ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DEL TRABAJO MEJORE SU NEGOCIO DE CONSTRUCCIÓN CAPACITACIÓN DE EMPRESARIOS MATEMÁTICAS PRACTICAS Documento de Trabajo ACERCA DEL MESUNCO ¿Qué es MESUNCO? Mejore Su Negocio de Construcción (MESUNCO) es un programa de capacitación en gestión implementado por la Organización Internacional del Trabajo (OIT). MESUNCO está orientado a satisfacer las necesidades específicas de los contratistas de pequeñas obras de construcción y servicios públicos. Introduce los principios básicos de una buena administración de una manera simple y práctica utilizando una metodología de capacitación por participación. MESUNCO apunta a estimular y fomentar en los empresarios la aplicación de nuevos conocimientos de administración y destrezas adquiridas a través de la capacitación MESUNCO, en cuanto a costear y fijar precios a los contratistas adecuadamente, incrementar ventas, comprar insumos competitivamente, mejorar el control del inventario, reducir los costos, planificar para el futuro, y eventualmente incrementar las utilidades de sus negocios. Objetivos de la Capacitación MESUNCO El objetivo general de la capacitación MESUNCO es incrementar la viabilidad de pequeñas empresas a través de la aplicación de principios administrativos sólidos, lo cual conducirá a la creación y/o sostenimiento de empleo. La capacitación apunta a hacer que los empresarios participantes conozcan acerca de las mejoras que podrían hacer en la administración de sus negocios y exponerles los principios básicos de una adecuada gestión La Capacitación MESUNCO La capacitación MESUNCO está localizada en la enseñanza de técnicas efectivas para una mejor administración. La capacitación puede llegar a encontrar las necesidades específicas de cada empresario mediante la evaluación de los conocimientos de administración que el empresario ya posee y su funcionamiento antes de la realización de cada actividad de capacitación MESUNCO. En los seminarios y sesiones subsecuentes de consultoría de negocios se puede dar una mayor atención a los intereses particulares de un grupo de empresarios. Los materiales de capacitación han sido desarrollados para facilitar esta aproximación. 2 Grupo al que está dirigido La capacitación MESUNCO está dirigida a los pequeños contratistas, propietarios y administradores de pequeñas empresas de construcción. Es adecuada para personas que: hayan estado en negocios por lo menos un año sean capaces de leer y escribir en el idioma en que se dicta el curso sean capaces de hacer cálculos simples tengan un potencial de desarrollo. El Programa Modular de Capacitación de Empresarios La capacitación MESUNCO para empresarios consiste en los siguientes módulos, los cuales son aplicados progresivamente de acuerdo a las necesidades de capacitación de los empresarios: Seminario de Capacitación de Empresarios: SCE Seguimiento: Seminario de Actualización de Empresarios: SAE Grupos de Mejoramiento Empresarial: GME Asesoría Individual: AI En la capacitación de empresarios, Ud. será más efectivo si conoce cuáles son las necesidades de capacitación de esos empresarios y si Ud. tiene la capacidad para brindarles a esos empresarios lo que ellos necesitan. Por lo tanto, antes de aplicar cualquiera de los módulos arriba descritos, MESUNCO le recomienda seleccionar a los empresarios y realizar su ‘Análisis de Necesidades de Capacitación’ (ANC). MESUNCO le provee de una herramienta simple de necesidades de capacitación. Ver más adelante en esta guía las pautas para llevar a cabo el ANC. Manuales MESUNCO Los Manuales MESUNCO han sido elaborados para poder ser utilizados por pequeños contratistas. Las explicaciones dadas paso a paso son utilizadas para ofrecer situaciones reales que el empresario pueda identificar como propias. Ejemplos prácticos y ejercicios son elementos importantes y los capacitadores encontrarán los Manuales fáciles de usar en la capacitación de empresarios en todos los niveles. El contenido de los Manuales también es apropiado para grupos de trabajo de nivel más alto con una educación formal superior y la presentación estructural los 3 hacen apropiados incluso para empresarios con buen conocimiento de administración de negocios. Los tres Manuales y sus cuadernos de trabajo MESUNCO tratan sobre Cotizaciones y Ofertas, Gerencia de Proyecto y Gerencia Empresarial. 4 MATEMÁTICAS PRACTICAS INDICE Capítulo TEMA Página 1. PRESENTACIÓN 7 2. NOCIONES DE DIVISIBILIDAD 9 2.1. Divisibilidad 9 2.2. Descomposición en Factores Primos 16 3. 24 NÚMEROS FRACCIONARIOS 3.1. Número Fraccionario en la divisiones inexactas 24 3.2. Número Fraccionario 24 3.3. Términos del quebrado 24 3.4. Clases de quebrados 25 3.5. Número mixto 26 3.6. Reducción y simplificación de quebrados 26 3.7. Operaciones con números fraccionarios 31 3.8. Fracciones decimales 37 3.9. Operaciones con fracciones decimales 39 3.10. Conversión de fracciones 45 4. 47 MAGNITUDES PROPORCIONALES 4.1. Magnitudes directamente proporcionales 47 4.2. Magnitudes inversamente proporcionales 48 4.3. Regla de Tres 50 5. 58 GEOMETRÍA APLICADA 5.1. Ángulos 58 5 Capítulo TEMA Página 5.2. Triángulos 59 5.3. Polígonos 64 5.5. Cuadriláteros 65 5.6 69 Circunferencia y Círculo 5.7. Áreas 70 5.7. Volúmenes de cuerpos geométricos 74 6 MANUAL DE MATEMÁTICAS PRACTICAS 1.PRESENTACIÓN El Manual MESUNCO de Matemáticas Prácticas ha sido elaborado tomando en cuenta las necesidades del Maestro de Obras de Construcción Civil, en la implementación del proyecto de construcción a partir de los planos de diseño; la preparación del Presupuesto de Construcción y el propio proceso de construcción. Este Manual es un repaso de la aritmética y de la geometría, aplicada a las necesidades específicas del Maestro de Obras. Se presentan los conceptos de matemáticas básicas, con ejemplos de construcción civil, que le permitan elaborar la Proforma de Construcción, las cubicaciones de materiales y determinar con la mayor exactitud posible los costos de la obra. Los conceptos han sido adecuados a la capacitación de adultos, los ejemplos y ejercicios están íntimamente vinculados a su quehacer profesional. El Capítulo 2: Nociones de Divisibilidad, revisa los conceptos de números primos, múltiplos y submúltiplos y define formas prácticas de identificar las distintas divisibilidades. Analiza los métodos de descomposición de un número en factores primos, definiendo el Mínimo Común Múltiplo (mcm) y el Máximo Común Divisor (MCD). El Capítulo 3: Números Fraccionarios permite entender las divisiones inexactas y los conceptos de quebrados, comunes en la vida diaria. Se revisan las cuatro operaciones con quebrados y la simplificación de fracciones, se hace aplicación del mínimo común denominador, culminándose en el repaso de las propiedades generales de las fracciones decimales y la conversión de fracciones. 7 El Capítulo 4: Magnitudes Proporcionales introduce al participante en el manejo de la Regla de Tres presentándose dos métodos: el tradicional y un método práctico, tanto en sus alternativas: Regla de Tres Directa e Inversa, culminándose con la Regla de Tres Compuesta. El Capítulo 5: Geometría Aplicada hace una revisión de las principales figuras geométricas planas regulares y los diferentes elementos de un polígono cualquiera. Se revisan los conceptos fundamentales de los triángulos, sus principales elementos, culminando con la explicación sencilla del Teorema de Pitágoras. Se revisan los conceptos de los distintos cuadriláteros y se explica el cálculo de las áreas de los principales polígonos, culminándose con un ejemplo del cálculo del área de una poligonal. La segunda parte de este capítulo revisa los conceptos de la geometría del espacio como el cálculo de volumen de los principales cuerpos geométricos. El Manual de Matemáticas Prácticas ha sido elaborado por el Ingº Walter Smith Cavalié, con la cooperación técnica del Ing. José Luis Mayhua Quispe. 8 2. NOCIONES DE DIVISIBILIDAD 2.1. Divisibilidad Múltiplo: Múltiplo de un número, es aquel que lo contiene exactamente varias veces. Por ejemplo, 14 es múltiplo de 2 porque 14 contiene a 2 siete veces, 20 es múltiplo de 5 porque contiene a 5 cuatro veces. Los múltiplos de un número se forman multiplicando este número por la serie infinita de los números naturales 0, 1, 2, 3, 4,........; luego, todo número tiene infinitos múltiplos. Ejemplo: La serie infinita de los múltiplos de 5 es: 5 5 5 5 5 x x x x x 0 1 2 3 4 = = = = = 0 5 10 15 20 .......etc. Submúltiplo: Submúltiplo o divisor de un número es el número que está contenido en el primero, un número exacto de veces. Ejemplo: 4 es submúltiplo de 24 porque está contenido en 24 seis veces; 8 es factor o divisor de 64 porque está contenido en 64, ocho veces. 9 Numero Par: Numero par es todo número múltiplo de 2.La fórmula general de los números pares es 2n, siendo n un número entero cualquiera, ya sea par o impar, pues si es par, multiplicado por 2 dará otro número par, y si es impar, multiplicado por 2 dará un número par. Ejemplo: 5 x 2 = 10, 12 x 2 = 24 Numero Impar: Numero impar es el que no es múltiplo de 2. La fórmula de los números impares es 2n ± 1, siendo n un número entero cualquiera, pues 2n representa un número par, que aumentado o disminuido en una unidad dará un número impar. Ejemplo: 2 x 7 +1= 15, 2x4-1=7 10 Numero Primo: Es el que sólo puede ser dividido (es divisible) entre sí mismo y entre la unidad. Ejemplo: 1, 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37...etc. Divisibilidad entre 2: Un número es divisible entre 2 cuando termina en cero o cifra par. Ejemplo: 3,524 es divisible entre 2 porque acaba en 4, mientras que 5,427 no lo es porque termina en 7. Divisibilidad entre 3: Un número es divisible entre 3 cuando la suma de los valores absolutos de sus cifras es múltiplo de 3. Ejemplos: 5,472 es divisible entre 3, porque 5 + 4 + 7 + 2 = 18 es divisible entre 3 pues lo contiene seis veces. 4,575 es divisible entre 3, porque 4 + 5 + 7 + 5 = 21 es divisible entre 3 pues lo contiene siete veces. 11 Divisibilidad entre 4: Un número es divisible entre 4 cuando sus dos últimas cifras de la derecha son ceros o forman un múltiplo de cuatro. Ejemplos: El número 600 es divisible entre 4, porque 600 es divisible entre 100 ya que termina en dos ceros, y 100 es divisible entre 4 porque lo contiene 25 veces. Ahora bien, si 4 divide a 100, dividirá a 600, que es múltiplo de 100, porque todo número que divide a otro, divide a sus múltiplos. El número 416 es divisible entre 4, porque sus dos últimas cifras forman un múltiplo de 4, pues 16 contiene a 4 cuatro veces. Divisibilidad entre 5: Un número es divisible entre 5 cuando termina en cero o cinco. Ejemplos: El número 70 es divisible entre 5, porque 70 es divisible entre 10 porque termina en cero, y 10 es divisible entre 5 porque lo contiene 2 veces. Ahora bien, si 5 divide a 10, dividirá a 70, que es múltiplo de 10, porque todo número que divide a otro, divide a sus múltiplos. El número 145 es divisible entre 5, porque su última cifra es 5 y todo número es divisible entre sí mismo. Divisibilidad entre 7: Un número es divisible entre 7 cuando separando la primera cifra de la derecha, multiplicándola por 2, restando este producto de lo que queda a la izquierda y así sucesivamente, da cero o múltiplo de 7. 12 Ejemplos: Para saber si el número 2,058 es divisible entre 7, haremos lo siguiente: 2,058 8 x 2 = 16 205 – 16 = 189 9 x 2 = 18 18 – 18 = 0 Como la respuesta es cero, entonces 2,058 es divisible entre 7. Para saber si el número 2,401 es divisible entre 7, haremos lo siguiente: 2,401 1x2=2 240 - 2 = 238 8 x 2 = 16 23 – 18 = 7 La respuesta es 7, entonces 2,401 es divisible entre 7. Divisibilidad entre 9: Un número es divisible entre 9 cuando la suma de los valores absolutos de sus cifras es múltipla de 9. 13 Ejemplos: 6,408 es divisible entre 9, porque 6 + 4 + 0 + 8 = 18 es divisible entre 9 pues lo contiene dos veces. 7,974 es divisible entre 9, porque 7 + 9 + 7 + 4 = 27 es divisible entre 9 pues lo contiene tres veces. Divisibilidad entre las Potencias de 10: Para dividir un número terminado en ceros por la unidad seguida de ceros, se suprimen de la derecha del número tantos ceros como ceros acompañen a la unidad, y lo que queda es el cociente exacto. Ejemplo: 850 ÷ 10 = 85 12,500 ÷ 100 = 125 18,000 ÷ 1000 = 18....etc. Por lo tanto, un número es divisible entre 10 cuando termina en cero, porque suprimiendo este cero queda dividido entre 10 y lo que queda es el cociente exacto. Por ejemplo: 70, 180, 1460,....etc. son divisibles entre 10. Un número es divisible entre 102 = 100 cuando termina en dos ceros, porque suprimiendo estos ceros queda dividido entre 100 y lo que queda es el cociente exacto. Por ejemplo: 700, 1400, 12500,....etc. son divisibles entre 100. Un número es divisible entre 103 = 1,000 cuando termina en tres ceros, porque suprimiendo estos ceros 14 queda dividido entre 1,000 y lo que queda es el cociente exacto. Por ejemplo: 7000, 14000, 125000,....etc. son divisibles entre 1,000. En resumen, todo número terminado en ceros es divisible entre la unidad seguida de tantos ceros haya a la derecha del número. Divisibilidad entre 25: Un número es divisible entre 25 cuando sus dos últimas cifras de la derecha son ceros o forman un múltiplo de 25. Ejemplos: El número 800 es divisible entre 25, porque 800 es divisible entre 100 ya que termina en dos ceros, y 100 es divisible entre 25 porque lo contiene 4 veces. Ahora bien, si 25 divide a 100, dividirá a 800, que es múltiplo de 100, porque todo número que divide a otro, divide a sus múltiplos. El número 650 es divisible entre 25, porque sus dos últimas cifras forman un múltiplo de 25, pues 50 contiene a 25 dos veces. 15 2.2. Descomposición en Factores Primos Descomponer un número en sus factores primos convertirlo en un producto indicado de números primos. es Regla para Descomponer un Número Primo Compuesto en sus Factores Primos: Se divide el número entre el menor de sus divisores primos; el cociente se divide también entre el menor de sus divisores primos y así sucesivamente con los demás cocientes, hasta hallar un cociente primo, que se dividirá por sí mismo. Ejemplos: Descomponer 204 en sus factores primos: Procedemos a dividir el número 204 entre su menor divisor primo 2, y el cociente de ambos se volverá a dividir entre el menor de sus divisores primos y así sucesivamente hasta hallar un cociente primo. 204 ÷ 2 = 102 102 ÷ 2 = 51 51 ÷ 3 = 17 Entonces 204 es igual al producto de 2 x 2 x 3 x 17 Por lo tanto los factores primos de 204 son 2, 3 y 17. 16 Descomponer 25,230 en sus factores primos: 25,230 ÷ 2 = 12,615 12,615 ÷ 3 = 4,205 4,205 ÷ 5 = 841 841 ÷ 29 = 29 Entonces 25,230 es igual a: 2 x 3 x 5 x 29 x 29 Por lo tanto sus factores primos son 2, 3, 5 y 29. Máximo Común Divisor de dos o más números es el mayor número que los divide a todos exactamente. Se designa por las iniciales M.C.D. Ejemplos: Los números 18 y 24 son divisibles entre 2, entre 3 y entre 6. ¿Hay algún número mayor que 6 que divida a 18 y a 24 en conjunto? No. Entonces, 6 es el M.C.D. de 18 y 24. Los números 60, 100 y 120 son divisibles entre 2, 4, 5, 10 y 20. No hay ningún número mayor que 20 que los divida a los tres en conjunto, entonces 20 es el M.C.D. de 60, 100 y 120. Cuando no es fácil hallar el M.C.D. por simple inspección, éste puede hallarse rápidamente dividiendo al mismo tiempo todos los números dados entre un factor común, los cocientes nuevamente entre un factor común y así sucesivamente hasta que los cocientes sean primos entre sí. El M.C.D. es el producto de los factores comunes. 17 Ejemplos: Hallar el M.C.D. de 208, 910 y 1,690. 208 910 1,690 104 455 845 8 35 65 2 13 M.C.D. = 2 x 13 = 26 208, 910 y 1,690 tenían el factor común 2. Los dividimos entre 2 y obtuvimos los cocientes 104, 455 y 845. Estos cocientes tenían el factor común 13, los dividimos entre 13 y obtuvimos los cocientes 8, 35 y 65 que no tienen ningún divisor común. El M.C.D. es 2 x 13 =26. Hallar el M.C.D. de 208, 910 y 1,690. 3,430 2,450 980 4,410 10 343 245 98 441 7 49 35 14 63 7 5 2 9 7 M.C.D =10 x 7 x 7 =490 Mínimo Común Múltiplo: Mínimo común múltiplo de dos o más números es el menor número que contiene un número exacto de veces a cada uno de ellos. Se designa por las iniciales m.c.m. Ejemplos: El número 36 contiene exactamente a 9 y a 6; 18 también contiene exactamente a 9 y a 6. ¿Hay algún número menor que 18 que contenga a 9 y a 6 en conjunto? No. Entonces 18 es el m.c.m. de 9 y 6. 18 El número 60 es divisible entre 2, 3 y 4; 48 también, 24 también y 12 también. Como no hay ningún número menor que 12 que sea divisible entre 2, 3 y 4 tendremos que 12 es el m.c.m. de 2, 3 y 4 Cuando no es fácil hallar el m.c.m. por simple inspección, éste puede hallarse rápidamente dividiendo cada uno de los números dados entre su menor divisor; lo mismo se hace con los cocientes hasta obtener que todos los cocientes sean 1. El m.c.m. es el producto de todos los divisores primos. Ejemplos: Hallar el m.c.m. de 60 y 190. Primero se dividen los números 60 y 190 simultáneamente por el mínimo factor común de ambos y con los cocientes se procede de la misma forma hasta llegar a obtener la unidad en ambos números. Tenemos: 60 190 2 30 95 2 15 95 3 5 95 5 1 19 19 m.c.m. = 22 x 3 x 5 x 19 = 1440 1 19 Hallar el m.c.m. de 360, 480, 500 y 600. 360 480 500 600 2 180 240 250 300 2 90 120 125 150 2 45 60 125 75 2 45 30 125 75 2 45 15 125 75 3 15 5 125 25 3 5 5 125 25 5 1 1 25 5 5 1 5 5 m.c.m. = 25 x 32 x 53 = 36,000 1 Ejercicios: 1. ¿Cuál será la menor longitud de una varilla de acero que se puede dividir en pedazos de 8 cm., 9 cm. o 15 cm. de longitud sin que sobre ni falte nada y cuantos pedazos de cada longitud se podría sacar de esa varilla? Procedemos a calcular el m.c.m. de 8, 9 y 15. 20 8 4 2 1 9 9 9 9 3 1 15 2 15 2 15 2 15 3 5 3 5 5 1 m.c.m. = 2 x 2 x 2 x 3 x 3 x 5 = 360 Las longitudes de cada varilla serán: 360 ÷ 8 = 45 360 ÷ 9 = 40 360 ÷ 15 = 24 Respuesta: 360 cm.; 45 de 8, 40 de 9 y 24 de 15. 2. Hallar la menor capacidad posible de una cisterna que se pueda llenar en un número exacto de minutos abriendo simultáneamente tres llaves que vierten: la 1ra, 10 m3 por hora; la 2da, 12 m3 por hora y la 3ra, 30 m3 por hora, y cuántas horas tardaría en llenarse. Por simple inspección vemos que la menor capacidad posible de esta cisterna será la suma de los tres volúmenes que logran las llaves abiertas en una hora. Tendremos : 10 + 12 + 30 = 52 Esto se logrará en 1 hora Respuesta: 52 m3; 1 hora. 3. ¿Cuál es la menor capacidad de un estanque que se puede llenar en un número exacto de segundos por cualquiera de tres llaves que vierten: la 1ra, 2 litros por 21 segundo; la 2da, 30 litros en 2 segundos y la 3ra, 48 litros en 3 segundos? La 1ra llave vierte 2 litros por segundo. La 2da llave 30 litros en 2 segundos, es decir 30 ÷ 2 = 15 15 litros por segundo. La 3ra llave 48 litros en 3 segundos, es decir 48 ÷ 3 = 16 16 litros por segundo. Procedemos a hallar el m.c.m. de 2, 15 y 16. 2 1 1 1 1 1 1 15 15 15 15 15 5 1 16 8 4 2 1 1 1 2 2 2 2 3 5 m.c.m. = 2 x 2 x 2 x 2 x 3 x 5 = 240 Respuesta: 240 litros. 4. Dos cordeles de 36 metros y 48 metros de longitud se quieren dividir en partes iguales y de la mayor longitud posible. ¿Cuál será la longitud de cada parte? Procedemos a calcular el M.C.D. de 36 y 48. 36 18 9 3 48 24 12 4 2 2 3 M.C.D. = 2 x 2 x 3 = 12 Respuesta: 12 metros. 5. Se tienen tres terrenos de 3,675, 1,575 y 2,275 metros cuadrados de superficie respectivamente y se 22 quieren dividir en parcelas iguales. ¿Cuál ha de ser la superficie de cada parcela para que el número de parcelas de cada una sea la menor posible? Procedemos a calcular el M.C.D. de 3,675, 1,575 y 2,275 3,675 735 147 21 1,575 315 63 9 2,275 455 91 13 5 5 7 M.C.D. = 5 x 5 x 7 = 175 Respuesta: 175 metros cuadrados. 23 3. NÚMEROS FRACCIONARIOS 3.1 Numero Fraccionario en las Divisiones Inexactas: La división exacta no siempre es posible, porque muchas veces no existe ningún número entero que multiplicado por el divisor dé el dividendo. Así, la división de 3 entre 5 no es exacta porque no hay ningún número entero que multiplicado por 5 dé 3. Entonces ¿cómo expresar el cociente exacto de 3 entre 5? Pues únicamente por medio del número fraccionario 3/5. De allí que todo número fraccionario representa el cociente exacto de una división en la cual el numerador representa el dividendo y el denominador el divisor. 3.2 Número Fraccionario: Número fraccionario o quebrado es el que expresa una o varias partes iguales de la unidad principal. Si la unidad se divide en dos partes iguales, estas partes se llaman medios; si se divide en tres partes iguales, estas se llaman tercios; en cuatro partes iguales, cuartos; en cinco partes iguales quintos; etc. 3.3 Términos del Quebrado: Un quebrado consta de dos términos, llamados numerador y denominador. El denominador indica en cuántas partes iguales se ha dividido la unidad principal, y el numerador, cuántas de esas partes se toman. 24 Así, en el quebrado tres cuartos: ¾, el denominador 4 indica que la unidad se ha dividido en cuatro partes iguales, y el numerador 3, que se ha tomado tres de esas partes iguales. En el quebrado siete novenos, 7/9, el denominador 9 indica que la unidad se ha dividido en nueve partes iguales, y el numerador 7, que se ha tomado siete de esas partes iguales. 3.4 Clases de Quebrados: Los quebrados se dividen quebrados decimales. en quebrados comunes y Quebrados comunes son aquellos cuyo denominador no es la unidad seguida de ceros, como 3/4, 7/8, 9/13. Quebrados decimales son aquellos cuyo denominador es la unidad seguida de ceros, como 7/10, 9/100, 11/1000. Los quebrados, tanto comunes como decimales, pueden ser propios, iguales a la unidad o impropios. Quebrado propio es aquel cuyo numerador es menor que el denominador. Ejemplo: 2/3, 3/4, 5/7. Todo quebrado propio es menor que la unidad. Así, ¾ es menor que la unidad porque la unidad la hemos dividido en 4 partes iguales y solo hemos tomado 3 de esas partes; por tanto, a ¾ le falta ¼ para ser igual a 4/4 o sea la unidad. Quebrado igual a la unidad es aquel cuyo numerador es igual al denominador. Ejemplo: 6/6, 7/7, 8/8. Quebrado impropio es aquel cuyo numerador es mayor que el denominador. Ejemplo: 3/2, 4/3, 7/5. 25 Todo quebrado impropio es mayor que la unidad. Así, 7/5 es mayor que la unidad por que la unidad la hemos dividido en 5 partes iguales y hemos tomado 7 de estas partes; por tanto, 7/5 excede en 2/5 a 5/5, o sea la unidad. 3.5 Numero Mixto: Número mixto es el que consta de entero y quebrado como 2 3 por ejemplo: 1 3 , 4 5 ,...,etc. Todo número mixto contiene un número exacto de unidades y además una o varias partes iguales de la unidad. 3.6 Reducción y Simplificación de Quebrados: Reducir un entero a quebrado de denominador dado: Se multiplica el entero por el denominador y el producto se divide entre el denominador. Ejemplos: Reducir 6 a quebrado equivalente de denominador 7. 6 = 6 x 7 = 42 7 7 Reducir 17 a novenos. 17 = 17 x 9 = 153 9 9 26 Reducir una Fracción a términos mayores menores. Se pueden considerar dos casos: o a) Reducir una fracción a otra fracción equivalente de denominador dado, cuando el nuevo denominador es múltiplo del primero, o reducir una fracción a términos mayores. El denominador de la nueva fracción será el dado. Para hallar el numerador se multiplica el numerador del quebrado dado por el cociente que resulta de dividir los dos denominadores. Ejemplos: Convertir ¾ en quebrado equivalente de denominador 24. 3 = 3 x 6 = 18 4 4x6 24 Convertir 35. 2/7 en quebrado equivalente de denominador 2 = 2 x 5 = 10 7 7x5 35 b) Reducir una fracción dada a otra fracción equivalente de denominador dado, cuando el nuevo denominador es divisor del primero, o reducir una fracción a términos menores. El denominador de la nueva fracción será el dado. Para hallar el numerador se divide el numerador del quebrado dado por el cociente que resulta de dividir los dos denominadores. 27 Ejemplos: Convertir 8. 15/24 en quebrado equivalente de denominador 15 = 15 ÷ 3 = 5 24 24 ÷ 3 8 Convertir 13. 49/91 en quebrado equivalente de denominador 49 = 49 ÷ 7 = 7 91 91 ÷ 7 13 Fracción Irreducible: Fracción irreducible es toda fracción cuyos dos términos son primos entre sí. Cuando una fracción es irreducible se dice que está reducida a su más simple expresión o a su mínima expresión. Ejemplo: Reducir la fracción 39/42 a una fracción irreducible. 39 = 39 ÷ 3 = 13 42 42 ÷ 3 14 Así, 13/14 es una fracción irreducible porque sus dos términos, 13 y 14, son primos entre sí. Simplificación de Fracciones: Para reducir una fracción a su mínima expresión se halla el M.C.D. de los dos términos de la fracción y se divide el numerador y el denominador por su M.C.D. 28 Ejemplo: Reducir a su mínima expresión 1,350 2,550 Procedemos a hallar el M.C.D. de ambos números: 1,350 675 135 27 9 2,550 1,275 255 51 17 2 5 5 3 M.C.D. = 2 x 5 x 5 x 3 = 2,431 Ahora dividimos 7,293 y 17,017 por su M.C.D.=2,431 7,293 ÷ 2,431 = 3 17,017 ÷ 2,431 7 Reducción de quebrados al Mínimo Común Denominador: Se simplifican los quebrados dados. Hecho esto, se halla el mínimo común múltiplo de los denominadores y éste será el denominador común. Para hallar los numeradores se divide el m.c.m. entre cada denominador y el cociente se multiplica por el numerador respectivo. Ejemplos: 1. Reducir al mínimo siguientes quebrados: 2, 3 común denominador los 35, 5 60 180 29 Simplificamos los quebrados y queda: 2, 3 7, 12 1 36 Hallaremos el m.c.m. de los denominadores 3, 12, 36 que será 36 porque 3 y 12 son divisores de 36. 36 será el denominador común. Para hallar el numerador del primer quebrado dividimos el m.c.m. 36 entre el primer denominador: 36 ÷ 3 = 12, y multiplicamos este cociente 12 por el primer numerador 2, 12 x 2 = 24. Para hallar el segundo denominador dividimos el m.c.m. 36 entre el denominador del segundo quebrado 12: 36 ÷ 12 = 3 y multiplicamos este cociente 3 por el segundo numerador 7, 3 x 7 = 21. Para hallar el tercer numerador dividimos el m.c.m. 36 entre el tercer denominador 36: 36 ÷ 36 =1, y este cociente lo multiplicamos por el tercer numerador 1, 1 x 1 = 1 Realizando las operaciones: m.c.m. = 36 36 ÷ 3 = 12 2 = 2 x 12 = 24 3 36 36 36 ÷ 12 = 3 7 = 7 x 3 = 21 12 36 36 36 ÷ 36 = 1 1= 1x1 = 1 36 36 36 Entonces: 2, 3 35, 5 60 180 24, 36 21, 1 36 36 30 2. Reducir al mínimo siguientes quebrados: 3, 4 común denominador los 5, 5, 11 7 8 14 Hallamos el m.c.m. de 8 y 14, pues 4 está contenido en 8 y 7 en 14. 8 4 2 1 2 2 2 14 7 1 2 7 m.c.m. = 23 x 7 = 56 56 ÷ 4 = 14 3 = 3 x 14 = 42 4 56 56 56 ÷ 7 = 8 5 = 5 x 8 = 40 7 56 56 56 ÷ 8 = 7 5 = 5 x 7 = 35 8 56 56 56 ÷ 14 = 4 11 = 11 x 4 = 44 14 56 56 Entonces: 3, 4 5, 5 11 7 8 14 42, 40, 35, 44 56 56 56 56 3.7 Operaciones con Números Fraccionarios: Suma a) Suma de quebrados de igual denominador: Se suman los numeradores y esta suma se divide entre el 31 denominador común. Se simplifica el resultado y se hallan los enteros si los hay. Ejemplo: Efectuar 7 + 10 + 4 9 9 9 7 + 10 + 4 = 7 + 10 + 4 = 21 = 7 9 9 9 9 9 3 b) Suma de quebrados de distinto denominador: Se simplifican los quebrados dados si es posible. Después de ser irreducibles se reducen al mínimo común denominador y se procede como en el caso anterior. Ejemplo: Efectuar 12 + 21 + 23 48 49 60 Simplificando los quebrados, queda: 1 + 3 + 23 4 7 60 Reduzcamos al mínimo común denominador. Hallamos el m.c.m. de los denominadores para lo cual eliminamos el 4 por ser divisor de 60 y como 60 y 7 son primos entre sí, el m.c.m. será su producto: 60 x 7 = 420. 420 será el mínimo común denominador. Tendremos: 1 + 3 + 23 = 105 + 180 + 161 = 446 = 223 4 7 60 420 420 210 32 Resta a) Resta de quebrados de igual denominador, Se restan los numeradores y esta diferencia se divide entre el denominador común. Se simplifica el resultado y se hallan los enteros si los hay. Ejemplo: Efectuar 7 - 5 12 12 7 - 5 = 12 12 7-5 = 2= 1 12 12 6 b) Resta de quebrados de distinto denominador: Se simplifican los quebrados dados si es posible. Después de ser irreducibles se reducen al mínimo común denominador y se restan como en el caso anterior. Ejemplo: Efectuar 5 - 4 40 320 Simplificando los quebrados, queda: 1 - 1 8 80 Reduciendo: 1 - 1 = 10 – 1 8 80 80 = 9 80 Multiplicación, Para multiplicar dos o más quebrados se multiplican los numeradores y este producto se divide entre el producto de los denominadores. El resultado se simplifica y se hallan los enteros si los hay. 33 Ejemplos: Efectuar 5 x 7 x 17 7 4 8 5 x 7 x 17 = 5 x 7 x 17 = 255 7 4 8 7x4x8 224 Efectuar 4 x 2 x 3 9 8 6 4 x 2 x 3 = 4x2x3 = 1x1x1= 1 9 8 6 9x8x6 3x2x3 18 División, Para dividir dos o más quebrados se multiplica el dividendo por el divisor invertido. El resultado se simplifica y se hallan los enteros si los hay. Ejemplos: Efectuar 14 ÷ 8 55 35 14 ÷ 8 = 55 35 14 x 35 = 55 8 14 x 35 = 7 x 7 = 49 55 x 8 11 x 4 44 34 Ejercicios: 1. Tres varillas de acero tienen: la 1ra, 42/5 metros de largo; la 2da, 103/10 metros y la 3ra, 281/20 metros. ¿Cuál es la longitud de las tres? Procedemos a hallar el m.c.m. de los denominadores, para lo cual prescindimos de 5 por ser divisor de 10 y de 10 por ser divisor de 20, por lo tanto el m.c.m. será 20. Tenemos: 42 + 103 + 281 = 168+206+281 = 655 5 10 20 20 20 Simplificando: 655 ÷ 5 = 131 = 32 ¾ 20 ÷ 5 4 Respuesta: 32 ¾ metros. 2. Una cuadrilla de obreros excava en el 1er día 10 m3 de zanja, en el 2do día 65/7 m3, en el 3er día 115/14 m3 y el 4to día 337/56 m3. ¿Cuánto han excavado en los cuatro días? Procedemos a hallar el m.c.m. de los denominadores, para lo cual prescindimos de 7 por ser divisor de 14 y de 14 por ser divisor de 56, por lo tanto el m.c.m. será 56. Tenemos: 35 10 + 65 + 115 + 337 = 7 14 56 = 560+520+460+337 = 1,877 = 33 56 56 Respuesta: 33 29 /56 29 /56 m3. 3. Tres obreros tienen que construir 200 m2 de muro. Uno construye 373/7 m2 y el otro 15/34 m2, ¿Cuánto tiene que construir el tercero? Procedemos a hallar el m.c.m. de los denominadores y como 7 y 34 son primos entre sí, el m.c.m. será su producto: 7 x 34 = 238. Tenemos: 373 + 15 = 12,682+105 = 12,787 7 34 238 238 Finalmente, procedemos a restar los 200 m2 de la fracción hallada: 200 – 12,787 = 34,813 = 146 238 238 Respuesta: 146 65 /238 65 /238 m2. 4. Para hacer un metro de una obra un obrero emplea 6 horas ¿Cuánto empleará para hacer 44/3 metros? Procedemos a multiplicar el entero 6 por el quebrado: 6 x 44 = 264 = 88 36 3 3 Respuesta: 88 horas; 1,198/11 horas. 5. Un obrero ajusta una obra en $200 y hace los de ella. ¿Cuánto recibirá? 7/20 Procedemos a multiplicar el entero 200 por el quebrado: 200 x 7 = 1,400 = 70 20 20 Respuesta: $70. 6. Diez obreros pueden hacer 156/11 metros de una obra en 1 hora ¿Cuántos metros hace cada obrero en ese tiempo? Procedemos a dividir el quebrado 156/11 entre 10: 156 ÷ 10 = 156 x 1 = 156 11 11 10 110 Simplificando: 156 ÷ 2 = 78 = 1 110 ÷ 2 55 Respuesta: 1 23 /55 23 /55 metros. 3.8 Fracciones Decimales: Un quebrado o fracción decimal es todo quebrado cuyo denominador es la unidad seguida de ceros. 37 Para escribir un quebrado decimal en notación decimal se sigue el principio según el cual toda cifra escrita a la derecha de otra representa unidades diez veces menores que las que representa la anterior. Así, 3/10 se escribirá 0.3; 14/100 se escribirá 0.14; etc. Por lo tanto se sigue la regla general: Se escribe la parte entera si la hay, y si no la hay, un cero y en seguida el punto decimal. Después se escriben las cifras decimales teniendo cuidado de que cada una ocupe el lugar que le corresponde. Propiedades generales de las fracciones decimales. a) Un decimal no se altera porque se añadan o supriman ceros a su derecha, por que con ello el valor relativo de las cifras no varía. Así, lo mismo será 0.34 que 0.340 ó 0.3400. b) Si en un número decimal se corre el punto decimal a la derecha uno o más lugares, el decimal queda multiplicado por la unidad seguida de tantos ceros como lugares se haya corrido el punto a la derecha, porque al correr el punto decimal un lugar a la derecha, el valor relativo de cada cifra se hace diez veces mayor. Así, para multiplicar 0.876 por 10, corremos el punto decimal a la derecha un lugar y nos queda 8.76; para multiplicar 0.93245 por 100, corremos el punto decimal a la derecha dos lugares y nos queda 93.245; para multiplicar 7.54 por 1,000, corremos el punto decimal a la derecha tres lugares, pero como no hay más que dos cifras decimales, quitaremos el punto decimal y añadiremos un cero a la derecha y nos quedará 7,540; etc. 38 c) Si en un número decimal se corre el punto decimal a la izquierda uno o más lugares, el decimal queda dividido por la unidad seguida de tantos ceros como lugares se haya corrido el punto a la izquierda. Así, para dividir 4.5 entre 10, corremos el punto decimal a la izquierda un lugar y nos queda 0.45; para dividir 0.657 entre 100, corremos el punto decimal a la izquierda dos lugares y nos queda 0.00657; etc. 3.9 Operaciones con Fracciones Decimales: Suma, Se colocan los sumandos unos debajo de los otros de modo que los puntos decimales queden en columna. Se suman como números enteros, poniendo en el resultado el punto de modo que quede en columna con los de los sumandos. Ejemplo: Sumar 0.03, 14.0005, 0.56432 y 8.0345 0.03000 + 14.00050 0.56432 8.03450 Suma..... 22.63382 39 Resta, Se coloca el sustraendo debajo del minuendo, de modo que los puntos decimales queden en columna, añadiendo ceros si fuera necesario, para que el minuendo y el sustraendo tengan igual número de cifras decimales. Luego se restan como números enteros, colocando en la resta el punto decimal en columna con los puntos decimales del minuendo y sustraendo. Ejemplo: Restar 14.069 de 234.5 234.500 14.069 Resta...... - 220.431 Multiplicación, Para multiplicar dos decimales o un entero por un decimal, se multiplican como si fueran enteros, separando de la derecha del producto con un punto decimal tantas cifras decimales como haya en el multiplicando y el multiplicador. Ejemplo: Multiplicar 14.25 por 3.05 14.25 3.05 7125 0000 4275 Producto...... x 43.4625 (cuatro espacios decimales) 40 División, Para dividir dos decimales, si no son homogéneos, es decir, si no tienen el mismo número de cifras decimales, se hace que lo sean añadiendo ceros al que tenga menos cifras decimales. Una vez homogéneos el dividendo y el divisor, se suprimen los puntos y se dividen como enteros. En caso de tratarse de una división de un entero y un decimal o viceversa, se pone punto decimal al entero y se le añaden tantos ceros como cifras decimales tenga el decimal. Una vez homogéneos dividendo y divisor, se suprimen los puntos decimales y se dividen como enteros. Ejemplo: Dividir 56 entre 0.114 Ponemos punto decimal al 56 y le añadimos tres ceros, porque el decimal tiene tres cifras decimales y queda: 56.000 ÷ 0.114 Ahora suprimimos los puntos y dividimos como enteros: 56000 114 1040 491.22807 0140 0260 0320 0920 00800 002 Cociente.......... 491.228 41 Ejercicios: 1. Se compran 21 metros de cordel por $7.35 ¿Cuánto importarían 18 metros? Procedemos a dividir 7.35 entre 21 Ponemos punto decimal al 21 y le añadimos dos ceros, porque el decimal tiene dos cifras decimales y queda: 7.35 ÷ 21.00 Ahora suprimimos los puntos y dividimos como enteros: 7350 2100 10500 0000 0.35 Cociente.......... 0.35 Luego multiplicamos el cociente por el entero 18 18 x 0.35 90 54 00 Producto...... 06.30 Respuesta: $6.30. 42 2. Un rodillo de concreto tiene de circunferencia 0.84 metros. De un extremo a otro de un terreno de tenis da 145.3 vueltas. ¿Cuál es la longitud del terreno? Procedemos a multiplicar ambos números: x 0.84 145.3 252 420 336 084 Producto...... 122.052 Respuesta: 122.052 metros 3. Tengo 14 bolsas cemento y me ofrecen comprármela pagándome $9.40 por bolsa; pero no acepto la venta y más tarde entrego el total de bolsas por $84.14 ¿Cuánto he perdido por bolsa? Procedemos inicialmente: a calcular cuanto hubiera ganado 14 x 9.40 00 56 126 Producto...... 131.60 Ahora a este producto le restamos el monto por el cual fue vendido: 131.60 84.14 Resta...... 47.46 43 Finalmente esta resta la dividimos entre las 14 bolsas de cemento: 4746 1400 5460 3.39 12600 Cociente.......... 3.39 Respuesta: $3.39. 4. La altura de una persona es 1.85 metros y la de un edificio es 26 veces la altura de la persona menos 1.009 metros. Hallar la altura del edificio. Procedemos a efectuar la multiplicación: 26 x 1.85 130 208 26 Producto...... 48.10 Finalmente restamos este producto el decimal 1.009: 48.100 1.009 Resta...... - 47.091 Respuesta: 47.091 metros. 44 3.10 Conversión de Fracciones: Conversión de fracciones comunes a fracciones decimales: Todo quebrado es el cociente de la división indicada de su numerador; por lo tanto para convertir un quebrado común a fracción decimal se sigue la siguiente regla: Se divide el numerador entre el denominador, aproximando la división hasta que dé cociente exacto o hasta que se repita en el cociente indefinidamente una cifra o grupo de cifras. Ejemplos: Convertir 3/5 en fracciones decimales. 30 5 0 0.6 Convertir 7/20 en fracciones decimales. 70 100 00 20 0.35 Distintas clases de fracciones decimales a que dan origen las fracciones comunes. Fracciones decimales que originan los quebrados comunes....... exactas periódicas puras inexactas periódicas periódicas mixtas 45 o fracción decimal exacta es la que tiene un número limitado de cifras decimales. Ejemplo: 0.60 y 0.35 o fracción decimal inexacta periódica es aquella en la cual hay una cifra o un grupo de cifras que se repiten indefinidamente y en el mismo orden. Ejemplo: 0.3333.... y 0.085555.... Nota: Período es la cifra o grupo de cifras que se repiten indefinidamente y en el mismo orden. Así, en la fracción periódica 0.3333... el período es 3; en la fracción 0.1212.... el período es 12; en la fracción 0.2353535.... el período es 35. o fracción decimal periódica pura es aquella en la cual el período empieza en las décimas. Ejemplo: 0.[3]333... , 0.[12]12..., 0.[876]876... o fracción decimal periódica mixta es aquella en la cual el período no empieza en las décimas. Ejemplo: 0.08[3]333... , 0.2[35]35... Fracción decimal inexacta no periódica: Es la que tiene un número ilimitado de cifras decimales, pero no se repiten siempre en el mismo orden, o sea, que no hay período. Ejemplo: π= 3.1415926535..... e= 2.7182818285...... 46 4. MAGNITUDES PROPORCIONALES Dos magnitudes son proporcionales cuando multiplicando o dividiendo una de ellas por un número, la otra queda multiplicada o dividida (o viceversa) por el mismo número. Las magnitudes proporcionales pueden ser directamente proporcionales e inversamente proporcionales. 4.1. Magnitudes Directamente Proporcionales Son dos magnitudes tales que, multiplicando una de ellas por un número, la otra queda multiplicada por el mismo número y dividiendo una de ellas por un número, la otra queda dividida por el mismo número. Ejemplo: Si una cuadrilla de obreros puede hacer en 4 días unos 20 metros de una determinada obra, en 8 días (el doble número de días [4x2]) hará 40 metros de la misma obra (doble número de metros [20x2]). Igualmente en 2 días (la mitad del número de días [4÷2]) hará 10 metros (la mitad del número de metros [20÷2]). Por lo tanto podemos decir que el tiempo y las unidades de trabajo realizados en dicho tiempo son magnitudes directamente proporcionales o están en razón directa. Por ejemplo, son magnitudes directamente proporcionales: El tiempo y las unidades de trabajo realizadas. El tiempo de trabajo y el salario de un obrero. El numero de obreros empleados y el trabajo realizado. 47 A más horas trabaje, más cantidad de obra haré. A más cantidad de obreros contrate, más trabajo realizaré. 4.2. Magnitudes Inversamente Proporcionales Son dos magnitudes tales que, multiplicando una de ellas por un número, la otra queda dividida por el mismo número y dividiendo una de ellas por un número, la otra queda multiplicada por el mismo número. Ejemplo: Si 4 obreros pueden hacer una obra en 6 días, 8 hombres (el doble número de obreros [4x2]) harían la misma obra en 3 días (la mitad del número de días [6÷2]). Igualmente 2 obreros (la mitad del número de obreros [4÷2]) harían la obra en 12 días (el doble número de días [6x2]). Por lo tanto podemos decir que el número de obreros y el tiempo necesario para hacer una obra son magnitudes inversamente proporcionales o están en razón inversa. 48 Son magnitudes inversamente proporcionales: El numero de obreros empleado y el tiempo necesario para hacer una obra. Los días de trabajo y las horas diarias que se trabajan. La velocidad de un móvil con el tiempo empleado en recorrer un espacio. A más horas trabaje, menos cantidad de días durará la obra. A menos obreros emplee, mas tardaré en realizar un trabajo. A más planificación de mi obra, menos riesgos correré. 49 4.3. Regla de Tres La regla de tres es una operación que tiene por objeto hallar el cuarto término de una proporción, cuando se conocen tres. Puede ser simple y compuesta. Es simple cuando solamente intervienen en ella dos magnitudes y es compuesta cuando intervienen tres o más magnitudes. Regla de Tres Simple Directa: Si 4 bolsas de cemento cuestan $68, ¿cuánto costarán 16 bolsas? Datos: ................. 4 bolsas ------------- $68 Pregunta:.............. 16 bolsas ------------- $ x Si 4 bolsas cuestan $68, 1 bolsa costará 4 veces menos: $68 ÷ 4 = $17 y 16 bolsas costarán 16 veces más, $17 x 16 = $272. Método Práctico: Se compara cada una de las magnitudes con la incógnita (x) para ver si son directa o inversamente proporcionales con la incógnita. A las magnitudes que son directamente proporcionales se le pone debajo un signo + y encima un signo -, y a las magnitudes que sean inversamente proporcionales con la incógnita se les pone debajo un signo – y encima un signo +. El valor de la incógnita x, será igual al valor conocido de su misma especie, multiplicado por todas las cantidades que llevan el signo +, dividido por el producto de las cantidades que llevan el signo -. 50 Ejemplo: Si 4 bolsas de cemento cuestan $68, ¿cuánto costarán 16 bolsas? Datos: ................. 4 bolsas ------------- $68 Pregunta:.............. 16 bolsas ------------- $ x Comparamos: A más bolsas más dinero; luego, estas magnitudes son directamente proporcionales, ponemos + debajo de las bolsas y – encima; ponemos + también a $68 - + Datos: ................. 4 bolsas ------------- $68 Pregunta:.............. 16 bolsas ------------- $ x + + + x = 68 x 16 = $272 4 - 51 Regla de Tres Simple Inversa, 4 obreros hacen una obra en 12 días, ¿En cuantos días podrían hacer la misma obra 8 obreros? Datos: ................. 4 obreros ------------- 12 días Pregunta:.............. 8 obreros ------------- x días Si 4 obreros hacen la obra en 12 días, 1 obrero tardaría en hacerla 4 veces más: 4 x 12 = 48 días y 8 obreros tardarían 8 veces menos, 48 ÷ 8 = 6 días. Método Práctico: Comparamos: A más obreros menos días; luego, son inversamente proporcionales, ponemos - debajo de obreros y + encima; ponemos + también a 12 días. + + Datos: ................. 4 obreros ------------- 12 días Pregunta:.............. 8 obreros ------------- x días + + x = 4 x 12 = 6 días 8 - 52 Regla de Tres Compuesta, 3 obreros trabajando 8 horas diarias han hecho 80 metros de una obra en 10 días. ¿Cuántos días necesitarán 5 obreros, trabajando 6 horas diarias, para hacer 60 metros de la misma obra? Datos:. 3 obreros - 8 h. diarias --- 80 metros --- 10 días Pregunta:5 obreros- 6 h. diarias --- 60 metros --- x días Si 3 obreros trabajando 8 horas diarias han hecho 80 metros de la obra en 10 días, 1 hombre tardará 3 veces más y 5 hombres, 5 veces menos: 10 x 3 días, trabajando 8 horas diarias. 5 Si en lugar de trabajar 8 horas diarias, trabajaran 1 hora diaria, tardarían 8 veces más y trabajando 6 horas diarias, tardarían 6 veces menos: 10 x 3 x 8 días, para hacer 80 metros. 5x6 Si en lugar de hacer 80 metros hicieran 1 metro, tardarían 80 veces menos y para hacer 60 metros tardarían 60 veces más: 10 x 3 x 8 x 60 días. 5 x 6 x 80 Luego: x = 10 x 3 x 8 x 60 = 6 días. 5 x 6 x 80 Método Práctico:Comparamos: A más obreros menos días; ponemos – debajo de obreros y + encima; a más horas diarias de trabajo, 53 menos días en hacer la obra; ponemos – debajo de horas diarias y + encima; a más metros, mas días; ponemos + debajo de metros y – encima; ponemos + también a 10 días. + + - - - + + Datos: 3 obreros --- 8 h. diarias --- 80 metros --- 10 días Preg: 5 obreros --- 6 h. diarias --- 60 metros --- x días + + + + x = 3 x 8 x 60 x 10 = 6 días 5 x 6 x 80 - - - Ejercicios: 1. Una cuadrilla de 10 obreros hacen una obra en 28 días, ¿En cuantos días podrían hacer la misma obra 5 obreros? Comparamos: A menos obreros más días; luego, son inversamente proporcionales, ponemos - debajo de obreros y + encima; ponemos + también a 28 días. 54 + + Datos: ................. 10 obreros ------------ 28 días Pregunta:.............. 5 obreros ------------- x días + + x = 10 x 28 = 56 días 5 - Respuesta: 56 días. 2. Una cuadrilla de obreros ha hecho una obra en 20 días trabajando 6 horas diarias. ¿En cuántos días habrían hecho la obra si hubieran trabajado 8 horas diarias? Comparamos: A más días menos horas diarias; luego, son inversamente proporcionales, ponemos - debajo de horas diarias y + encima; ponemos + también a 20 días. + + Datos: ................. 20 días ------------ 6 horas Pregunta:.............. x días ------------ 8 horas + + x = 20 x 6 = 15 días 8 Respuesta: 15 días. - 55 3. Se emplean 10 obreros durante 5 días, trabajando 4 horas diarias, para cavar una zanja de 10 metros de largo, 6 metros de ancho y 4 metros de profundidad. ¿Cuántos días necesitarán 6 obreros, trabajando 3 horas diarias, para cavar otra zanja de 15 metros de largo, 3 metros de ancho y 8 metros de profundidad, en un terreno de doble dificultad? Comparamos: A más obreros trabajando, menos días se tardaría en terminar; ponemos – debajo de obreros y + encima; a más horas diarias de trabajo, menos días se tardaría; ponemos – debajo de horas diarias y + encima; a más metros, mas días; ponemos + debajo de metros y – encima; a más dificultad, más días; ponemos + debajo de dificultad y – encima; ponemos + también a 5 días. + + + - - - - - + + + + Datos: 10 hs. - 5 ds. - 4 h.d. - 10 m - 6 m. - 4 m. - 1 dif. Preg: 6 hs. - x ds. - 3 h.d. - 15 m - 3 m. - 8 m. - 2 dif + + + + + + + x = 10 x 5 x 4 x 15 x 3 x 8 x 2 = 33 1/3 días 6 x 3 x 10 x 6 x 4 x 1 - - - - - - Respuesta: 33 1/3 días. 4. Un campamento de 1,600 obreros tiene víveres para 10 días a razón de 3 raciones diarias cada obrero. Si se refuerzan con 400 obreros ¿Cuántos días durarán los víveres si cada obrero toma 2 raciones diarias? 56 Comparamos: A más obreros menos días duraran los víveres; luego, son inversamente proporcionales, ponemos - debajo de los obreros y + encima; a más raciones diarias menos días durarán los víveres, ponemos - debajo de las raciones y + encima; ponemos + también a 10 días. + + + Datos: ..... 1,600 obreros -- 10 días -- 3 raciones Pregunta:.. 2,000 obreros -- x días -- 2 raciones - + + + x = 1600 x 10 x 3 = 12 días 2000 x 2 Respuesta: 12 días. - - 57 5. GEOMETRÍA APLICADA Para poder entender un dibujo es necesario conocer la geometría. 5.1. Ángulos La do Un ángulo es la abertura formada por dos rectas con un mismo origen llamado “vértice”. Las rectas se llaman “lados”. El ángulo se designa por una letra mayúscula situada en el vértice. A veces se usa una letra griega dentro del ángulo. B Vertice 53° A Lado C Angulo A = 53º o Ángulo Recto: Es el ángulo que mide 90º B 90° A C Angulo A = 90º 58 5.2 Triángulos Un triángulo es la porción de plano limitado por tres rectas que se cortan dos a dos. Los puntos de intersección son los vértices del triángulo: A, B y C. Los segmentos determinados, son los lados del triángulo: a, b y c. Los lados forman los ángulos interiores que se nombran por las letras de los vértices. Un triángulo tiene 3 elementos: 3 ángulos, 3 lados y 3 vértices. Se llama perímetro de un triángulo a la suma de sus tres lados. En el triángulo ABC: B c A a b C Perímetro = AB + BC + CA = a + b + c Se llama altura de un triángulo a la perpendicular trazada desde un vértice, al lado opuesto o a su prolongación. 59 En el triángulo ABC: B B c c a h 90° 90° A b h a C b A C O O Altura = BO = h Clasificación de los triángulos: o Triángulo isósceles: Es el triángulo que tiene dos lados y 2 ángulos iguales. Los ángulos opuestos a los lados iguales, también son iguales. El lado desigual se suele llamar base del triángulo. En el triángulo ABC: B a A c C Los lados AB y BC son iguales Los ángulos a y c son iguales o Triángulo equilátero: Es el triángulo que tiene sus tres lados y ángulos iguales. Cada uno de sus ángulos interiores es 60º. 60 En el triángulo ABC: b a c C AB = BC = CA a = b = c = 60º o Triángulo escaleno: Es el triángulo que tiene sus tres lados y ángulos desiguales. En el triángulo ABC: b a c C A AB ≠ BC ≠ CA a≠b≠c o Caso importante: Atendiendo a sus ángulos, el triángulo que tiene un ángulo recto es decir de 90º se le denomina triángulo rectángulo. Los lados del triángulo rectángulo reciben nombres especiales: 61 Catetos: Son los lados que forman el ángulo recto. Hipotenusa: Es el lado opuesto al ángulo recto. En el triángulo ABC: B 90° C A Catetos = AB y BC ; Hipotenusa = BC Relaciones métricas de los triángulos: o En todo triángulo, la suma de sus tres ángulos interiores es igual a 180º. En el triángulo ABC: b a c C A a + b + c = 180º o En todo triángulo rectángulo el cuadrado de la longitud de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de las longitudes de los catetos (Teorema de Pitágoras). 62 En el triángulo ABC: B 90° C A Sean los Catetos = AB y BC y la Hipotenusa = BC (BC)2 = (AB)2 + (AC)2 Ejemplo: Sea el triángulo ABC: B 90° A C Donde AB = 4.5 cm. , BC = 6 cm. Hallar la longitud BC. 63 Según el teorema de Pitágoras: (BC)2 = (AB)2 + (AC)2 (BC)2 = (4.5)2 + (6)2 (BC)2 = 56.25 5.3 BC = 56.25 BC = 7.5 cm Polígonos Se llama polígono a la figura geométrica cerrada, formada por tres o más rectas que se cortan dos a dos, formando ángulos interiores. Los puntos de intersección son los vértices del polígono: A, B, C, D, E,... etc. Los segmentos determinados, son los lados del triángulo: AB, BC, CD, DE,... etc. Se llama diagonal al segmento determinado por dos vértices no consecutivos. Se llama perímetro de un polígono a la longitud de su contorno, es decir la suma de sus lados. Un polígono es regular cuando tiene todos sus lados y ángulos iguales, es decir es equilátero y equiángulo. 64 Un polígono es irregular cuando alguno de sus lados o ángulos son desiguales. De acuerdo al número de lados, los polígonos reciben nombres especiales como triángulo, cuadrado, pentágono, hexágono, etc. En el polígono ABCDEF: A B F C E D Los lados son AB, BC, CD, DE, EF, FA. Los vértices son A, B, C, D, E, F. La diagonal es AD. El perímetro es igual a (AB + BC + CD + DE + EF +FA) 5.4. Cuadriláteros Un cuadrilátero es un polígono de cuatro lados, pueden ser cóncavos o convexos. En los cuadriláteros convexos se tienen las siguientes propiedades: 65 En todo cuadrilátero la suma de sus ángulos internos es 360º En todo cuadrilátero el perímetro es mayor que la suma de sus dos diagonales Para construir un cuadrilátero se requiere conocer sus cuatro lados y una de las diagonales Los cuadriláteros se clasifican atendiendo el paralelismo de sus lados opuestos y son: Paralelogramo: Si los lados opuestos son paralelos dos a dos. Se clasifican en: o Rectángulo: Tiene los cuatro ángulos iguales y los lados contiguos desiguales. B C A D Los ángulos A, B, C y D son iguales AB ≠ BC o Cuadrado: Tiene los cuatro ángulos iguales y los cuatro lados iguales. B C A D Los ángulos A, B, C y D son iguales AB = BC = CD = DA 66 o Rombo: Tiene los cuatro lados iguales y los ángulos contiguos desiguales. C A D ángulo A ≠ ángulo B AB = BC = CD = DA o Romboide: Tiene los contiguos desiguales. lados y los ángulos C A D ángulo A ≠ ángulo D AB ≠ BC Trapecio: Cuando solo hay paralelismo en un par de lados opuestos. Se clasifican en: o Trapecio rectángulo: Es el que tiene dos de sus ángulos rectos. B A C D 67 o Trapecio isósceles: Es el que tiene sus dos lados no paralelos iguales. C B D A o Trapecio escaleno: Es el que no reúne las dos condiciones anteriores. C B D A Trapezoide: Cuando no existe paralelismo alguno en sus lados y ángulos. B A C D 68 5.5. Circunferencia y Círculo La circunferencia es el conjunto de todos los puntos de un plano que equidistan de otro punto llamado centro. La figura representa una circunferencia de centro O: A C r O B Los puntos A, B y C son puntos de la circunferencia. Son radios de la circunferencia los segmentos: OA = OB = OC = r El círculo es el conjunto de todos los puntos de la circunferencia y de los interiores de la misma. O 69 5.6. Áreas Área del triángulo: Es el producto de la base (B) por la altura (H) dividido entre dos. S H 90° R T B Área = B x H 2 Área de un rectángulo: producto de la base (B) por la altura (H). B C B H A D A=BxH Área del rombo: Producto de sus dos diagonales (d1 y d2) dividido entre dos. B A d1 C d2 A= d1 x d2 2 70 Área del trapecio: producto de la mitad de su altura (H) por la suma de sus bases (b1 y b2) B C b1 H 90° A D b2 A = H (b1 + b2) 2 Área del círculo: producto de la constante p= PI = 3.1416 por el cuadrado de su radio (r) O r A A = PI x r2 Ejemplos: 71 1. Hallar el área de un terreno de forma triangular, siendo la base de 10 metros y la altura 42 metros. Área = B x H = 10 x 42 = 210 2 2 Respuesta: 210 m2. 2. Se compró un terreno circular de 10 metros de radio a $5 el metro cuadrado ¿Cuánto se pago por el terreno? Área = π x r2 = 3.1416 x 10 = 31.416 Finalmente este producto lo multiplicamos por el precio de metro cuadrado del terreno: 31.416 x 5 = 157.08 Respuesta: $157.08. 3. Hallar la superficie de una losa cuadrada de 1.20 metros de lado. Área = B x H = 1.20 x 1.20 = 1.44 Respuesta: 1.44 m2. 72 4. Un terreno tiene forma trapezoidal cuya base superior es de 12 metros y su base inferior es 15 metros. Hallar el área del terreno si su altura es de 6 metros. A = H (b1 + b2) = 6 x (12 + 15) = 81 2 2 Respuesta: 81 m2. 5. Calcular el área total de un terreno de forma pentagonal irregular cuyas medidas se indican. 36 m m 80 25 92 m S3 m B 40 S1 m S2 D E A Como se trata de un polígono irregular, se calcula el área de toda la figura, dividiéndola en triángulos cuyas medidas se conocen. Luego se calculan las áreas de los triángulos parciales y sumando estas áreas se obtiene el área total del polígono propuesto. 73 A B C = S1; A C D = S2; A D E = S3 S1 = 80 x 25 = 1,000 m2 2 S2 = 92 x 36 = 1,656 m2 2 S3 = 92 x 40 = 1,840 m2 2 Área Total = 1,000 + 1,656 + 1,840 = 4,496 m2 Respuesta: 4,496 m2 5.7. Volúmenes de cuerpos geométricos: Prisma: Es un cuerpo geométrico cuyas bases son dos polígonos iguales y paralelos y sus caras laterales son paralelogramos. Por su base los prismas pueden ser triangulares, cuadrangulares, pentagonales, hexagonales, etc. Aristas de un prisma son las intersecciones de las caras. Un prisma es regular cuando es recto y sus bases son polígonos regulares. Altura de un prisma es la perpendicular bajada de una base a la otra. Cuando el prisma es recto, la altura es igual a la arista. 74 Pentaedro Ortoedro Exaedro o Cubo Altura El volumen de un prisma es igual a su altura multiplicada por el área de su base. A h nc V = altura x área de la base o Longitud Pirámide: Es un cuerpo geométrico cuya base es un polígono cualquiera y sus caras laterales triángulos que concurren en un punto llamado vértice (S) de la pirámide. 75 Por su base las pirámides pueden ser triangulares, cuadrangulares, pentagonales, exagonales, etc. Una pirámide es regular cuando la base es un polígono regular y la altura cae en el centro de la base. Altura de una pirámide es la perpendicular bajada desde el vértice de la pirámide a la base o su prolongación. El volumen de una pirámide es igual al tercio de su altura por el área de la base. Altura S V = altura x área de la base 3 O Cilindro: Es el cuerpo geométrico engendrado por la revolución de un rectángulo alrededor de uno de sus lados. El lado OO’ es el eje y altura del cilindro; el lado opuesto a éste, AB, es la generatriz del cilindro; los lados AO’ y BO son los radios iguales de las bases del cilindro. 76 El volumen del cilindro es igual a su altura multiplicada por el área del círculo de la base. O Altura B A V = altura x π x radio2 O' Cono: Es el cuerpo geométrico engendrado por la revolución de un triangulo rectángulo alrededor de uno de sus catetos. El punto S es el vértice del cono; el cateto SO es la altura y eje del cono; el cateto OA es el radio del círculo de la base; la hipotenusa SA es la generatriz del cono. El volumen de un cono es igual al tercio de su altura multiplicada por el área del círculo de la base. 77 Altura S A V = altura x π x radio2 3 O Esfera: Es el cuerpo geométrico engendrado por la revolución completa de un semicírculo alrededor de su diámetro. El centro, el radio y el diámetro de la esfera son el centro, el radio y el diámetro del círculo que la engendra. El volumen de una esfera es igual a 4/3 de π por el cubo del radio. A C O B V = 4 x π x radio3 3 78 Ejercicios: 1. Hallar la capacidad de un depósito cuya base es un triangulo que tiene 0.60 metros de base y 0.50 metros de altura, siendo la altura del depósito 9/5 de metro. Procedemos a hallar el área de la base Área = B x H = 0.60 x 0.50 = 0.15 2 2 Entonces el volumen será: 0.15 x 9 = 0.27 5 3 Respuesta: 0.27 m . 2. ¿Cuántos tanques cilíndricos de 2 metros de altura y 6 metros de diámetro harán falta para almacenar 1,130.976 metros cúbicos de agua? Procedemos a calcular el área de la base del tanque: Área = π x r2 = 3.1416 x (3)2 = 28.2744 Entonces el volumen será: 28.2744 x 2 = 56.5488 Finalmente dividimos la capacidad total de agua entre este cociente: 1130.976 ÷ 56.5488 = 20 Respuesta: 20 tanques. 79 ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DEL TRABAJO OIT Oficina Regional de la OIT para América Latina y el Caribe 80