1 UNIDAD EDUCATIVA INSTITUTO “CECILIO ACOSTA” MATEMÁTICA APELLIDOS: ___________________ NOMBRES: ___________________ CURSO: _____ SECC: _____ Nº ____ RELACIONES DE ORDEN Las relaciones de Orden matemáticamente hablando, tienen como principio fundamental la comparación de dos cantidades numéricas. Si tenemos dos números cualesquiera “a y “b”, sólo es posible establecer entre ellos al siguiente comparación: 1.- Si poseen el mismo número de unidades, son iguales, y se escribe: a = b. También podemos decir que dos números son iguales, si su diferencia es igual cero: a - b = 0. 2.- Si uno de ellos posee más unidades que el otro, decimos que son desiguales o diferentes y se escribe: a b. a) Si uno de ellos, por ejemplo “a” posee más unidades que otro número “b”, se dice que es mayor, y lo escribimos: a > b. También, cuando su diferencia es un número real positivo: a - b > 0. b) Si por el contrario “a” posee menos unidades que otro número “b”, decimos que: a es menor que b y lo escribimos: a < b. De igual, si su diferencia es igual a un número real negativo: a - b < 0. " MAYOR QUE" En conclusión, Para ello, se utilizan las siguientes expresiones: " IGUAL QUE" " MENOR QUE" Un número real es mayor que otro, si en la Recta Real (Recta numérica) está ubicado a la derecha c 0 b a En general: Sean “a” y “b” dos números reales dados a y b , decimos que “a” es mayor que “b”, si “a” está situado a la derecha de “b” sobre la Recta Numérica. Se denota así: a > b y se lee: “a es mayor que b”. Análogamente podemos establecer: Dados dos números reales “a” y “b” a y b , decimos que: “a” es menor que “b”, si está ubicado a la izquierda de “b”. 2 Se denota así: a < b y se lee: a es menor que b. CONCLUSIONES: En una Recta Numérica podemos concluir: 1.- Si un punto (número real) está a la derecha de otro (punto numérico), su coordenada es mayor. 2.- Si un punto (número real) está a la izquierda de otro ( punto numérico), su coordenada es menor. EJEMPLOS: RELACIÓN ES: “MAYOR O IGUAL QUE” Dados dos números reales “a” y “b”, decimos que el número real a es mayor o igual que b, si se cumple alguna de las siguientes dos condiciones: P rimera: " a es mayorque b" Sí a b se cumple que: Segunda : " a es igual a b " Estas dos condiciones se denotan así: a b RELACIÓN: “ES MENOR O IGUAL QUE” Cuando una de las tres posibilidades no se cumple, necesariamente tiene que verificarse una de las otras dos. Así: Si a no es igual a b, necesariamente: a > b ó a < b (1) Si a no es mayor que b, necesariamente: a = b ó a < b, lo cual se escribe: a b ( 2 ) Si a no es menor que b, necesariamente: a = b ó a > b, lo cual reescribe: a b ( 3 ) Para expresar que un número no es igual a otro se usa el signo , que es el signo = cruzado por una raya inclinada de derecha a izquierda; para indicar que no es mayor que otro, se emplea el signo />, y para señalar que no es menor que otro se utiliza el signo /<. Utilizando los signos: , > y <, las relaciones ( 1 ), ( 2 ) y ( 3 ) pueden escribirse: Sí a b, necesariamente: a > b ó a < b Sí a > b, necesariamente: a = b ó a < b ( a b ) 3 Sí a < b, necesariamente: a = b ó a > b ( a b ) Vemos que el signo ( no es igual ) equivale al doble sigo > ó < ( mayor o menor que ); el signo /> (no mayor) equivale al doble sino (menor o igual que ) y el signo /< ( no menor ) equivale al doble signo (mayor o igual que) LEYES DE LA IGUALDAD Las Leyes o caracteres de la Igualdad, son tres: 1) Ley Reflexiva ó Identidad: Todo número Real es igual a si mismo. a a a a R a 2) Ley Simétrica: Si un número Real “a” es igual a otro número Real “b”, este es igual al primero. a b b a a b Sí a R b b R a 3) Ley Transitiva: Si un número Real “a” es igual a otro número Real “b” y este igual a un tercer número Real “c”, entonces el primero y el tercero son iguales. a b b c a c a , b c a R b b R ca R c LEYES DE LA DESIGUALDAD En las desigualdades no existe la Ley Reflexiva ó de Identidad; ya que es imposible que un número Real “a” sea mayor o menor que él mismo. Así, que es imposible que: a > a ó que a < a. Tampoco existe la Ley Simétrica el carácter reciproco. Si un número Real “a” es mayor que otro número Real “b”, este último no puede ser mayor que el primero, sino menor. Así, siendo que: a > b no se verifica que b < a, sino que b < a. Lo anterior nos dice que: si se invierten los miembros de una desigualdad, cambia el sentido de la desigualdad. Así: Para invertir la desigualdad: 5 < 7 hay que escribir: 7 > 5 LEYES DE LAS DESIGUALDADES MAYOR Y MENOR QUE Ley Transitiva de las desigualdades 1) Sí un número Real “a” es mayor que otro número Real “b” y este es mayor que un tercero “c”, entonces el primero ( a ) es mayor que el tercero ( c ). a b b c a c a,b y c 4 a R b b R c a R c 2) Sí un número Real “a” es menor que otro número Real “b” y este menor que un tercero “c”, entonces se cumple que: El primero ( a ) es menor que el tercero ( c ). a b b c a c a , b y c a R b b R c a R c RELACIONES DE ORDEN TOTAL Las Relaciones: menor o igual que ( ) , mayor que ( ) son llamadas relaciones de orden total, puesto que ordenan totalmente a todos los Conjuntos numéricos; ya que cumple con las leyes ó propiedades: 1) Reflexiva: 2 2 (Todonúmeroes igual i sí mismo) Sí 2) Simétrica: Sí 49 7 7 49 ( 49 no es mayorque 7; perosi iguales ). 81 81 ( 81 no es mayorque 9; peroiguales si ). 3) Antisimétrica: 3 9 9 5 ( 3 no es igual a 5 ; perosí menor). PROPIEDADES DE LA RELACIÓNES DE ORDEN TOTAL " " y " " 1) Sí a una desigualdad del mismo sentido se le suma a ambos miembros un mismo número Real, el sentido de la desigualdad no se altera. a) Dada la desigualdad 5 3 . Sumar 3 a ambosmiembros 5 3 3 3 5 3 1,73 3 8 4,73 b) Sea la desigualdad 9 6 9 -6 6 -6 9 - 6 2, 44 - 6 3 - 3, 56 2) Sí se multiplica ambos miembros de una desigualdad por un mismo número Real positivo, la desigualdad no se altera. a) Sea la desigualdad: 7 7 3 21 2 2 6 3 5 b) Dada la desigualdad: 5 8 5 3 8 15 3 24 INTERVALOS DE LA RECTA REAL: Es una forma abreviada de escribir un conjunto de números en la recta Real . Intervalocerrado Intervalosacotadosó finitos: intervaloabierto Intervalosemi - abiertoó semi - cerrado INTERVALOS: Intervalosno acotadosó al infinito Los intervalos acotados ó finitos son aquéllos que como su nombre lo indica son finitos, es decir, se sabe donde comienzan y donde terminan. INTERVALO CERRADO: Es aquél en que los extremos están incluidos y se expresa de la forma siguiente: [a , b].Intervalo cerrado de extremos “a” y “b”. INTERVALO ABIERTO: Es aquél en que los extremos no están incluidos y se expresa de la forma: ( a , b ). Intervalo abierto de extremos “a” y “b”. El intervalo abierto, también suele representarse por dos corchetes al revés ; lo cual es muy recomendable en la resolución de ejercicios. La diferencia existente entre los intervalos cerrados y abiertos, radica que en los cerrados los extremos forman parte del intervalo y en los abiertos no son parte del intervalo. 6 INTERVALO SEMICERRADO O SEMIABIERTO: Es aquél en que uno de los extremos está incluido y el otro de los extremos no está incluido y se expresa ( a , b] ( semi-abierto por la izquierda ó semi-cerrado por la derecha) ó [ a , b ) (semi-abierto por la derecha ó semi-cerrado por la izquierda). INTERVALOS NO ACOTADOS Ó AL INFINITO Es aquél en el cual uno de sus extremos (por el izquierdo ó por la derecha) no tiene fin, en otras palabras: uno de los extremos: (en donde es cerrado pertenece al intervalo). Para definir a los intervalos no acotados ó al infinito, se introducen los símbolos: + ∞ ó simplemente: ∞ para indicar que lo es por la derecha y - ∞ para señalar que lo es por la izquierda o solamente ó también: infinitopor la derecha ; infinitopor la derecha . Los intervalos al infinito son de la forma: , a ; , a ; a , ; a , ; ( + ∞ , - ∞ ) ó también ( ∞ , - ∞ ). Este último intervalo es el conjunto de los números Reales. Los intervalos se representan en forma gráfica utilizar la recta Real. ÉSTO SERÁ EXPLICADO POR EL PROFESOR. , a , a a , a , (∞ , -∞) EJERCICIO 1: 7 Representa gráficamente los siguientes intervalos y clasifícalos: 1) [ 5 , 10 ] 2) ( - 5 , 3 ] 4) [ 6 , ) 9) ( - 2 , 0 ) 5) ( 5 , 7 ) 10) ( , 3 ] 3) ( - 2 , 1 ) 6) ( - 3 , ) 11) ( - 9 , 2 ) 7) ( - 4 , 1 ) 12) 1 2 8) [ - 7 , 9 ) , 13) 1 4 , 4 DESIGUALDADES Es una expresión que indica que una cantidad es mayor o menor que otra. Las desigualdades se representan mediante los símbolos: > “Mayor que” < “Menor que” “Menor o igual que” “mayor o igual que” INECUACIONES Son desigualdades en donde existe o existen una o más cantidades desconocidas llamadas INCÓGNITAS y que sólo se verifica para determinados valores de ella ( s ) (INCÓGNITA( S )) Resolver una inecuación, es calcular los valores de la INCÓGNITA que al sustituirla en la inecuación dada, la transforma en una desigualdad del mismo sentido que de la inecuación dada. Para resolver las inecuaciones, se utilizan los mismos artificios de cálculo matemático usados en la resolución de las ecuaciones. Sólo existe una diferencia y es cuando la incógnita está multplicada por un número Real negativo, que al pasar dividiendo, la desigualdad cambia de sentido. PROPIEDADES DE LAS INECUACIONES: 1.- Si un número está sumando en un miembro, pasa para el otro miembro restando. x + 3 > 6 x > 6 - 3 x > 3 x (3,). 2.- Si un número está restando en un miembro, pasa para el otro miembro sumando. 8 x 5 8 x 8 5 x 3 x [3,) 3.- Si un número positivo está multiplicando en un miembro, pasa para el otro miembro dividiendo. x , 3 4 4x 3 x 3 4 4.- Si un número negativo está multiplicando en un miembro, pasa para el otro miembro dividiendo, y cambia el sentido de la desigualdad. 4x 5 x x , 5 4 5 4 Los resultados de las inecuaciones se expresan en forma de intervalo, conjunto y gráficamente. EJERCICIOS: Determina la solución de las siguientes inecuaciones: 1) 3 x 2 20 5) 3x 1 2 2) 4 x - 5 > 8 x - 4 5 9) x- 7 2 11) 3x - 7 3 6) - 4x 3 3x - 9 2 8 3) 3x 2 5x 1 3 5x - 8 4 1 3 1 7) 3x - 1 2 10) x 5 4) 6 ( x 1) 3 7x - 5 2 - x+ 7 2 0 6x - 5 2 x 3 3 4x - 1 3 8) 2x 5 2 5x - 4 3 - 4x 2x - 6 4 5x 8x - VALOR ABSOLUTO DE UN NÚMERO REAL El Valor Absoluto de un número Real es siempre positivo, y es igual a la figura del número. x 1 0 sí " x" es igual a cero ( x 0 ) x sí " x" es positivo( x 0 ) - x sí " x" es negativo"( x 0 ) El valor absoluto de un número Real, se representa ubicando el número Real entre dos barras verticales, la cual se lee: “Valor absoluto de” 9 El valor absoluto, también se considera como la distancia que existe desde el origen (punto cero de la Recta Real) tanto a un número Real positivo como negativo. Observa la Recta numérica representada en la figura dada a continuación. Si medimos la distancia que existe entre: 0 y 3, encontramos que es igual a la distancia que existe entre: 0 y - 3 . . . -3 0 3 PROPIEDADES DEL VALOR ABSOLUTO 1) El valor absoluto de cero, es cero x 0 sí y sólo sí x 0 0 0 2) El valor absoluto de “x” es igual al valor absoluto de “- x” x x -x 10 x x - 10 10 3) El valor absoluto cuando a 0 y x a x 3 x 3 ó x -3 x 4) El valor absoluto para todo “x” , “y” se cumple que: 9 -7 Sí x = 9; y = - 7 9 7 2 16 2 5) El valor absoluto para todo “x”,“y” se cumple que: y x y 9 -7 x -3 5 -3 5 Sí x = - 3; y = 5 3 5 - 15 15 15 y x y 10 6) El valor absoluto para todo “x”, “y” se cumpleque : Sí x = 18; y = - 9 18 -9 x y 18 -9 18 - 2 9 2 2 OPERACIONES CON VALOR ABSOLUTO EJERCIOS: Resuelve las siguientes operaciones con valor absoluto: 2 3 a) b) 8 - 15 4 4 5 24 c) 5 3 1 2 g) 2. 1 2 28 f) 42 1 4 d) e) 4 5 1 3 1 6 63 3 5 50 . 3 20 - 8 x y 11 h) 3 4 5 i) 3 5 j) 1 5 2 5 45 4 20 125 3 4 45 - 3 7 245 FUNCIÓN VALOR ABSOLUTO La función Valor Absoluto es una relación o aplicación que va de en , tal que a cada número Real le corresponde su valor absoluto. f : / f x x sí x 0 x sí x 0 x EJERCICIOS: Dadas las funciones, hallar las imágenes que se indican en cada caso 1) f x 2 x 4 . Determinar: f 2 y f - 2 2) f x 3) f x 3 . x - 3. 5 4 4) f x 5 x 2 . Calcular : f 6 4 x 2 .Hallar : f 3 2 3 . Determonar: f 4 y f 16 5) f x - 8 x - 2 x - 2 .Calcular: f - 2 y f - 3 RESOLUCIÓN DE ECUACIONES CON VALOR ABSOLUTO Para Resolver ecuaciones con valor absoluto, se elimina las barras del valor absoluto igualando por la derecha e izquierda el valor positivo y negativo del segundo miembro de la ecuación dada. 12 ECUACIONES DE LA FORMA: La solución de las ecuaciones de la forma: a x b ax b c c, se basa en la tercera propiedad, es ax b c ó decir, para que se cumpla, es necesario que: a x b -c EJERCICIOS: Resuelve cada una de las siguientes ecuaciones: 1) 2x - 1 5 2 3 2) x - 6 4 6 28 3) 12 x - 3 x - 8 4) x 9 x 4 5) x - 3 4 x - 1 3 6) 4x 3 5x 7 - x - 5x 12 - 2 - x - 2 -8 7) 2 9 x - 49 - 15 x 8) 5 5 - 2 x - 7 2 x - 5 12 46 9) 17 x - 114 198 - 7 x 10) 3 5 x 5 3 ECUACIONES DE LA FORMA: a b Cuando se resuelva una ecuación con valor absoluto con una expresión con valor absoluto en ambos lados del signo igual, las dos expresiones deben tener el mismo valor absoluto. Por lo tanto, las expresiones deben ser iguales entre sí o ser opuestas entre sí. 13 Sí x y x y se cumpleque : ó x -y EJERCICIOS: Resuelve cada una de las siguientes ecuaciones con valor absoluto 1) x - 1 2) 4x - 2 2x - 4 3) 3x - 5 3x 5 4) 2x 1 4x - 9 5) 2x - 8 2x - 4 1 2 3 8) 3 x 2 2 1 x - 3 2 9) 3 4 1 2 10) 15 x - 6 2 11) 5x 9 12) x - 2 5 x 9 5 4 - x 7x - 5 6 x - 5 INECUACIONES CON VALOR ABSOLUTO: a b Sí a - b b ó b Sí a - b Las inecuaciones con valor absoluto, se resuelven mediante las siguientes dos premisas: 14 1) Sí el valor absoluto de un número “x” es menor que un número real “a”, la solución total S T analítica se determina por la intersección de las soluciones parciales S1 y S2 la cual es una operación entre conjuntos numéricos y la solución gráfica estará enmarcada en la recta Real entre los puntos: “- a” y “a” - a x a ; la cual se determina gráficamente en la recta Real mediante la intersección ( ) de las soluciones parciales S1 y S2 , que se representa en la recta Real por la zona doblemente rayada ó sub-rayada. 2) Sí el valor absoluto de un número “x” es mayor que un número real “a”, la solución total S T analítica se determina mediante la unión de las soluciones parciales S1 y S2 localizada bien a la derecha de “a” o a la izquierda de “- a”, es decir: x > a ó x < - a; la cual se determina gráficamente mediante la operación de conjuntos numéricos llamada unión, que se denota simbólicamente por el símbolo , y se representa en la recta Real mediante las zonas rayadas o sub-rayadas tanto a la izquierda del número “- a” como por la zona reyada a la derecha de “a” 3) Si el valor absoluto de un número “x” es menor o igual ó también mayor o igual, las soluciones tanto analítica como gráfica debe ser representada mediante intervalos cerrados; por el contrario si es simplemente menor ó mayor, la solución se representa mediante intervalos abiertos EJERCICIOS: Efectúa cada uno de las siguientes expresiones: 3 1) x - 5 2) 2x 3 1 3) 3x - 7 7 4) 3x - 2 - 5) 4x 5 6) 3x 7) 2x - 1 - x 3 - 2 15 2 3x - 5 4 1 7 3 1 15 8) 3x 3 4 x - 9) 5x 3 x 2 10) 4 3 x 3 5x 2 6 13 - 5 6 SISTEMA DE INECUACIONES Un Sistema de inecuaciones es un conjunto de dos o más inecuaciones que poseen una solución común. Para resolver un Sistema de inecuaciones, se procede de la siguiente manera: 1) Se resuelve cada una de las inecuaciones del Sistema por separado, de esta manera se obtienen los intervalos parciales de cada inecuación. 2) Se haya la intersección de los intervalos correspondientes a las soluciones parciales de cada inecuación del Sistema dado. EJERCICIOS: Resuelve cada uno de los siguientes sistemas de inecuaciones: x 5 11 1) 2x - 1 7 x 4 2) 2 x - 5 -3 x - 2 4 3) 2 x 13 1 2 - x -1 4) -2 x 6 -3 x - 3 16 x 1 -1 5) 5x - 4 6 x 2 6) 5x - 1 8 7) 3x - 2 2 1 -x x - 6 2 x 1 3 8) 2x 5 4 x x - 3 2 2 4 9) 3 2 2x 6 x - 23 5 5 x - 1 4 10) 3 2x - 3 5 x 3 - 1 x 1 2 2 5 COORDENADAS DE UN PUNTO DADO DE LA RECTA REAL Toda Recta es un conjunto infinitos de puntos sucesivos, es decir, uno inmediatamente después del otro. Existe un punto y sólo uno en la recta numérica que corresponde a un número real. Existe exactamente un número real correspondiente a un punto dado en la recta numérica. Estas dos proposiciones o premisas concluyen que la relación que hace corresponder a un número real un punto sobre la recta es una función biyectiva. 17 Como se puede observar en la figura a) La coordenada del punto A es 2 y se escribe así: A(2). b) La coordenada del punto P es 3 y lo escritos como: P(3). c) La coordenada del punto C es – 3 y se escribe como: C(-3 ). 2 es la abscisa de A En donde se puede concluir que: 3 es la abscisa de P - 3 es la abscisa de C CARACTERÍSTICAS DE LA RECTA REAL a) Es densa: Entre dos números Reales dados existe otro número Real, es decir, en la recta Real no existen espacios vacíos. Ejemplo: Dados los números: 2, 134 y 2, 135 se puede calcular otro número entre ellos y uno de ellos es: 2, 134 2, 135 2 4, 269 2 2, 1345 b) Es ordenada: La recta real es ordenada puesto que todo número situado a la derecha de otro es mayor y si está a la izquierda, es menor. c) Es abierta: La recta real no tiene límites ni hacia la derecha ni hacia la izquierda del cero, ellos se extienden desde + ∞ (se lee infinito por la derecha) hasta - ∞ (infinito por la izquierda). Es de hacer notar que: + ∞ y - ∞ no son números. Son solamente unos símbolos que indican que la recta Real es infinita tanto por la derecha como por la izquierda, cosa que también lo indican las flechas ubicadas en sus extremos (de la Recta Real). La distancia entre dos puntos consecutivos de la Recta numérica siempre es la misma para todos los otros puntos de ella, y recibe el nombre de segmento unidad. RESOLUCIÓN DE INECUACIONES IRRACIONALES Las inecuaciones irracionales son aquéllas que tienen la incógnita dentro del símbolo radical. 18 Para resolver a las inecuaciones irracionales, se debe eliminar el símbolo del radical elevando a una potencia igual al índice del radica a ambos miembros de la inecuación dada. EJERCICIOS: 3 x - 11 2 1) 2) 3 2x 5 3) 5 5x 7 4) 4 6 x - 17 5) 7 7x 8 6) 6 8 x 16 7) 7x 3 1 2 3 -1 -2 5 “LO PRIMERO QUE DEBEMOS APRENDER EN LA VIDA ES A VIVIR” Guía elaborada por 19 Prof. Eulogio E, Sojo R.