Esquemas Matemáticas 3º ESO Tema: Números Reales Números naturales Números enteros Números racionales Números irracionales Fracciones equivalentes Representación de fracciones en la recta Reducción de fracciones al mismo denominador Suma o resta de fracciones con el mismo denominador Suma o resta de fracciones con distinto denominador Multiplicación de fracciones División de fracciones Operaciones combinadas Son los que hemos aprendido de forma natural, Son todos los que podemos escribir sin cifras decimales, , incluyen los naturales. Son todos los números que podemos escribir en forma de fracción o los decimales exactos y periódicos, Son los decimales con infinitas cifras no periódicas. 1, 2, 3, 4, ..., 78,... ..., -6, -2, -1, 0, 1, 2, 8, .... 3 , 0 '87, 3'7,8'672, 2 2, ,0'1010010001... Son las fracciones que al pasarlas a forma decimal tienen la misma expresión. Se cumple que dos fracciones son equivalentes si a c ad bc b d Se divide el segmento unidad en tantas partes como nos indica el denominador y se toman tantas particiones como indica el numerador. Si el numerador es mayor que el denominador calculamos la cantidad de unidades enteras que debemos tomar (dividiendo sin decimales) y dividimos la unidad siguiente en tantas partes como nos indica el denominador y se toman tantas particiones como indica el resto. 1. 2. Calculamos el mcm de los denominadores. Hallamos los numeradores de forma que obtengamos fracciones equivalentes a las dadas (multiplicando numerador y denominador por la misma cantidad) 3 9 2 6 8 3 2 2 Dadas: 3 5 y 4 6 m.c.m. 4,6 12 9 10 y 12 12 Se conserva el denominador y se suman, o se restan, los numeradores. Se SIMPLIFICA siempre que se pueda. 3 2 5 1 5 5 5 Se reducen las fracciones a común denominador. Se conserva el denominador común y se suman, o se restan, los numeradores. Se SIMPLIFICA siempre que se pueda. 3 1 3 4 7 8 2 8 8 8 Se multiplican los numeradores y el resultado se pone en el numerador; se multiplican los denominadores y el resultado se pone en el denominador. Se SIMPLIFICA siempre que se pueda. Se multiplica el primer numerador por el segundo denominador y el resultado se pone en el numerador; se multiplican los términos restantes y el resultado se pone en el denominador. Se SIMPLIFICA siempre que se pueda. 1. Las operaciones del interior de los paréntesis. 2. Multiplicaciones y divisiones. 3. Sumas y restas. 4. Se SIMPLIFICA siempre que se pueda. Fracción generatriz de los decimales exactos Se escribe el número sin la coma y se divide por el 1 seguido de tantos ceros como decimales tiene el número. Se SIMPLIFICA siempre que se pueda. Fracción generatriz de los decimales periódicos Se escribe el número sin la coma y sin el arco y se le resta la parte no periódica. Se divide por tantos 9 como cifras periódicas hay, seguidos de tantos ceros como decimales no periódicos tiene el número. Se SIMPLIFICA siempre que se pueda. Error absoluto Valor absoluto de la diferencia entre el valor exacto del número y el valor aproximado. Error relativo Cociente entre el error absoluto y el valor exacto. Acotar el error Consiste en poner un límite al error “es menor que ...” 4 1 4 2 9 2 18 9 4 1 8 : 9 2 9 Resolveremos correctamente todo tipo de castillos. 7 '54 8'864 754 377 100 50 8864 886 7978 3989 900 900 450 Al tomar 7’2 como aproximación de 7’235 el error absoluto es: 7'2 7'235 0'035 En el caso anterior: 0 '035 0 '0048 7 ' 235 En el ejemplo anterior el error absoluto es menor que 5 centésimas. Tema: Potencias y Raíces Potencias Producto de potencias con la misma base Se mantiene la base y se suman los exponentes Cociente de potencias con la misma base Se mantiene la base y se restan los exponentes 32 : 33 323 31 Potencia de una potencia Se mantiene la base y se multiplican los exponentes 3 Producto de potencias con el mismo exponente Se multiplican las bases y se mantiene el exponente Cociente de potencias con el mismo exponente Se dividen las bases y se mantiene el exponente Potencia de exponente cero Si la base no es cero, es siempre 1 ( 00 es indeterminado) Potencia de exponente negativo 2 3 Notación científica Suma y resta en notación científica Debemos escribir todos los números que vamos sumar o restar como números multiplicados por la misma potencia de 10 (la de mayor exponente) Sacamos factor común la potencia de 10 y sumamos o restamos los números. Al finalizar debemos comprobar que el resultado lo escribimos correctamente en notación científica. Multiplicamos los números y sumamos los exponentes de las potencias de 10, o dividimos los números y restamos los exponentes de las potencias de 10. Al finalizar debemos comprobar que el resultado lo escribimos correctamente en notación científica. 1 3 323 36 729 22 32 2 3 62 36 2 2 : 3 2 : 3 2 2 2 2 3 2 30 1, 70 1 32 Se escribe la fracción inversa con exponente positivo Escribimos todas las cantidades como un número entre 1 y 10 (entero o decimal (en este caso se escribe una o dos cifras decimales), positivo o negativo) multiplicado por una potencia de 10 (con exponente positivo o negativo) Multiplicación o división en notación científica 32 33 323 35 243 1 32 9837475 9'83·106 0'0000005431 5'43·107 1'23·105 5'25·104 4 '03·106 0 '123·106 0 '0525·106 4 '03·106 0 '123 0 '0525 4 '03·106 3'85·106 1'23·105 ·5'25·104 6 '4575·109 4 '03·106 4 '03·106 1'60235732·103 1'6·103 Raíces Producto de raíces a·b a · b 25·100 2500 50 25·100 25· 100 5·10 50 a a b b 100 25 5 4 100 100 10 5 4 2 4 Cociente de raíces Suma o resta Potencias con exponente fraccionario (relación entre potencias y raíces) Solamente con radicales semejantes, es decir, mismo índice y mismo radicando. a x b x a b x 3 3 5 3 6 3 2 3 Es igual a una raíz que tiene por índice el denominador de la fracción y por radicando la misma base elevada al 2 2 3 3 22 3 4 z numerador de la fracción. a n n az 4 4 81 4 34 34 3 Tema: Proporcionalidad Razón Proporción Constante de proporcionalidad Entre dos números es el cociente, la razón entre a y b es a . b Es la igualdad entre dos o más razones. a c La razón entre 3 y 5 es: Los números a y d se llaman a c k b d Conocidos tres números a, b y c, se llama cuarto proporcional al número x que forma Cuarto proporcional proporción con ellos: proporción con ellos: Regla de tres simple directa Regla de tres simple inversa a b b x a x x 2 a·b x a·b x b Debemos estudiar cada una de las magnitudes, y mirar si forma proporcionalidad directa o inversa, con la magnitud en la que tenemos la incógnita, x. Porcentajes Se trata siempre de reglas de tres simples directas: Calcularemos el beneficio producido por un capital durante cierto tiempo colocado a un interés simple. El capital final será la suma del capital inicial y el beneficio. Interés compuesto Calcularemos el capital al final que obtendremos por un capital colocado a un interés compuesto. Mezclas a b b·c x a c x a b a·b x c c x Supongamos que tenemos: D. D. I. a b c d a' b' c' x a '·b '·c·d x a·b·c ' Porcentaje ahora Euros? ahora Porcentaje antes/después Euros? antes/después Interés simple Repartos inversamente proporcionales 56 14 4 El tercero proporcional de 10 y 20 es: 10 20 10 x 20·20 400 x 10 20 x El tercero proporcional de 20 y 10 es: 20 10 20 x 10·10 100 x 5 10 x El medio proporcional de 4 y 9 es: 4 x x 2 4·9 36 x 36 6 x 9 Dos magnitudes son directamente proporcionales si al aumentar una, aumenta la otra, siguiendo una proporción. Dadas dos magnitudes directamente proporcionales, tenemos que calcular un valor qué falta. Dos magnitudes son inversamente proporcionales si al aumentar una, la otra disminuye, siguiendo una proporción. Dadas dos magnitudes inversamente proporcionales, tenemos que calcular un valor qué falta. Regla de tres compuesta Repartos directamente proporcionales 4 8 4 x 7·8 56 7 x x Dados dos números a y b, se llama medio proporcional al número x que cumple Medio proporcional 6 12 60 3 2 4 20 La constante de proporcionalidad es 3. El cuarto proporcional de 4, 7 y 8 es x tal que: a c b x Si los medios son iguales, se llama tercero proporcional al número x que forma Tercero proporcional 3 9 30 ... 5 15 50 b d extremos, los números b y c se llaman medios. Es el valor del cociente entre a y b, o entre c y d. 3 5 I C· interés ·t C·r·t 100 100 interés C f Ci ·1 100 t Para repartir un número C en partes directamente proporcionales a varios números, a, b t C a·C y c: xa ,... Se calcula la suma de los números a b c t y se calculan los repartos usando las a xa t reglas de tres simples. Para repartir un número C en partes inversamente proporcionales a varios números, a, b y c: Se toman los números: 1 , 1 , 1 , los a b c reducimos a común denominador, y se realiza el reparto directamente proporcional a los numeradores obtenidos. Colocamos en la tabla los datos del problema. kilos €/kg € total Además sabemos que el precio total de un producto es igual a la Elaboraremos una cantidad de producto (kg) multiplicada por el precio de cada kg. Prod1 tabla similar a la También sabemos que la cantidad de producto mezcla es igual a la Prod2 siguiente: suma de las cantidades de producto (kg) y que el precio total de la Mezcla mezcla es la suma de los precios totales de todos los productos que mezclamos. Para resolver estos problemas usamos siempre la fórmula v e . t Móviles Si se trata de un problema de encuentro (sentido contrario) usaremos v vA vB , si se trata de un problema de alcance (mismo sentido) usaremos v vA vB Si uno de los móviles sale antes que el otro, debemos calcular primero la distancia que recorre. Tema: Expresiones algebraicas Expresión algebraica Monomio Grado de un monomio Es toda combinación de números y letras unidos por los signos de las operaciones aritméticas: suma, resta, multiplicación y división Es una expresión algebraica en la que tenemos la multiplicación como única operación (y la potenciación con exponente natural) Suele estar formado por un número (coeficiente) y alguna letra (parte literal). Cantidad total de letras que tiene, contando sus multiplicidades. Es decir la suma de los exponentes de todas las letras. Variables Cada una de las letras que forman parte de una expresión algebraica. Monomios semejantes Binomio Son los que tienen la parte literal igual (las mismas letras con los mismos grados) Suma o resta de dos monomios Trinomio Suma o resta de tres monomios Polinomio Suma o resta de varios monomios (2, 3, 4, 5, ...) Término (en un polinomio) Grado de un polinomio Término principal Término independiente Valor numérico Polinomio ordenado Polinomio completo Polinomio opuesto 3x 4 6 x 2 4 x 6 5x4 , 6 xy5 z 4 tiene tres variables que son x, y, z 3x2 h, Es el resultado de sustituir cada variable por números y realizar las operaciones. 5x 4 3'76 x 2 h Está formado por 2 términos. 5 x 4 3'76 x 2 h Tiene 4 3 grado 4 5 x 4 36 x 2 6 x 4 El término principal es 5 x 4 , el coeficiente principal es -5. 5x4 36 x 2 6 x 4 El término independiente es 4 p x x 2 x 4 Valor numérico 2 para x 3 : p 3 32 2·3 4 9 6 4 7 Sus términos van de mayor a menor grado, o viceversa. 5x4 36 x2 6 x 4 Tiene términos de todos los grados inferiores al mayor. 5x 4 2 x3 6 x 2 6 x 4 Se obtiene cambiando todos los signos de sus términos. 5x4 36 x2 6 x 4 y 5x 4 36 x 2 6 x 4 Suma (resta) de monomios Para poder sumar (restar) dos monomios deben ser semejantes. Se suman (restan) los coeficientes y se mantiene la misma parte literal. Suma de polinomios Es un nuevo polinomio formado por la suma de los monomios semejantes y los términos no semejantes de ambos. Resta de polinomios Se suma el minuendo con el opuesto del sustraendo. Producto de monomios Es un monomio con coeficiente el producto de los coeficientes y como parte literal el producto de las letras (si tenemos la misma variable se suman los exponentes) 3x2h 9x2h 3 9 x2h 6x2h 3x2h 9x2h 3 9 x2h 12x2h 3x3 6 x 2 x2 5x 7 3 3x x 2 x 5 3 3x 6 x 2 3x3 6 x 2 2 2 x 5x 7 x 5x 7 3 2 3x x 11x 9 3x3 y·6xz 2 18x4 yz 2 Producto de polinomios 9x2 h 5x 4 3'76 x 2 h 5x 4 3'76 x 2 7 x 5x4 36 x2 6 x 4 El mayor de los grados de los términos que forman el polinomio. Es el término de grado 0, el que no tiene letras. Se multiplica cada monomio de un factor por todos los monomios del otro factor. 3x3 6 x 2 x2 7 21x 42 x 14 3 3x5 6 x3 2 x 2 3 x 27 x 3 2 x 2 42 x 14 5 División de monomios 6xy5 z 4 6xy5 z 4 tiene grado 10 Cada uno de los monomios que forman parte de un polinomio se llama término. Es el término de mayor grado en un polinomio. Su coeficiente es el coeficiente principal. 3'76x2h, Se dividen los coeficientes y se restan los exponentes de las variables. 9 x 7 : 3x 2 3x5 División de polinomios Igualdades notables Raíz de un polinomio Se divide el término principal del dividendo entre el término principal del divisor, el monomio resultante se escribe en el cociente. Se multiplica este monomio por el divisor y se escribe debajo del dividendo el opuesto del resultado. Sumamos esto con el dividendo y obtenemos un resto provisional. Repetimos el proceso hasta que este resto provisional tiene grado menor que el divisor. x 4 3x3 5 x 2 4 x 2 x2 5x 1 Dividendo x 5x x 2 x3 4 x 2 4 x 2 x3 10 x 2 2 x 4 3 Divisor x2 2 x 6 2 Cociente 6x2 2x 2 6 x 2 30 x 6 Resto 28 x 4 2 x 5 Cuadrado de una suma a b 2 a 2 b 2 2ab 4x Cuadrado de una resta a b 2 a 2 b 2 2ab Suma por diferencia a b· a b a2 b2 3x Es un valor de la indeterminada que hace cero el polinomio. 2 2 2 2 x 52 2·2 x·5 2 1 4 x 2 12 2·4 x 2 ·1 2 2 2 x · 3x 2 2 x 3x 2 2 x 2 2 Una raíz de 3x2 4 x 20 es x 2 Tema: Ecuaciones Formadas por: Igualdades, expresiones con un signo = Ecuación de primer grado (lineales) Ecuación de una incógnita Regla de la suma Regla del producto Ecuaciones de primer grado y una incógnita Ecuaciones de segundo grado y una incógnita Tipo b=0, a=0 Tipo b=0 Según sea cierta o no: 34 20 14 Números y operaciones. Numérica Números, letras y operaciones. Algebraica Identidad: Siempre es cierta Contradicción, absurdo o incompatible: nunca es cierta Ecuación: Se cumple solo para ciertos valores de las letras. Resolver una ecuación consiste en averiguar para qué valores de las letras se cumple la igualdad. 3x2 4 x 20 2 53 2, 57 2 3x 2 4 x 2 Igualdad formada por números y letras, de forma que en ningún caso las letras están multiplicadas o divididas entre sí. 3x 4 y 20 x 2 Igualdad formada por números y una sola letra, que puede aparecer en forma de potencia. 3x2 4 x 20 2 4 x 20 2 x 10 4 x 2 x 20 2 x 2 x 10 2 x 20 10 Si a los dos miembros de una ecuación sumamos o restamos la misma cantidad, obtenemos una ecuación equivalente. Si los dos miembros de una ecuación los multiplicamos o 4 x 22 2 4 x 22 2 dividimos por la misma cantidad distinta de cero, obtenemos 4 4 una ecuación equivalente. Son las igualdades que se pueden escribir como ax b 0 , x x4 1 , m.c.m. 4, 6 12 con a 0 , el valor de x que verifica la igualdad es la solución 4 6 de la ecuación. 1. Mínimo común múltiplo de denominadores, y se 12 x 12 12 x 4 3 x 12 2 x 4 4 6 multiplican todos los términos por esa cantidad. 2. Se suprimen paréntesis aplicando la propiedad 3x 12 2 x 8 3 x 20 2 x distributiva y cambiando todo de signo si tenemos 20 3 x 2 x 20 2 x 2 x 5 x 20 x x4 delante un signo “-“ 5 3. Se aplican las reglas de la suma y el producto. Son las igualdades que se pueden escribir como ax2 bx c 0 , con a 0 , los valores de x que verifican la 3x2 4 x 20 2 igualdad son las soluciones de la ecuación. Ecuaciones de segundo grado incompletas ax2 0,despejamos x x2 0, x 0 3x2 0, x 0 6x2 0, x 0 c c , x a a ax 2 bx 0,sacamos x factor común x ax b 0 ax 2 c 0, ax 2 c, x 2 3x 2 48 0, 3 x 2 48, x 2 tenemos un producto igualado a cero, luego, cada uno de Tipo a=0 5 x 3x 2 x los factores debe ser cero, x 0 y ax b 0, b a Ecuaciones de segundo grado completas luego las soluciones son, x 0 y x 48 =16, x 4 3 5 x 2 15 x 0, x 5 x 15 0 x 0 y 5x 15 0, 15 x0 y x 3 5 3 x 2 x 2 0, a 3, b 1, c 2 Las soluciones de una ecuación ax2 bx c 0, de segundo grado 1 12 4·3· 2 1 1 24 2·3 6 1 5 4 2 x x 1 5 6 6 3 x 1 5 6 6 x x 1 6 6 Si b2 4ac 0 la ecuación no tiene Si b2 4ac 0 la ecuación tiene una solución Si b2 4ac 0 la ecuación tiene dos solución. (doble) soluciones. 2 Si x1 , x2 son las dos soluciones de la ecuación ax bx c 0, se cumple: x1 x2 b , x1 ·x2 c a a b b 4ac . Llamaremos completa vienen dadas por x 2a discriminante a: b2 4ac su valor de positividad permite saber el número de soluciones sin resolver la ecuación. 2 x Tema: Sistemas Ecuación lineal con dos incógnitas Sistema de dos ecuaciones lineales y dos incógnitas Son las ecuaciones de primer grado, que tienen dos incógnitas, de la forma ax by c , cualquier par de valores, x, y que verifique la igualdad es una solución de esta ecuación. Si las representamos gráficamente, obtenemos una recta. x 3 y 2 Son soluciones: 5,1 , 1, 1 , 4, 2 ,... ax by c Se trata de calcular los valores x, y de las incógnitas para los a ' x b ' y c ' Se suele representar cuales se cumplen las dos ecuaciones. No existe ningún par de valores x, y para los cuales se cumpla el Sistema incompatible sistema. Si representamos las dos rectas vemos que son paralelas. a b c a' b' c' Existe un único par de valores Sistema compatible determinado x, y para los cuales se cumple el sistema. Si representamos las dos rectas vemos que son secantes. a b a' b' Existen infinitos pares de valores x, y para los cuales se cumple el Sistema compatible indeterminado sistema. Si representamos las dos rectas vemos que son coincidentes, a b c son la misma. a' b' c' Igualación Se basa en despejar la misma incógnita en las dos ecuaciones e igualar las expresiones resultantes. El valor encontrado para la primera incógnita se sustituye en cualquiera de las ecuaciones que forman el sistema para hallar la otra incógnita. x 2 y 7 x 2 y 4 Métodos de resolución de sistemas Sustitución Consiste en despejar una incógnita en una ecuación y sustituirla en la otra. El valor encontrado para la primera incógnita se sustituye en cualquiera de las ecuaciones del sistema y se halla el valor de la otra. x 2 y 6 2, 2 2 x y 2 2 x y 3 4 x 2 y 6 Reducción Se trata de conseguir que las ecuaciones tengan coeficientes opuestos para una misma incógnita; así, al sumar ambas ecuaciones se obtiene una única ecuación con una sola incógnita que se resuelve. El valor hallado se sustituye en cualquiera de las ecuaciones del sistema para hallar la segunda incógnita. 7 5y x 3 x 5 y 7 3 x 7 5 y 3 2x 6 y 1 2x 1 6 y x 1 6 y 2 7 5y 1 6 y 2 7 5 y 3 1 6 y 3 2 14 10 y 3 18 y 18 y 10 y 3 14 11 8 Volvemos a una de las ecuaciones que 8 y 11 y tenemos despejadas y sustituímos el valor calculado, para calcular el valor de la otra incógnita: 11 66 33 37 1 6 1 1 8 8 4 4 37 x 2 2 2 2 8 37 11 El sistema tiene solución: x , y 8 8 10 x 2 y 1 10 x 20 y 1 x 3 x y 5 x 3x 3 y 5 10 x y 1 20 10 x y 21 3x 4 y 9 3 x 4 y 9 4x 3y 5 Sustituímos: 4 x 3 y 5 2x y 5 y 5 2x Multiplico la primera ecuación por "3" para 3x 4 5 2 x 9 3 x 20 8 x 9 obtener en "y" coeficientes iguales, con 11 signos distintos: 3x 8 x 9 20 11x 11 x 1 11 30 x 3 y 63 Sumamos las ecuaciones: Volvemos al principio, dónde teníamos "y" 4x 3y 5 despejada, cambiamos "x" por su valor, y 68 34 x 68 x 2 calculamos el valor de "y": 34 y 5 2 x 5 2·1 5 2 3 Volvemos a una ecuación y sustituimos El sistema tiene solución: x 1, y 3 el valor obtenido: 4 x 3 y 5 4·2 3 y 5 8 3 y 5 3 y 5 8 3 y 3 1 3 El sistema tiene solución: x 2, y 1 Tema: Sucesiones Sucesiones Progresiones aritméticas Término general Una sucesión es una colección de números dados ordenadamente, que siguen una pauta. Son sucesiones en las que se pasa de cada término al siguiente sumando una cantidad fija que llamaremos diferencia, d. Es la expresión matemática que nos da el valor de un término en función del primer término de la sucesión y del lugar que ocupa. an a1 n 1·d Ejemplo: 6, 9, 12... 1, 4, 7, 10, 13, 16,... (d=3) En el ejemplo anterior an 1 n 1·3 1 3n 3 an 3n 2 En el ejemplo anterior Sn Suma de los n primeros términos Sn a1 an ·n 2 Término general (Debemos conocer el último término que vamos a sumar, y el tipo de sucesión que es) Son sucesiones en las que se pasa de cada término al siguiente multiplicando por una cantidad fija que llamaremos razón, r. Es la expresión matemática que nos da el valor de un término en función del primer término de la sucesión y del lugar que ocupa. an a1·r 2 La suma de los 4 primeros términos S4 S4 Progresiones geométricas 1 (3n 2)·n n1 1 (3·4 2)·4 2 1 10·4 2 S4 22 2, 6, 18, 54, 162,... (r=3) n1 En el ejemplo anterior an 2·3 En el ejemplo anterior Suma de los n primeros términos Suma de todos los términos Sn a1 an ·r a ·r a1 o bien Sn n (cualquiera) (Debemos 1 r r 1 conocer el último término que vamos a sumar, y el tipo de sucesión que es) Sólo se puede hacer en el caso 0 r 1 , en ese caso S a1 1 r Sn 2·3n1·3 2 2·3n 2 3 1 2 La suma de los 4 primeros términos 2·34 2 2·81 2 2 2 162 2 160 Sn 80 2 2 1 1 1 1 Ej: 4, 2, 1, , , ,... r 2 4 8 2 4 4 S = 8 1 1 1 2 2 Sn