de rectas. a

.

Calcular la distancia entre dos puntos.

Cuando al medir dos segmentos obtenemos el mismo número, los segmentos son congruentes.

Cuando al medir dos segmentos obtenemos números diferentes, los segmentos son diferentes.

Para hallar la distancia “d” del punto P1 a P2 utilizamos el Teorema de Pitágoras; ya que la d(P1,P2) es la hipotenusa de un triángulo rectángulo, cuyos catetos son : (x2 – x1) y (y2 – y1) .

8

y y2

P2=(x2,y2)

y1 P1(x1,y1)

x2 – x1

x1

Formula: d(P1,P2) =

x2

x

(x2 – x1)² + (y2 – y1)²

Ejemplo: Ubica los puntos en el plano y calcula el perímetro de : P1(3,2)

P2(1,-1)

P3(3,0)

d(P1,P2) =

(1-3)² + (-1-2)²

=

d(P2,P3) =

(3-1)² + (0+1)² =

d(P3,P1) =

(3-3)² + (2-0)²

=

(-2)² + (-3)²

2² + 1²

=

0² + 2² =

=

4+9 =

4+1 =

4 =

13

5

2

9

y

P1(3,2) 2 1 0

1

2

3

-1

x P3(3,0)

P 2(1,-1)

Ejercicios: Representa los siguientes puntos: 1.- P1(2,4)

P2(-2,5)

P3(2,5)

2.- P1(3,-2)

P2(-2,4)

P3(-1,2)

3.- P1(-3,6) P2(2,1)

P3(-3,6)

4.- P1(-4,7)

P2(-4,8)

P3(2,4)

5.- P1(5,8)

P3(-4,7)

6.- P1(5,6)

P2(3,5)

P3(-1,4)

P2(1,2)

Establecer el concepto de Sistemas de Ecuaciones Lineales y solución del sistema.

Se llama solución de una ecuación lineal con dos incógnitas, al conjunto formado por los pares de valores de las incógnitas que sustituidas en la ecuación la transforman en una identidad.

10

Resolver gráficamente Sistemas de Ecuaciones Lineales con dos incógnitas.

Ejemplo: Resolver gráficamente el sistema: 3x – 2y = -1

x =(1,3)

2x + y = 4

x =(0,-1)

Despejamos y: 3x – 2y = -1 y = 3x + 1 2

Sustituimos x por 1: y = 3(1) + 1 2

y=3+1 2

y=4 2

y= 2

A(1,2)

Sustituimos x por 3:

y = 3(3) + 1 2

y=9+1 2

y = 10 2

y=5

B(3,5) Despejamos y en la otra ecuación:

2x + y = 4

y = 4 – 2x

Sustituimos x por 0: y = 4 – 2(0)

y = 4 –0

y=4

C(0,4)

y=4+2

y=6

D(-1,6)

Sustituimos x por –1 y = 4 – 2(-1)

11

y 6 C 5 4

B D

3 2 A 1

-1

0

1

2

3

x

Ejercicios: Resolver gráficamente los sistemas: 1.-

2x + y = 4 3x + 2y=-1

2.-

2x – 7y = 6 4x – 3y = 2

3.-

2x – 3y = 1 3x + 4y =10

Analizar la solución de Sistemas de Ecuaciones mediante interpretación geométrica.

a.- Sistema Incompatible: se dice que el sistema es incompatible cuando entre todas las soluciones de la primera ecuación y todas las soluciones de la segunda, no hay solución común.

La representación gráfica de este sistema son dos rectas paralelas.

12

y

L L’

x

b.- Sistema Indeterminado: se dice que el sistema es indeterminado ya que todas las soluciones de la primera ecuación sean exactamente iguales a todas las soluciones de la segunda, o sea las ecuaciones son equivalentes.

La representación gráfica de este sistema es una linea recta. y

x

c.- Sistema Determinado: se dice que el sistema es determinado, ya que entre todas las soluciones de la primera ecuación y todas las soluciones de la segunda, solamente haya una solución común.

La representación gráfica de este sistema son dos rectas que se cortan.

13

y

L

L’

x

Resolver analíticamente Sistemas de Ecuaciones Lineales con dos incógnitas.

a.- Método de Reducción: Este método es algebraico y consiste en hacer las transformaciones necesarias para que el sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas se transforman en una ecuación con una incógnita para lo cual nos apoyamos en las siguientes propiedades: a.1.- Si una ecuación la multiplicamos o dividimos por un número resulta una ecuación equivalente(tiene las mismas soluciones). a.2.- Si sumamos o restamos miembro a miembro dos ecuaciones resulta una ecuación equivalente a estas.

14

Ejemplo: Resolver

x + 2y = 8

-2

x + 2y = 8

2x + y = 7

1

2x + y = 7

-2x – 4y = -16 2x + y =

7

-3y =

-9

Calculamos x en cualquier ecuación:

y = -9/-3

x + 2y = 8

y=3

x + 2(3) = 8 x+6=8

x=8–6

x=2

Ejercicios: 1.-

3x – y = 5

2.-

2x + y =10

4.-

5x – 2y = -2 x – 2y = 2

2x – 2y = 10

3.-

3x + 2y = 10

5.-

2x + y = -2 x + 3y = -11

4x + y = -12 2x – 3y = 1

6.-

3x – 2y = 2 3x + 4y =22

b.- Método de Sustitución: También es algebraico y consiste en despejar una de las incógnitas en una de las ecuaciones y sustituir su valor en la otra ecuación.

15

Ejemplo:

Resolver

x – 5y = 8

despejamos x:

-7x + 8y = 25

x – 5y = 8 x = 8 +5y

Sustituimos en la otra ecuación -7x + 8y = 25

-7(8 + 5y) + 8y = 25 -56 – 35y + 8y = 25 -35y + 8y = 25 + 56 -27y = 81 y = 81/-27 = y = -3

encontramos el valor de x: x = 8 + 5y

x = 8 + 5(-3) x = 8 – 15

Ejercicios:

1. - 2x + y = 3

2.-

x+y=8

4.-

5x – y = 0 2x + y = 1

x+y=1

3.-

x–y=1

5.-

4x – 5y = 3 3x – 3y = -3

5x + 2y = 3 2x + 3y =-1

6.-

2x – 2y = 10 3x + 2y = 10

16

c.- Método de Igualación: también es algebraico y consiste en despejar la misma incógnita en cada una de las ecuaciones para después igualar sus valores.

Ejemplo:

Resolver:

2x + 1 = y 5 4

4(2x + 1) = 5y 8x + 4 = 5y

2x – 3y = -8 8x – 5y = -4

sustituimos la x en las dos ecuaciones:

igualamos los valores de x:

8x – 5y = -4 =

x = -4 + 5y 8

2x – 3y = -8 =

x = -8 + 3y 2

-4 + 5y = -8 + 3y 8 2

= 2(-4 + 5y) = 8(-8 + 3y) -8 + 10y = -64 + 24y 10y – 24y = -64 + 8 -14y = -56 y = -56/-14 y=4

sustituimos y en la segunda ecuación:

2x – 3y =-8

2x –3(4) = -8 2x – 12 = -8 x = -8 +12 2 x = 4/2 = x = 2

17

Ejercicios:

1.-

2x + y = 3

2.-

x+y=5

4x + 4y = 8

4.-

3.-

x–y=0

2x - y = -6

5.-

4x - y = -6

5x + 2y = 3

x+y=1

2x – 7y = 10

2x + 3y =-1

6.-

8x – 4y = 9 6x + 2y = 7

Función Cuadrática: se llama función cuadrática a toda función real de variable real, definida de la siguiente manera: f(x) = Ax2 + B x + C, donde A ,B, C sin números reales y A ≠ 0. Es decir: F:R

R

f(x) = Ax2 + B x + C

x

Ejemplo: Dado f(x) = 3x2 dónde x = -2,-1,0,1,2

x

f(x) = 3x2

y

-2

3(-2)2= 3. 4

12

-1

3(-1)2 = 3 .1

3

0

3(0)2 = 3 . 0

0

1

3(1)2 = 3 . 1

3

2

3(2)2 = 3 .4

12

18

Representación gráfica:

f(x) 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

-2

-1

0

1

2

x

Ejercicios: Todos estos ejercicios con los valores: x = - 2 , -1 , 0 , 1 , 2 a) f(x)= 3 + x2

b) f(x)= x2 + 2

c) f(x)= 2x2 – 1

d) f(x)= 6x2 – 2

e) f(x)= 2 + x2

f) f(x)= 10 – x2

3 g)f(x) = x2 + 6

h) f(x)= 4x2 – x

i) f(x)= x2 + 5x

2

19

Ecuación de Segundo Grado: Una ecuación de segundo grado y variable x es una igualdad de la forma: Ax2 + B x + C = 0 ; A ≠ 0 Resolución de la ecuación de segundo grado: Hallar los ceros o raíces de una función cuadrática equivale a resolver la ecuación de segundo grado.

Los valores de “x” que anulan a la función cuadrática, se llaman ceros de la función o raíces de la ecuación.

En las gráficas cuando la función es cero, la curva corta al eje de las “x”, por lo tanto una ecuación de segundo grado puede tener dos raíces, una o ninguna.

Resolver una ecuación de segundo grado es hallar él o los valores de”x “ que lo transforman en una identidad.

Fórmula:

x =-b ±

b2 – 4 . a . c 2.a

La formula se llama resolvente de una ecuación de 2do grado, la cual permite hallar directamente las raíces de la ecuación, sin más que sustituir en dicha resolvente los valores de A, B y C..

20

Ejemplo: Resolver x2 – 5x + 6 = 0

donde:

a=1 b = -5 c= 6

(-5)2 – 4 . 1 . 6

x = -(- 5) ±

x=5 ±

2.1

x1 = 5 +

1

2

x1 = 5 + 1

2 x2 = 5 – 1 2

25 - 24

x1 = 6

2 x2 = 4

x1 = 3

2 x2 = 2

2

Ejercicios: 1) x2 + 3x – 10 = 0

2) - x2 + x + 12 = 0

3) 2x2 + 5x – 3 = 0

4) 3x2 – x – 2 = 0

5) 6x2 + x – 1 = 0

6) –4x2 + 5x + 6 = 0

7) x2 + 4x + 3 = 0

8) x2 – 5x + 4 = 0

9) 2x2 + 0x – 8 = 0

21

Ecuación Irracional: Son aquellas en que la incógnita se encuentra bajo el signo radical. Para resolver una ecuación irracional se aísla su raíz, pasando al otro miembro la “x”, y finalmente se eleva al cuadrado los dos miembros de la ecuación, para destruir la raíz.

Ejemplo: Resolver x +

25 – x2 = 7

Pasamos al otro miembro la x

:

25 – x2 = 7 – x

Elevamos al cuadrado los dos miembros : (

25 – x2 )2 = (7 – x)2

Producto notable: 25 – x2 = 49 – 14x + x2

donde: a2 – 2ab + b2

2x2 – 14x + 24 = 0 ecuación de segundo grado : (14)2 – 4 . 2 . 24

x = -(-14) ±

x1 = 14 ±

2.2

x1 = 14 + 2

196 - 192 4

x1 = 4

4

x2 = 14 – 2

x2 = 3

4

Ejercicios: a)

c) x +

4x – 3 -

x+6 =

26 – x2 = 6

x–3

b) x +

d) x +

40 – x2 = 8

65 – x2 = 9

22

e) x +

g) x +

16 – x2 = 4

20 – x2 = 6

f)

3+

x–8

=

14 – x

h)

4 +

x–7

=

13 – x

Definir Vector: vector es un segmento orientado. En la matemática moderna, vector es una generalización del concepto geométrico o físico del mismo en el espacio ordinario de tres dimensiones.

Identificar los elementos de un Vector: a.- Módulo: es el número positivo que representa la longitud del vector. ab su módulo es / ab / b.- Sentido: el sentido está indicado por la punta de la flecha colocada en el extremo dl vector. c.- Dirección: la determina la recta soporte y puede ser vertical, horizontal e inclinada u oblicua. d.- Punto de Aplicación: lo determina el punto donde comienza el vector.

23

Determinar gráficamente los componentes de un vector: Los componentes de un vector, es el punto que tiene como abscisa la diferencia de las abscisas y como ordenadas las diferencias de las ordenadas de los puntos que forman el extremo y el origen.

Ejemplo: Calcular las componentes del vector ab , donde a = (4 , -2) ; b = (3,6) ab = ( x2 – x1 , y1 –y2 )

ab = (3 – 4, 6-(-2))

x = -1 ; y = 8

ab = (-1,8)

y 8 7 6 5 4 3 2 1 x -1

1

Ejercicios: Hallar los componentes de los vectores: 1) a = (4,8) ; b = (-3,5)

2) a = (-3,-2) ; b = (4,-1)

3) a = (5,9) ; b = (-4,6)

4) a = (7,5)

5) a = (5,-4) ; b = (2,8)

6) a = (5,-9) ; b = (6,5)

; b = (6,4)

24

Realizar gr谩ficamente la adici贸n de Vectores: Regla del Paralelogramo: Dados los vectores a y b de la figura. Determinar a + b

a

b

a.- Trasladamos los vectores hasta que coincidan sus puntos de aplicaci贸n. b.- Dibujamos el vector. c.- Se aplica la regla. b a

Ejercicios: Aplica la regla del paralelogramo en los siguientes vectores: a) x

y

25

b)

a

b

c)

p

q

d)

a

b

26

Suma de Vectores: Ejemplo: Sumar los vectores a = (3,-6) ; b = (-2,8) a + b = ( 3 – 2, -6 + 8)

=

(1,2) y

2 1 x -1

1

Aplicar gráficamente las propiedades de la adición con vectores en el plano.

a) Asociativa: a = (xa,xb) ; b = (xb,xb) ; c = (xc,yc) (a + b)+ c = a + (b + c)

a + b + c

Ejemplo: Dados los vectores a = ( 2,5) ; b = (-6,-2) ; c = ( -1,3) ( a + b ) + c = (2 +(-6),5+(-2)) + (-1,3) (-4,3) + (-1,3) = (-4+(-1),3+3) = (-5,6)

27

y 6 5 4 3 2 1 -5

-4

-3

-2

-1

0

x

b) Conmutativa: a = ( xa,ya) ; b = ( xb,yb) d贸nde: a + b = b + a Ejemplo: Dados los vectores a = (2,5) y b = (-6,-2) a + b = (2 +(-6),5+(-2)) = (-4,3) b + a = (-6+2,-2+5) = (-4,3) y 4 3 2 1

-4

-3

-2

-1

0

x

28

c) Elemento Neutro: a = (x,y) ; 0 = (0,0) d贸nde: a + 0 = 0 + a = a

Ejemplo: Dados los vectores a = (2,5) y 0 = (0,0) a + 0 = (2+0,5+0) = (2,5)

y

0 + a = (0+2,0+5) = (2,5) 5 4 3 2 1 x 0 1

2

d) Vector Opuesto: a = (x, y) opuesto -a = (-x,-y) a + (-a) = { x +(-x), y + (-y)} = (0,0) = 0 Ejemplo: Dado a = (2,5) Hallar el opuesto a + (-a) = { 2+(-2),5+(-5)} = (0,0)

Producto de un escalar por un vector.

Se define el producto escalar por un vector, como el producto de uno de los vectores por la proyecci贸n del otro sobre 茅l.

29

Ejemplo: Dados los vectores a = (3,2) y b = (1,4). Hallar su producto escalar tomando como base i , j . a=3i + 2j

y b=

i + 4j

a . b = 3 . 1 + 2 . 4 = 3 + 8 = 11

Ejemplo: Dados d = (1/3,2/5) y e = (2,3) . Hallar d . e d . e = (1/3 . i + 2/5 . j ) (2 . i + 3 . j ) = (1/3 . 2 + 2/5 . 3) = (2/3 + 6/5)

Ejercicios: Suma y representa los siguientes vectores: 1) a = (2,5) ; b = (2,7)

2) a = (-3,-6) ; b = (-4,-4)

3) x = (2,6) ; y = (-5,-9)

4) a = (4,7) ; b = (-3,-9) ; c = (5,8)

Aplica la propiedad conmutativa en los siguientes vectores: 1) a = (-2,5) ; b = (12,8)

2) a = (4,6) ; b = (-3,-6)

3) x = (4,8) ; y = (2,1)

4) p = (6,9) ; q = (-4,-2)

Aplica la propiedad asociativa en los siguientes vectores: 1) a = (2,6) ; b = (11,15) ; c = (-5,-8)

2) a = (2,7) ; b = (-1,-4) ; c = (-4,-7)

3) x = (2,9) ; y = (-5,-3) ; z = (4,8)

4) p = (6,9) ; q = (2,5) ; t = (6,10)

Aplica el elemento neutro y opuesto en los siguientes vectores: 1) a = (2,6)

2) b = (4,7)

3) c = (4,9)

4) d = (-4,7)

5) x = (-3,6)

6) y = (-6,8)

7) b = (6,12)

8) p = (7,21)

30

Hallar el producto escalar de los vectores: 1) a = (3,2) ; b = (4,8)

2) c = (-2,8) ; d = (4,9)

3) x = (5,5) ; y = (9,6)

4) p = (6,4) ; q = (6,3)

Concepto de Base: Como cualquier vector en el plano puede expresarse como una combinación lineal de otros vectores no colineales constituyen una base del conjunto de los vectores de dicho plano.

El par ordenado (1,0) y (0,1) generalmente se llama base canónica de V 2, y se denominan: i = (1,0) y

j = (0,1).

Ejemplo: sea a = (x,y) x . i = x (1,0) = (x , 0) y . j = y (0,1) = (0 , y) sumando expresiones: x . i + y . j = (x , 0) + (0 , y) = (x , y) entonces: a = xi + yj

Concepto de Dimensión: Puede haber muchas bases, pero todas ellas están formadas por dos vectores, por lo cual se dice que el plano tiene dimensión dos.

Vector combinación lineal de otros vectores: En forma general, un vector u se dice que es combinación lineal de los vectores a y b , si existen números reales p y q, tales que u = p . a + q . b

31

Vectores colinelaes: Son los que tienen la misma dirección y por lo tanto sus componentes son proporcionales, es decir, uno es combinación lineal del otro.

Ejemplo: Dado el vector a = (3,4) y los vectores no colineales b = (-1,0) y c = (-3,5) expresar a como una combinación lineal de b y c. a = p . b+q . c

(3,4) = p(-1,0) + q(-3,5) (3,4) = (-p,0) + (-3q,5q)

(3,4) = (-p – 3q, 0 + 5q)

3 = - p – 3q 4 = 0 + 5q

despejamos q: 4 = 5q

q = 4/5

despejamos p: 3 = - p – 3q

p = - 12/5 - 3 p = -27/5

empleamos una combinación: a = -27 b + 4 c 5

5

Ejercicios: 1) Dado el vector a = (1,4) y los vectores no colinelaes b = (3,2) y c = (-1,-2) expresar a como una combinación lineal de b y c.

2) Expresar el vector a = (-1,2) como una combinación lineal de los vectores b = (3,4) y c = (3,9).

32

Vector Ortogonal: son aquellos cuyas rectas soportes son perpendiculares.

Independencia lineal de vectores: cualquier vector puede expresarse como una combinación lineal de dos vectores no colineales.

Dependencia lineal de vectores: son donde existe una relación directa entre dos vectores dados inicialmente.

Longitud o norma de un vector: Módulo: / a / =

x2 + y2

Ejemplo: Hallar el modulo o longitud del vector a = (3,4) /a/=

3 2 + 42 =

9 + 16

=

25

= /a/= 5

Ejercicios: 1) a = ( √5 , √20)

2) b = ( √9 , √40)

3) c = (5,7)

4) d = (2/6 , 3/4)

5) e = (1 , √15)

6) f = (0 , 5)

33

Establecer el Sistema de Coordenadas Rectangulares: Cuando las rectas secantes del plano son perpendiculares, el sistema cartesiano se llama rectangular u ortogonal. y

0

x

Los ejes de coordenadas se llaman 0X y 0Y y dividen al plano en cuatro subconjuntos llamados cuadrantes.

La recta 0X se llama ejes de las abscisas.

La recta 0Y se llama ejes de las ordenadas.

34

Teorema de Pitágoras: En un triángulo rectángulo el cuadrado de la longitud de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de las longitudes de los catetos.

B

Los puntos A, B, y C del plano determinan un triángulo rectángulo y sus lados están formados por los vectores AB= a y AC = b . La diferencia de estos vectores es el vector CB = a – b .

A

C

El producto escalar es CB . CB = ( a – b ) . ( a – b )

Ejemplo: Los catetos de un triángulo rectángulo miden respectivamente 3 m y 4 m.

Hallar el valor de la hipotenusa. / CB / 2 = / BA /2 + / CA /2

B

x 2 = (4m)2 + (3m)2 4m

x 2 = 16m2 + 9m2

x

x=

25 m 2

x=5m A

3 m

C

35

Primer Teorema de Euclides: En un triángulo rectángulo, la longitud de un cateto al cuadrado, es igual al producto de la longitud de la hipotenusa por la proyección de dicho cateto sobre ella. / AB /2 = / AC / . / AD / .

Segundo Teorema de Euclides: En un triángulo rectángulo el cuadrado de la longitud de la altura correspondiente a la hipotenusa, es igual al producto de las longitudes de las proyecciones de los catetos sobre dicha hipotenusa. / BD /2 = / AD / . / DC /.

Ejemplos: 1) En el triángulo rectángulo B, BD es la perpendicular a la hipotenusa AC. Se conocen AB = 8m y AD = 2m, se pide el valor de la hipotenusa AC. B

A

D

C

Aplicamos el 1er Teorema: / AB /2 = AD . AC

AC = AB2 AD

/ AC / = ( 8m)2 2m

AC = 64m2

AC = 32 m

2m

36

2) Los puntos

ABC determinan un triángulo rectángulo en B

y

BD

es la

perpendicular a la hipotenusa. Se conocen AD = 4m y DC = 8 m. Hallar el valor de BD. B

A

Aplicamos el segundo Teorema.

D

C

/ BD /2 = AD . DC

=

/ BD / =

=

32m

/ BD / = 2 5m

=

4

4m . 8m 2m

Ejercicios: Resuelve los siguientes triángulos rectángulos, aplicando el Teorema correspondiente:

1) En un triángulo rectángulo, la hipotenusa mide 10 m y uno de sus catetos 6 m.

Hallar el valor del otro cateto.

B 10 m

solución: 8 m

X

A

6m

C

37

2) ABC es un triángulo rectángulo en B y BD es la perpendicular a la hipotenusa AC . Se conocen AD = 3m , DC = 6m . Hallar AB.

B Solución: 3

A

D

3

C

3) El triángulo ABC es rectángulo en B y BD es la perpendicular a la hipotenusa. Se conocen AB = 10 m y AD = 5 m . Hallar: BC. B

x

solución:

300

10 m

A

5m

C

38

4) Resuelve el siguiente triángulo rectángulo:

A Solución: x1= -5 x+ 1

x

B

x2 = 1

x+2

C

5) Resuelve el siguiente triángulo rectángulo:

A

5 2 solución: x = 1

C

x

B

6) Dado el triángulo rectángulo, calcular: AD y DC.

B

solución: DC = 2,49 m AD = 1,12 m

2m

A

3m

D

C

39

BIBLIOGRAFIA NAVARRO, E……………………………………Matemática para 9 no Grado. Distribuidora Zacarías. Caracas. Venezuela. 1987.

MENDIOLA, Esteban.................................... Matemática 9no Grado. Editorial Biosfera Caracas. Venezuela. 5ta Edición. 1993.

EDITORIAL EXCELENCIA........................... Problemario de 9no. Caracas. Venezuela.

1998.

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