________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ TEMA 1 POTENCIACIÓN Y RADICACIÓN 2.- La simplificación de: 1I.- Potenciación: Es la operación que consiste en repetir un número llamado base tantas veces como indica otro número llamado exponente, al resultado de esta operación se le llama potencia. a = base n = exponente p= potencia A) 5 B) 3 n A) a a = n b b (a.b)n=an.bn 1 an (( am (an)m=anm a b ) −n b = a ) n α B) C) β α n a = 1.- Efectuar: A) 1 B) 2 C) 3 − 2 −1 β E=3 = a mn αβ A) 1 −1 −1 3 + 3 − 8 B) 2 C)5 D)4 E) 3 −1 5.- Simplificar 50 veces 5 a 2 .5 a 2 .5 a 2 ...5 a 2 n a 5 . a 5 . a 5 ... a 5 m n 20 veces nα β a A) 1 B) a -30 1.- Simplificar: 256 C) a30 −1 D) a E) NIVEL II −4 − 2 ⋅ 8 9 D)4 E) 1 2 5 − 2 + 2 5 NIVEL I −1 D) 4.- Determinar el valor de: EJERCICIOS −2 E = 16 − 4 − 0 ,5 n También se tiene que: am = a E)1/4 n 3.- Radicación: La raíz n-ésima de un número a (no negativo cunado n es par), llamada radicando; es otra expresión talque esta raíz elevada a n, nos da el radicando a, es decir: n D)1/2 Se obtiene: am = a m− n an an.am=an+m a =b↔a=b C) 1 2 −3 1 −3 21 −2 E = + 2 (0 ,2 ) + 9 3 2 2.- Leyes de Exponentes n 405 6 . 200 5 375 4 . 3240 3 . 648 3.- Al Simplificar: an= p a −n = E = −1 E) 5 A) 2 1 B) 1 2 ( 2 1− 8 C)8 2 1 2−1 ) 2 D) 2 E) 4 3 a ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 2.- Simplificar: A) 3 a B) 7 C)10 E= 3.- Al simplificar: A) a+b+c x x+n 1+ 2a 1 + 3b 1 + 5c +b +c −a −b 1+ 2 1+ 3 1 + 5 −c D)20 8.- Reducir: B) abc + x x+2 n x D)x n E) -2 A) ax B) x a 9.- Al Simplificar: D) 1 C)a-b-c x+n xx = a Para: a nb n + a n c n + c nb n a − n + b − n + c −n n xx C)a ( 3 ) ( ) ( ) E) a ( ) 2 x +1 + 3 2 x + 2 + 5 2 x +3 + 10 2 x E= 4 x −1 + 28 4 x − 2 E) 1 -x −1 abc 4.- Si x,y∈Ζ+ tal que y-x≥2 , hallar el valor mas simple de: E= y−x Se obtiene: x+6 A) 2 x x+ y y y + y x + y x x x2y y x + y2x x y B) 2 x-5 C)2 D)4 E) 8 10.- La Simplificación de: a A) x y B) x y2 P= 5.- Reducir: A) 1 C)x B) 2 y a a 2 −1 a −1 a+1 a a + a a − 1 ; a > 0 1 2 a a a−1 . a a + 1 x D) y E) y x 2 a+1 + 2 a +2 + 2 a+3 + 2 a+ 4 2 a−1 + 2 a−2 + 2 a−3 + 2 a−4 C)16 D)32 E) 64 es: 6.- Si: x x = 2, hallar el valor de: A = x A) 16 B) 32 B) a2 A) a C)64 2.x C)1 D)2 E) 3 1 + x1 + x D)128 NIVEL III: E) 256 1.-Simplificar: P = ab x a −b bc xb − c ac x c −a 7.-Si el exponente final de x es 15 en: 3 a +1 a a 2 + 2 . x a +3 x . x a a 2a 3 x. x . x A) xa +b a B )2 xa C ) xb−c D ) x c −a 2.- Racionalizar el denominador: E= Hallar a A) 8 B) 5 C)3 D)3 E )1 E) 1 A) 3 3 2 B) 3 4 C ) 3 2 3 1 4 + 3 2 +1 D) 3 2 − 1 E ) 3 3 + 1 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ x 3.-Al simplificar: 3x - y 2x b 3x A) 6 x 19b x b12 y x + 3y b B)6 x b19 x +12 y ECUACIONES E INECUACIONES DE PRIMER GRADO C )3 x b9 x +12 y 4.-Si xy = 2, hallar el valor de B) -1 D)b3 6 b ( ) (x ) (4 y )y E = xx A) 1 TEMA 2 x + 4y b y y C)-2 3 −y 2 D)2 E )b 6 b Una ecuación es una relación de igualdad que se establece entre dos expresiones matemáticas de por lo menos una variable. Las ecuaciones pueden ser: x3 + 3x2 – 7 = 0 −2 Ecuaciones E) 0 y 1 + =0 x x−2 ecuación polinomial ecuación fraccionaria Algebraicas x−3− z = 0 5.-Hallar el valor de a2 +b2 en: b a−b a A) 1 NIVEL I 1-A 2-A NIVEL II 1-E 2-C 6-E 7-B B) 5 3-C 3-B 8-A C)10 4-B 4-D 9-B aab abb =3 D)13 2-D 3-D 4-C 22x – 4x + 1 = 0 ecuación exponencial log x – x3 = 0 ecuación logarítmica sen x – 8 = 0 ecuación trigonométrica 4/3 Ecuaciones Trascendentes E) 9 Clasificación de las ecuaciones según su solución A) Ecuación compatible.- Es aquella que tiene al menos un elemento en su conjunto solución. 5-C B) Ecuación compatible determinada.- Es aquella que tiene un número limitado de elementos en su conjunto solución. Ejemplo: x-3=0 c.s. = { 3 } 5-D 10 - B NIVEL III 1-E ecuación irracional C) Ecuación compatible indeterminada.- Es aquella que tiene un número ilimitado de elementos en su conjunto solución, es decir su solución son todos los números reales. Ejemplo: (x–3)=x–3 x=x 0x = 0 c.s. = R 5-C D) Ecuación incompatible.- Es aquella que no tiene ningún elemento en su conjunto solución, es decir su solución es el vacío. Ejemplo: x–4=x+5 0x = 9 c.s. = φ donde φ denota el conjunto vacio. 3 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ PROBLEMAS 1. 2. 3. 4. Una fracción irreducible tiene la siguiente propiedad, al sumar cinco unidades a su numerador y 9 unidades al denominador, la fracción no cambia de valor. La suma de sus términos es: a) 10 b) 14 c) 18 d) 28 e) 36 A una pollada asisten 399 personas entre hombres, mujeres y niños. Si el número de hombres es el quíntuplo del número de mujeres y éste el triple de los niños. Hallar el número de hombres. a) 367 b) 234 c) 315 d) 400 e) 600 A cierto número par se le suma los dos números pares que le preceden y los dos números impares que le siguen obteniéndose en total 968 unidades. La suma de los dígitos que forman el número par mencionado es: a) 14 b) 16 c) 20 d) 12 e) 18 La suma de 4 números diferentes es 24, la suma de los 2 mayores es el doble de la suma de los 2 menores, la suma del menor con el mayor es igual a la suma de los otros 2 números. Halle la suma de las diferencias del mayor con el menor y de los intermedios mayor con menor. (suponer que m es el número mayor) a) 32 b) 8 c) 4 d) 4m – 32 e) 32 – 4m 5. Dos números suman 2320. Si uno de ellos le transfiere 240 unidades al otro, ambos quedan con igual cantidad. El menor número es igual a: a) 202 b) 840 c) 1320 d) 920 e) 1400 6. Se tiene tres menores números naturales consecutivos de tres cifras, cuya suma es un cuadrado perfecto. La menor cifra del mayor de estos tres números es: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 7. Cuál es el número impar tal que agregado a los cuatro impares que le siguen, dé un total de 905? a) 175 b) 183 c) 191 d) 177 e) 181 8. Hallar un número cuyo quíntuplo aumentado en su triple del quíntuplo da 500. a) 30 b) 36 c) 25 d) 45 e) 50 9. La señora Maritza, tuvo a los 24 años dos hijos mellizos. Hoy las edades de los tres suman 57 años. ¿Qué edad tienen los mellizos? a) 9 b) 11 c) 33 d) 13 e) n.a. 4 10. La suma de dos números es 74, su cociente es 9, dando de residuo 4. ¿Cuál es la diferencia de estos números? a) 40 b) 60 c) 50 d) 20 e) 30 11. ¿Qué cantidad de arroz de 6 soles el kilo debe mezclarse con arroz de 10 soles el kilo para obtener 120 kilos de mezcla, de manera que, vendidos a 7 soles el kilo, no se produzca pérdida ni ganancia? a) 100 y 20 b) 80 y 40 c) 70 y 50 d) 90 y 30 e) 60 y 60 12. Preguntando a Esteban por su edad, responde: si el doble de mi edad se quitan 17 años, se tendría lo que me falta para tener 100 años. ¿Qué edad tiene Esteban? a) 51 años b) 37 años c) 39 años d) 43 años e) 63 años 13. Percy nació cuando Maritza tenía 18 años. Si actualmente la suma de sus edades 64 años. ¿Cuántos años tiene maritza? a) 31 b) 41 c) 27 d) 39 e) 26 14. El doble de un número sumado con el triple de otro da como resultado 8, y el quíntuplo del segundo es igual al triple del primero aumentado en 7. Dar la suma de ambos números. a) 1 b) 2 c) 4 d) 3 e) 5 15. Dos obreros trabajan juntos ganando semanalmente uno de ellos s/. 20 más que el otro. Después de igual número de semanas reciben s/. 2400 y s/. 2100 respectivamente ¿Cuánto gana semanalmente cada uno de los obreros? a) 110 y 130 b) 220 y 240 c) 160 y 180 d) 100 y 120 e)140 y 160 16. Si tú piensas en un número, cuya mitad es igual a cuatro unidades más que una tercera parte del número que tienes en mente. ¿Qué número es? a) 6 b) 12 c) 24 d) 36 e) 48 17. Vendí la octava parte de mis naranjas, después la sexta parte y finalmente la quinta parte de lo que tenía. Al contarlas me quedan la mitad, menos una de las que traje. ¿Cuántas eran? a) 140 b) 102 c) 130 d) 120 e) 150 18. La suma de las edades de Alan y Jorge es 65 años, y dentro de 10 años, la edad de Jorge será los 5/12 de la de Alan. ¿cuál es la edad de Alan? a) 60 años b) 50 años c) 35 años d) 25 años e) 15 años 19. El total recaudado por concepto de 900 boletos de rifa fue de 950 soles, si los estudiantes pagaron s/. 0.75 por cada boleto y las demás persona pagaron s/. 1.25 por cada boleto. ¿Cuántos boletos de estos últimos se vendieron? a) 350 b) 380 c) 550 d) 500 e) 450 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 20. 21. 2.2.Conjuntos acotados A) Cota superior Un número real k es una cota superior de un subconjunto no vacío S de R sí y sólo sí: x k ; ∀ x ∈ S Un café que se vende a s/. 6 el kilo, se mezcla con café que se vende a s/. 5 el kilo, para producir 20 kilos de una mezcla que se venderá a s/. 5.40 el kilo ¿Cuántos kilos se utilizará de cada clase? a) 6 y 14 b)8 y12 c) 7 y 13 d) 9 y 11 e) 4 y 16 Calcule la solución de la ecuación a) 30 b) 5 1 11 − 2 x c) 20 = 3 7 − 2 10 + 4 B) 8+ 4 3 d) 13 e) 10 Cota inferior Un número real k es una cota inferior de s si y sólo si x k ; ∀ x∈S 2. INECUACIONES DE PRIMER GRADO Cotas inferiores 2.1.Intervalos Sean dos números reales a y b tales que a<b, se denomina intervalo de extremos a y b a los siguientes subconjuntos en R A) Intervalo cerrado: [a,b] = {x ∈ R / a x b} a B) Intervalo abierto: ]a,b[ = {x ∈ R / a < x < b} C) Intervalo semiabierto: ]a,b] = {x ∈ R / a < x [a,b[ = {x ∈ R / a D) Intervalos infinitos: [a,+ [ = {x ∈ R / x a x a x b x x Ínfimo Un número real d se llama ínfimo de un subconjunto no vacío S de R, y se escribe c = inf S si: • d es cota inferior de S (x d, ∀ x ∈ S) • d es la mayor de las cotas inferiores de S, es decir: Si ∀ k ∈ R / x k, ∀ x ∈ S, entonces k d Por lo tanto, d no necesariamente pertenece a S E) Máximo Si c es supremo de S y c ∈S, entonces c es máximo de S (c = máx S) F) Mínimo Si d es ínfimo de S y d ∈ S, entonces d es mínimo de S (d = min S) Ejemplo: dado el conjunto S = ]2, 5] el sup S =5, además 5∈ S, entonces el máx S = 5. el ínf S = 2, pero 2∉ S, entonces S no tiene mínimo. Problemas 1. Se sabe que el número de conejos que cría Juan es tal que el triple disminuido en 5, es mayor que 33, y el cuádruple aumentado en 9 es menor que 65. Calcule el número de conejos a) 11 b) 12 c) 13 d) 14 e) 15 a} ,b[ = {x ∈ R / x < b} Supremo Un número real c se llama supremo de un subconjunto no vacío S de R, y se escribe c = sup S si: • c es cota superior de S (x c, ∀ x ∈ S) • c es la menor cota superior de S, es decir: D) b a} a ] b b} x < b} Cotas superiores Si ∀k ∈ R / x k, ∀ x ∈ S, entonces k c Por lo tanto, c no necesariamente pertenece a S x ]a,+ [ = {x ∈ R / x > a} ,b] = {x ∈ R / x b a a ] x C) S x a x b 5 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 2. 3. La diferencia entre las edades de Jorge y Raúl es mayor que 4, pero menor que 7. Si Raúl tiene 36 años. Determinar el producto de los dígitos de la edad de Jorge. a) 0 b) 12 c) 18 d) 41 e) 42 Para la confección de un determinado número de problemas, se duplicó este número y se eliminaron 40 que eran muy fáciles, quedando menos de 60. Si se hubiera triplicado el número original y aumentado 20, habrían más de 164. ¿Cuál es la suma de los dígitos de la cantidad de problemas que había inicialmente? a) 5 b) 13 c) 12 d) 11 e) 6 4. Un kilo de naranjas contiene entre 50 y 100 unidades de vitamina. Si cada kilogramo cuesta entre 1.5 y 2.4 soles. ¿Cuánto será lo máximo a gastar por consumir 400 unidades de vitamina? a) 9.6 soles b) 12 soles c) 19.2 soles d) 20.2 soles e) 24 soles 5. El número de libros que tiene Miguel en su biblioteca es tal que si le disminuimos 20 y luego lo dividimos por 4, resulta mayor que 8, en cambio, si le agregamos 5 y luego lo dividimos por 6, resulta menor que 10. Si luego adquiere 2 colecciones de 6 libros cada una ¿Cuántos libros tendría Miguel luego de la compra? a) 24 b) 25 c) 52 d) 55 e) 66 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 2 = a2 a Ejercicios 1. 2. 3. 4. Max tiene cierta cantidad de caramelos, se come 5 y le restan más de la tercera parte, luego se compra 10 más con lo que tendría menos de 14 caramelos. Indicar cuántos tenía inicialmente a) 0 b) 12 c) 18 d) 41 e) 42 5. 3. VALOR ABSOLUTO El valor absoluto de un número real a denotado por a se define como: a , si a ≥ 0 a = − a , si a < 0 a a = a2 Propiedades adicionales 8. = b ↔ b 0 ∧ (a = b v a = -b) 9. ↔ a = b ∨ a = -b 10. Si b >0 entonces: • < b ↔ -b < a < b • b ↔ -b a b 11. > b ↔ a > b ∨ a < -b b ↔ a b ∨ a -b Un bisabuelo aficionado a la matemática, nota que el número de nietos que tiene es igual al triple del número de hijos menos cinco, y el número de bisnietos es igual al doble del número de nietos, aumentado en 3. Se da cuenta también que el exceso del número de nietos sobre el número de hijos es mayor que 6 y el exceso del número de bisnietos sobre el número de nietos es menor que 17. Calcular el número de bisnietos que tiene a) 6 b) 13 c) 23 d) 30 e) 36 Geométricamente cero. Propiedades 0, ∀ a ∈R ∧ =0 ⇔a=0 = -a a.b = a+b (desigualdad triangular) es la distancia entre el punto donde se encuentra a y el 6 Resolver 7x = 4 – x a) x=4 b) x=1/2 c) x=-1/2 x=2/3 Resolver 2x +2 = 6x – 18 a) x=2 x=5 b) x=3 c) x=-2 x=3 Resolver x2 + 2 = 2x + 1 a) x=-1/2 o x=2 b) x=-1/3 o x=1 d) x=-2/3 x=1/2 d) x=5 e) x=-2/3 x=4 e) x=2 c) x=-1/2 o x=1 d) x=1 e) x=-1/2 2 Resolver x -2 x – 3 = 0 a) x=-1, x=3 b) x=3 c) x=1, x=-3 Resolver x - 2 = 3 - 2x a) x=1 x=5/3 b) x=-5/3 x=-1 d) x=-3, x=3 c) x=-5/3 x=1 e) x=-1, x=1 d) x=5/3 6. Hallar el conjunto solución de: x - 3 = x – 3 a) x=0 x=3 b) x∈R c) 3 d) x=3 e) x∈φ 7. Se cumple que: x - 2 < 5, y se tiene x + 1 <a y el menor elemento de {a,b} ? a) 1 b) 2 c) 5 d) 8 e) 12 e) x=1 x - 9 < b, ¿cuál es ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 8. ¿Cuál es la suma de los elementos que satisfacen la ecuación: ( 1- x - 3 ) ( 2 x - 3 – x ) = 0 a) -14 9. 10. 11. 12. 13. 14. b) -12 16. d) 12 SISTEMAS DE ECUACIONES e)14 Hallar el mínimo del conjunto solución de: 2x + 7 = x + 5 a) x=2/3 b) x=2 c) x=-5 d) x=-2 e) x=-2/3 Hallar el valor de la expresión 4 x + 1 − x − 1 x a) -1/4 ,1 b) -1/4 c) 1 d) 5 e) 1, 5 Resolver 2x - 5 < 3 a) ]-4,4[ b) ]-4,1/2[ c) ]-1/2,1[ d) ]1,4[ b) ]-1/9,1/3[ e) ]- ,-1/9] v [1/3, [ Resolver a) ]-5,20[ d) ]- ,1/4[ El sistema es: e) ]-4,-1[ Resolver 1/x – 2 < 11 a) ]-1/3,1/9[ d) ]- ,-1/9[ v ]1/3, [ Compatible indeterminado Si: a1 b1 c1 = = a 2 b2 c2 c) [-1/9,1/3] Incompatible Si: 2x − 5 <3 x −6 b) ]- ,23/5[ u ]13, [ e) ]6,13[ Resolver x - 3 a) φ b) R 2 - 3 x - 3 - 18 > 0 c) ]-3,9[ d) ]- ,-3[ u ]9, [ 2x2 – 3x – 9 < 2 x2 – 2x -3 b) ]- ,-5/4[ e) ]1/4, [ a 2 x + b2 y = c 2 Compatible Determinado Si: a1b2 − a 2b1 ≠ 0 b) ] − ∞ , 12 ] c) [ − 6 ,∞ [ e) ] − ∞ ,− 12 ] ∪ [ − 6, 6 ] ∪ [ 12 ,∞ [ Resolver a1 x + b1 y = c1 Dado el sistema si x ∈ ] 0,1 [ Resolver 9 - x2 3 a)[ − 6, 6 ] d) [ − 6, 6 ] ∪ ] 12 ,∞ [ a) ]23/5,13[ d) ]23/5,6[ 15. c) 10 TEMA 3 a1 b1 c1 = ≠ a 2 b2 c 2 c) ]23/5,6[ u ]6,13[ Ejercicios y problemas 01. Calcular 2x+y del sistema: x y x− y + +1 = a) 3 b) 7 2 4 6 2 3 x − 2 y = 14 e) ]-3, [ c) ]-1/4, [ c) -4 d) 1 e) 0 02. Calcular “x.y” del sistema: 3x + y = 11 2 y x+ = 7 2 7 a) 6 b) 8 c) 16 d) 12 e) 21 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 03. Calcular “x” en el sistema: 4 x −1 − 3 y −1 = 14 a) 0,25 −1 6x + 5 y −1 12. Resolver el sistema: b) -0,25 c)0,5 d)-0,5 (a + b )x − (a − b ) y = 4 ab (a − b )x + (a + b ) y = 2a 2 − 2b 2 e) 0,125 =2 Y calcular el valor de “x+y” a) a b) b c) ab d) a-b 04. Calcular “x+2y+z” del sistema: 2x + 3 y + z = 1 6 x − 2 y − z = −14 a) 1 b) 0 c) -1 d) 2 e) 5 x+ x− x+ x− 13. Calcular “x” del sistema: 3x + y − z = 1 a) b + 1 ab − 1 05. Calcular el valor de “k” si el sistema adjunto presenta infinitas soluciones: (2k − 1)x + ky = 6 a) 8 b) 6 c) -8 d) -2 e) 2 7,5 x + 4 y = 3 a) -1 b) -2 c) -3 bx + ay = 2 ab e) 2 Encontrar el valor de “x+y” e) 3 a) 8,5 b) 7,6 c) 8,4 d) 5,6 e) 6,5 15. Dado el siguiente sistema 5 x −3 y = 3 y b) b d) b − 1 ab + 1 10 x − 10 y = 1,0 d) 5 y+z+w=4 07. Del siguiente sistema, calcular x a) a c) a − 1 ab + 1 b) a + 1 ab − 1 x − y = 1,3 x+ z + w =1 ax + by = a 2 + b 2 y +1 a +1 = y +1 a −1 y +1 1+ b = y −1 1− b 14. Dado el sistema de ecuaciones 06. Calcular el valor de “x-y+z-w” del sistema: x+ y+z =5 x + y + w = −1 e) 2ª c) ab d) a+b 25x − 9 y = 81 Encontrar “x+y” a) 20 b) 24 c) 26 e) a/b 08. Calcular “ab” sabiendo que los sistemas son equivalentes ax + 3 y = 8 a) 2 3x + ay = 7 ∧ b) 6 c)-2 d) -6 4 x + by = 2 bx + 4 y = 7 09. Evaluar “n” si el sistema es inconsistente 3x + (n − 1) y = 12 a) 1 b) 3 c) -1 (n + 6)x + 6 y = n d) -3 e) 23 16. Resolver e) 12 x2 + 1 + y 2 + 4 + z 2 + 9 = 10 x+ y + z=8 Encontrar “x.y.z” e) 5 a) 120/13 b) 128/9 {x,y,z}⊂ R c) 64/3 xy + x + y = 7 xz + x + z = 11 yz + y + z = 5 d) 0 ∧ + d) 32/9 e) 100/13 17. Resolver el sistema y encontrar la suma de todos los valores de x; y; z 10. ¿Para qué valor del parámetro “k” el sistema: Será compatible determinado (k + 2)x + 6 y = k a) R b) R - {1} c) R - {1;-2} d) R - {2;-5} e) 1 2 x + (k + 1) y = 1 11. Calcular “m” si el sistema es incompatible x + my = 1 a) 1 b) -1 c) -3 mx − 3my = 2m + 3 d) 25 a) 6 e) 2 8 b)-6 c) 8 d) 4 e) -8 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 18. Resolver el sistema y dar el valor de “y” 2x 5y + =7 3 6 a) 2 b) 5 25. Para qué valores del parámetro “k” el sistema: Tiene infinitas soluciones. c) 6 (k + 1)x + (k + 3)y = k + 12 (k + 17)x + 30 y = k + 72 e) 30 d) 2 3 3x 5y + =6 2 10 x + 2 y + 3 z = 14 2 x − y − z = 2a 2 y − x − z = 4a 2 z − x + y = 6a a) 1 y 17 b) -17 c) R d) R – {-17} e) R – {17} xy = c a) ± 1 b) ±2 c) ± ½ d) ± e) ±3 (1 − i )x − (1 + i ) y − 2 z = i b) 26 < m ≤ 91 3 5 26 < m < 91 d) 3 5 a) 1 b) -1 c) 2 d) -2 c) 25a d) 31a e) 41a 3 3 3 b) 16a 3 a) 4 b) 5 a) 2 b) 3 a) -8 b) 7 c) 2 d) 3 e) 1 01. E 02. D 11. D 12. E 21. D 22. A 03. C 04. B 05. A 06. E 07. E 08. D 09. B 10. D 13. B 14. A 15. D 23. C 24. C 25. A 16. B 17. B 18. E 19. D 20. C 26. B 27. D ECUACIONES E INECUACIONES CUADRÁTICAS e) 0 En numerosos problemas, como la resolución de triángulos rectángulos o el estudio de movimientos físicos con aceleración, aparecen términos desconocidos elevados al cuadrado. Tales problemas se resuelven por medio de ecuaciones de segundo grado, también llamadas cuadráticas. c) 6 d) 7 4.1. Ecuaciones cuadráticas Se llama ecuación cuadrática, o de segundo grado, con una incógnita a toda aquella que tiene la forma general reducida ax2 + bx + c = 0, siendo a 0. En general: a, b, c ∈ R. e) 8 24. Si x; y; z ∈ Z+, determina el número de soluciones del sistema x+ y−z = 4 3 TEMA 4 23. Resolver el siguiente sistema: El valor de “z” es: x+ y+ z = 6 e) 4 y 1 CLAVE: Sistemas de Ecuaciones x + 3iy + 2iz = 1 − i El valor de z 11xy = 15(7 x − 2 y ) − 15(8 y − 7 z ) = yz − 7 xz = 6(3 x − 5 z ) d) 2 y -1 3x + ky + z = 0 2x + 7 y = m 22. Al resolver el sistema (1 + i )x − (1 − i ) y + 2iz = 3 a) 11a 2 x − 5 y + 3z = 0 x− y+ z = 0 21. Para qué valores de “m” el sistema de ecuaciones tiene soluciones positivas 3x + 5 y = 13 a) 26 ≤ m < 91 3 5 26 91 c) ≤m≤ 3 5 c) 1 27. Determine el valor de “k” para que el sistema tenga infinitas soluciones: 20. Si el sistema admite sólo dos soluciones diferentes. Calcular “abc” a 2 x 2 + b2 y 2 = 1 b) 3 y 7 26. Determina “x” en el sistema: 19. Determinar el valor de “a” para los cuales el sistema tiene solución única 2x + y + z = a + 2 x − 3 y + z = −a a) 3 c) 4 d) 5 Si todos los coeficientes de la ecuación son distintos de cero, se dice que es completa. e) 6 9 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Se resuelve sustituyendo y = x2, y se obtiene ay2 + by + c = 0. • Se obtienen las raíces y1 e y2 de esta ecuación de segundo grado. • Se calculan las cuatro raíces de x como x1,2 = ± y1 ; x3, 4 = ± y2 Si el coeficiente lineal o el término constante son nulos, la ecuación es incompleta. 4.2 Resolución y discusión de ecuaciones cuadráticas: Pueden darse varios casos: Según los valores obtenidos para y1 e y2 en la resolución de la ecuación de segundo grado intermedia, pueden darse varios casos: • Si la ecuación es incompleta sin coeficiente lineal ni término 2 independiente (ax = 0), la solución es x = 0 (doble). 2 • Cuando es incompleta sin coeficiente lineal (ax + c = 0), las raíces son: −c ± a 2 • Cuando es incompleta sin término independiente (ax + bx = 0), tiene dos raíces: x1 = 0 ∨ x2 = −b a El valor ∆=b2 - 4ac se llama discriminante, y de su estudio se deduce que • Si ∆>0 , la ecuación tiene dos raíces reales distintas; • Si ∆=0 , existe una única solución doble dada por x = -b/2a, • Si ∆<0 es menor que cero, las son complejas. 4.3 Relación entre las raíces y los coeficientes: • La suma de las raíces de la ecuación es igual al coeficiente lineal cambiado de signo dividido por el coeficiente principal: x1 + x2 = -b/a. • El producto de las raíces es igual al término independiente dividido por el coeficiente principal: x1 . x2 = c/a. • Si se conocen la suma: s = 2x1 + x2 y el producto: p = x1 . x2 de las raíces de la ecuación, se tiene que: x - sx + p = 0. • Conociendo la diferencia d = x1 - x2 y el producto p = x1 . x2 de las raíces, se deduce que: 2 2 • • Cuando y1 > 0 e y2 < 0, o bien y1 < 0 e y2 > 0, la ecuación bicuadrada tiene • dos soluciones reales y dos complejas. Si y1 < 0 e y2 < 0, la ecuación bicuadrada no tiene soluciones reales (sus cuatro soluciones pertenecen al conjunto de los números complejos). ax + n bx + c = d Forma general: Para resolver estas ecuaciones, se elevan los dos miembros de la ecuación a la potencia que resulte conveniente según el índice del radical. El procedimiento general de resolución de las mismas consiste en: - Aislar en uno de los miembros el término que tiene la raíz cuadrada. - Elevar al cuadrado ambos miembros para eliminar la raíz. Después de simplificar la ecuación resultante, se obtiene una ecuación de segundo grado con una incógnita. - Se procede a resolver esta ecuación de segundo grado, con arreglo a los métodos habituales. - Al haberse elevado la ecuación al cuadrado, se ha introducido una solución «falsa». Las dos raíces obtenidas de la ecuación de segundo grado se han de comprobar en la ecuación irracional original; se descubrirá entonces que sólo una de ellas cumple la igualdad de la ecuación. Ésta será su única solución. − b ± b 2 − 4ac 2a x ± 4p + d Si y1 > 0 e y2 > 0, la ecuación bicuadrada tiene cuatro soluciones reales. 4.5. Ecuaciones irracionales • Una ecuación completa tiene dos raíces, dadas por la fórmula: x= • Algunas ecuaciones que no son necesariamente cuadráticas, pueden resolverse por los métodos de factorización o por la fórmula cuadrática, si primero se realiza una sustitución apropiada. Como por ejemplo: x4 + 5x2 – 84 = 0 2 4 2 Haciendo: x = z, de donde: x = z Reemplazando: z2 + 5z – 84 = 0 x+ p =0 Sabiendo el valor de las raíces x1 y x2, la ecuación se puede expresar como un producto de binomios: (x - x1) (x - x2) = 0 (ecuación factorial). (z + 12)(z – 7) = 0 z + 12 = 0 ∨ z–7=0 ∨ z = - 12 z=7 x2 = - 12 ∨ x2 = 7 4.4 Ecuaciones bicuadradas Estas ecuaciones tienen como forma general: ax4 + bx2 + c = 0 Al ser de orden 4, las ecuaciones bicuadradas tienen cuatro raíces o soluciones. 10 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 4.6 Ecuaciones Incompletas: 06. Al resolver un problema que se reduce a una ecuación de segundo grado, un estudiante comete un error en el término constante de la ecuación y obtiene como raíces 8 y 2. Otro estudiante comete un error en el coeficiente del término de primer grado y obtiene como raíces – 9 y – 1. La diferencia entre la suma y el producto de las raíces de la ecuación correcta es: A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 Son de la forma ax + bx = 0 ∨ ax + c = 0 Para resolver este tipo de ecuación se procede de la siguiente forma: 2 2 En: ax2 + bx = 0 En: ax2 + c = 0 x1 = 0 b x 2 = − a c ± − a NIVEL II ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE COOPERATIVO Y AUTÓNOMO 01. Sabiendo que “m” y “n” son las raíces de la ecuación: x2 – 8x + C = 0. Calcular 2 2 el valor de: m + n + 2 C 16 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 NIVEL I 01. Hallar la ecuación de segundo grado de coeficiente principal 1 y de raíces “m” y “n” si se sabe que: I. x2 + (m – 1)x + m – 2 = 0 tiene una sola solución real. II. x2 – (n + 1)x + 2n = 0 tiene una raíz igual a 3. A. x2 + 9x + 18 = 0 C. x2 – 9x – 18 = 0 E. x2 – 6x – 18 = 0 02. De las siguientes ecuaciones: x2 + x + k = 0 …………. ( 1 ) x2 – 5x + k = 0 ………… ( 2 ) Se sabe que una de las raíces de (2) es el triple de una raíz de la ecuación (1). El valor de k es: A. 4 B. – 4 C. 6 D. – 6 E. ± 5 B. x2 – 6x + 18 = 0 D. x2 – 9x + 18 = 0 02. Hallar los valores de “k” para que las raíces de la ecuación: kx2 + x + kx + 2 = 0 sean reales e iguales. Señalar la suma de sus valores. A. 4 B. 5 C. 6 D. – 2 E. 8 2 2 03. La menor raíz de la ecuación: x + 1 + x = 11 es: A. 6 B. 8 C. 11 D. 15 E. 2 2 03. Las raíces de la ecuación: x – 4x + 2 = 0, son “a” y “b”. El valor de: a + b es: 04. Determinar el valor de “m” para que las raíces de la ecuación sean opuestas: 8mx2 + 7(m – 1)x + 1 = 0. A. 1 B. 2 C. – 2 D. – 1 E. 3 A. Un número irracional B. Es un número racional menor que 1. C. Es un número imaginario D. Es un entero positivo E. Es un número complejo 05. Las raíces de la ecuación: 3x2 + 2x + 2 = kx + k son recíprocas. Cuál es el valor de la constante “k”? A. 1 B. – 2 C. 2 D. 0 E. – 1 04. La suma de dos números es dos y su producto – 4. Hallar la suma de sus recíprocos. A. ½ B. – ¼ C. ¼ D. –½ E. 1/5 06. Determinar los valores que debe tener “k” en la ecuación: 9x2 + k = 0, para que las soluciones sean números reales. A. [0;+∞[ B. [9; +∞ [ C. [3; +∞ [ D. ]- ∞;0] E. ]- ∞;3] 05. Un postulante y sus amigos compran cierto número de lapiceros por 144 soles. Si cada lapicero hubiera costado 2 soles menos, comprarían uno más. El número de amigos de postulante es: A. 12 B. 16 C. 18 D. 7 E. 8 07. Calcular el valor de “k” en la ecuación: x2 + (2k + 5)x + k = 0. Si una raíz excede a la otra en tres unidades. A. 2 B. 1 C. -1 D. – 2 E. 3 11 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 08. Sea la ecuación cuadrática: ax2 + bx + c = 0 y sus raíces r1; r2. Se puede afirmar: I. Si r1 + r2 r1.r2 b+c=0 II. Si r1 es opuesta de r2 b=0 III. Si r1 = 2r2 2b2 = 9ac A. Las tres afirmaciones son verdaderas B. I y II son verdaderas C. I y III son verdaderas D. II y III son verdaderas E. Sólo II es verdadera 09. Se sabe que 2 + dicha ecuación. A. x2 – 4x + 1 = 0 B. x2 + 4x + 1 = 0 C. x2 – 4x – 1 = 0 D. x2 – 4x + 2 = 0 E. x2 + 4x – 3 = 0 Así ya tenemos el volumen: (60-2x)(40-2x)x. 3 3 Convertimos los litros a cm : 5000 cm . Llegamos así a la inecuación que resuelve el problema: (60-2x)(40-2x)x>5000 Por tanto, el problema se resuelve estudiando esta inecuación. Problema: Un grupo de alumnos y alumnas del Ceprunsa piensa que igual que el fútbol, nació el fútbol sala, podrían inventar un rugby sala e instalarlo en el gimnasio. Han logrado que les cedan 32 metros de perfiles metálicos para construir dos porterías en forma de hache. Desean un área total entre los perfiles de al menos 20 metros cuadrados. ¿Entre qué límites pueden elegir su altura y anchura? La alumna más lista del grupo ha realizado el esquema y el planteo, y ha ofrecido esto a los demás: 3 es una raíz de una ecuación cuadrática. Determinar 10. Un granjero amarra su vaca en la esquina de su casa. El observa que si la cuerda fuera alargada en 10m, ella podría abarcar cuatro veces el área original. Entonces la longitud original de la cuerda es: A. 10/2 m B. 5m C. 15m D. 20m E. 10m b a Llamó “ a la altura y “ a la base. Como disponemos de 16 metros de perfil por portería, se cumplirá que: a+2b = 16 de donde: a = 16-2b y el área del hueco de la hache: A = ab = b(16-2b) Si llamamos “x” a la variable “b”, podremos escribir la inecuación: x(16 - 2x) ≥ 20; o bien: x(16 – 2x) – 20 ≥ 0 Importante: n I. Si a > b > 0 ; an > bn > 0 a > n b > 0; n ∈ N II. Si a < b < 0 1) a 2 n > b 2 n > 0 2) a 2 n +1 < b 2b +1 < 0 ; n ∈ N III. Si a < 0 ∧ b > 0, además: a < x < b → 0 ≤ x 2 < Máx{a 2 ; b 2 } IV. Propiedad del trinomio positivo: Sea P(x) = ax2 + bx + c ; P(x) > 0 a>0 ∧ ∆<0 INECUACIÓN A partir de un rectángulo de cartón de 40 cm de ancho y 60 de largo deseamos formar una caja recortando cuatro cuadrados, uno en cada vértice, para su doblado posterior. ¿Qué valores podemos dar al lado de los cuatro cuadrados para que el volumen de la caja sea al menos de 5 litros? Ejemplos: 1. Cuál es el conjunto solución de: 3x2 + 7x – 6 > 0 Primero hallamos su discriminante: ∆ = 72 – 4(3)(-6) = 121 Como ∆ > 0, la inecuación tiene dos raíces (puntos críticos) y además es factorizable: Efectuando un análisis algebraico del tema: Llamamos “x” al lado del cuadrado, con lo que los lados de la base de la caja medirán respectivamente 60 – 2x y 40 – 2x. La altura de la caja equivale al lado x. (3x – 2)(x + 3) = 0 12 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ EJERCICIOS Y PROBLEMAS De donde los puntos críticos son: 2/3 y – 3 Ubicándolos en la recta real de los números: Nivel I. + - + 01. Si: 2x – 1 ∈ [4; 11]. Hallar el menor valor que satisface a: -3 2/3 Rpta.: ]- , 3[ ∪ ]2/3; + [ 2. x+3 ≤M x +1 Resolver: 2x2 – 4x + 13 ≥ 0 ∆ = 42 – 4(2)(13) = - 88 Como: ∆ < 0, entonces 2x2 – 4x + 13 es siempre mayor que cero para todo x, luego la solución es todos los reales. A. 9/7 A. R Restando a ambos miembros 1: 1 − 1 > 0 x x −1 <0 x 0 4. 2 x+3 C. {7/2} E. R+ D. Ø 05. Hallar la unión de los conjuntos solución de las inecuaciones: 4x2 – 13x + 3 > 0 2x2 – x + 5 < 0 + + A. R B. Ø C. R D. R E. R 0 1 Rpta.: ]0; 1[ ( B. R-{7/2} 2 + Resolver: x + 3 < x + 1 - Determinamos el dominio: x + 3 0, entonces: x x +1 > x + 3 ( x + 1) 2 > E. 12/7 04. Hallar el conjunto solución de la inecuación: x – 4/3 x + 4/9 < 0 A. R B. Ø C. {2/3} D. 0 E. Ø’ x=0 + D. 10/7 03. Determinar el complemento del conjunto solución de la inecuación: 4x2 - 28x + 49 > 0 Resolver: 1 > 1 x Puntos críticos: x = 1 C. 11/7 02. Hallar la suma de los valores enteros que NO satisfacen a la inecuación: x2 – x – 20 > 0 A. 6 B. 5 C. 4 D. 7 E. 8 Rpta.: R 3. B. 5/7 06. Un agricultor quiere levantar una cerca rectangular junto a un río. Va ha usar 120m de material. Cuál es el área más grande que puede cercar? Tener en cuenta que no habrá cerca en el lado del río. 2 2 2 2 2 A. 2400m B. 3600m C. 1400 m D. 1800m E. 1600m -3 ) 07. Determinar la suma de los enteros que simultáneamente cumplen las inecuaciones: 2 x +x–2>0 - Calculamos los puntos críticos: x1 = - 2 ; x2 = 1 - Verificamos si las raíces verifican la inecuación irracional: Para x = - 2 : - 2 + 1 - − 2 + 3 = - 2 no es raíz de la inecuación. 6x + 5 > 4x + 7 7 A. 30 B. 39 3 x 2 + 75 > 2x 2 − x 2 y C. 42 D. 49 . 60 Para x = 1 : 1 + 1 - 1+ 3 = 0 si es raíz de la inecuación 08. Qué valores de x mayores que 1/3 satisfacen la inecuación: - Determinamos el signo de la inecuación irracional: Para: x ∈ [-3; 1[ es ( - ) Para x ∈ ]1 ; + [ es ( + ) 1 2 < ? x + 1 3x − 1 A. ]- ; -1[∪]1/3; 3[ Solución: x ∈ (1; + ) 13 B. ]1/3; 3[ C. ]-1; 3] D. [-1; 1/3] E. ]- ; + [ ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 06. Un carpintero hizo un cierto número de carpetas. Vende 49 y le quedan por vender más de la mitad. Hace después 9 carpetas y vende 20, quedándole menos de 41 carpetas que vender. Cuántas carpetas ha hecho sabiendo que inicialmente fabricó un número par de carpetas. A. 107 B. 102 C. 100 D. 109 E. 103 09. A un estudiante le dan a vender cierta cantidad de pollitos. Después de vender 35, le quedan todavía un poco más de la mitad. Luego le devuelven 3 y vende enseguida 18, con lo que restan aún algo menos de 22. Cuántos pollitos le dieron a vender? A. 60 B. 70 C. 71 D. 73 E. 72 10. Resolver: x > - ; x > 5 ; A. Incompatible D. 5 < x < + ) x< ; x > 0,9 ; B. - < x < + E. 10 < x < + ) x < 9,9 07. Si: - 1 < b < a < 0, donde “a” y “b” son números reales. De las siguientes proposiciones: I. a2 > b2 II. a2 > b3 III. a3 < b3 Son ciertas: A. I y II B. II y III C. I y III D. I, II y III C. 5 < x < 10 08. Resolver la desigualdad: x4 + 96x – 144 < 6x3 + 7x2 A. -4 < x < 3 B. – 4 < x < 4 ; x ≠ 3 C. 3 < x < 4 D. – 3 < x < 3 09. Hallar el menor valor natural de x que satisface a: Nivel II 01. Si a y b son dos números positivos donde a > b, identificar dónde está el error en la siguiente secuencia: a.b > b2 …………………. (1) ab – a2 > b2 – a2 ………………. (2) a(b – a) > (a + b) (b – a) …………… (3) a > a + b ………………….. (4) 0 > b …………………….. (5) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 02. Resolver: 15x2 – 29x – 14 > 0 A. x> 7/3 B. x <7/3 C. x >-2/5 D. x <-2/5 2 x + 3 ≤ 5x − A. 1 B. 2 A. 1<x<2 C. 3 D. 4 E. 5 10. Hallar el conjunto donde debe estar “m” para que el conjunto solución de: (2m + 1)x2 – 3mx + (2m + 1) < 0 Sea ]- ; + [ A. R B. ]-2; + [ C. ]- ; -1/2[ D. ]- ; -2[ E. R E. R -[-2/5;7/3] x +1 > 0 x−2 B. - <x<1 Nivel I: ∧ 2<x<+ C. x >1 D. x <2 E. – 3 < x < 4 2 x −1 CLAVE 03. Resolver: E. sólo II 01 – C 06 – B E. x >0 04. Cuántas soluciones enteras y positivas tiene la inecuación: x−4 26 > x −3 27 A. 26 B. 27 C. 28 D. 29 E. 30 02 – B 07 – B 03 – C 08 – B 04 – B 09 – C 05 – A 10 – C 02 – E 07 – E 03 – B 08 – B 04 – A 09 – B 05 – D 10 – D Nivel II: 01 – D 06 – D 05. El cuadrado de la edad de Mary Isabel es 3 mayor que 165. En cambio el doble de su edad más 3 da un número menor que 30. Cuántos años tiene Mary Isabel? A. 20 B. 18 C. 15 D. 13 E. 11 14 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Ejemplos TEMA 5 A. FUNCIONES B. La función definida por f ( x ) = x + 1, tiene como dominio e imagen todos los números reales R Intuitivamente la palabra función se refiere a una asignación o correspondencia de un conjunto a otro. Por ejemplo: Considera un conjunto de estudiantes y un conjunto de edades, en que a cada estudiante le corresponde un número que es su edad en años. Estudiante Esteban Kevin Isabel María Pablo En la función f ( x) = x 2 , el dominio lo forman los números reales. C. Con la sucesión de números reales (an)= (-n2+18) (es una función: f(n)=-n2+18) pasa algo parecido pues en principio no tenemos inconveniente en calcular la imagen de cualquier número real. No obstante, la propia definición de sucesión nos hace considerar que solo son posibles las imágenes de números naturales. Edad 19 18 21 18 20 2.- Por la expresión algebraica que define el criterio. A la hora de estudiar la expresión que representa una función tendrás que tener en cuenta tres aspectos fundamentales: 1 2 3 En la tabla se observa que a cada estudiante le corresponde una edad. A ese tipo de asociación se le llama función. El radicando de una raíz de índice par debe ser positivo. Si se trata de una división, el divisor debe ser distinto de cero. La función logaritmo solo admite valores mayores estrictos que cero. Ejemplos Definición: Para dos conjuntos X e Y una función o aplicación es una correspondencia matemática denotada f : X → Y que asigna a cada x de X, un único f(x) de Y . Calcula el dominio de definición de las siguientes funciones: 1) f ( x) = 1 x 2 . En este caso, al no aparecer cocientes ni raíces ni logaritmos 2 en los que intervenga la variable x, podemos calcular la imagen a cualquier número real. Por tanto D o m (f ) = R En el ejemplo anterior el dominio es {Esteban, Kevin, Isabel, María, Pablo} y el recorrido es {18,19, 20, 21}. La función se puede ilustrar mediante un diagrama usando flechas para indicar la forma en que se asocian los elementos de los dos conjuntos. Dibuja ese diagrama en el espacio provisto. 2) f ( x) = x − 1 Como el radicando de una raíz de índice par debe ser positivo, debemos exigir: x – 1 0 x 1 Dom ( f ) = [1;+ ) Nota: Si x es un elemento en el dominio de la función, entonces el elemento en el recorrido que f asocia con x se denota simbólicamente f(x), y se llama la imagen de x bajo la función f. En el ejemplo anterior f(Kevin) = 18, f(Isabel) = 21. También se conoce la imagen como el valor de la función f en x. 3) f ( x ) = 5 x − 4 Ahora tendremos que los puntos que no pertenecen al x +1 dominio son los que anulan al denominador. Veamos cuales son: x + 1=0 luego x = - 1. Por tanto el dominio de f serán todos los números reales menos el -1: Dom(f )= R - {-1} También “x” es la variable independiente, “y” es llamado variable dependiente. 4) f ( x) = 1 − x 2 Tengo que exigir de nuevo: 1 – x2 D o m ( f )= [ - 1 ; 1 ] Nota El dominio de una función puede estar limitado por: 1.- Por el propio significado y naturaleza del problema que representa. 15 0 1 x2 -1 x 1, luego ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Su dominio Dom(f1 / f2)= Dom(f1) ∩ Dom(f2)= R - {-2} Ejercicios Calcula la imagen de los números 0, 1, 2, y 10 en las siguientes funciones: 1. f ( x ) = x 2. g ( x ) = x − 1 2 2 4. La sucesión f (n ) = n + 3 2 3. m( x ) = puesto que el -2 anulará el denominador de la función cociente. 3x − 1 4.- Sean f(x) = 2x – 1 ; g(x) = x + 3; hallar (f + g)(x) y (f / g)(x) (f + g)(x) = 3x + 2 ; Dom (f + g) = R f 2 x − 1 ; Dom (f / g) = R – {-3} 4 − x2 5. f ( x ) = 4 − x (x ) = x+3 g 5.1 Definición Observa que en la función cociente también hemos quitado del dominio el punto -3 puesto que la función se anula para dicho punto. La gráfica de la función f es el lugar geométrico de los puntos del plano cuyas coordenadas satisfacen la ecuación y=f(x) 5.2 Función compuesta. Operaciones con funciones: Sean la funciones f1 y f2, se define: Suma de funciones: (f1 +f2)(x)= f1(x)+f2(x) Dom(f1+f2)= Dom(f1) ∩ Dom(f2) Diferencia de funciones: (f1 -f2)(x)= f1(x)-f2(x) Dom(f1-f2)= Dom(f1) ∩ Dom(f2) Producto de Funciones: (f1.f2)(x)= f1(x).f2(x) Dom(f1.f2)= Dom(f1) ∩ Dom(f2) Cociente de Funciones: f1 ( x ) = f1 ( x ) Dom(f1/f2)= Dom(f1)∩Dom(f2)-{x / f2(x)= 0} f f2 (x ) 2 Definición Dadas dos funciones y=f(x), z=g(y), se llama función compuesta (g o f ) a la función ( g o f ) ( x) = g(f (x) ) Ejemplos Observando este esquema observamos que para que exista la función compuesta es necesario que el recorrido de la función f quede totalmente incluido en el dominio de la función g. Calcula la función suma de las siguientes funciones con sus dominios respectivos: 1.- f 1 ( x ) = x 2 + 1 y f 2 ( x ) = - 2x 2 + 4 y s =(f1+f2)(x)= x 2 +1-2 x 2 +4=-x 2 +5 . Además, Dom(f1+f2 )= Dom(f1) ∩ Dom(f2)= R 2.- f (x ) = x + 1 y 1 Nota Si no se verificara esta condición podríamos construir una función compuesta realizando una restricción en los puntos donde no existen problemas. En este caso, el dominio de definición de la nueva función sería: Dom (g o f) = {x ∈ Dom(f) / f(x) ∈ Dom(g)} − x +1 x −1 x + 1 − x +1 1 Entonces ( f + f )( x ) = = + 1 2 x x −1 x x f 2 (x ) = Ejemplos 1.- Estudiar la existencia de la función compuesta de las siguientes funciones y en caso afirmativo calcularla: f(x)=x+1 g(x)=x2+1 Además, Dom(f1+f2)= Dom(f1) ∩ Dom(f2)= R - {0;1} En este caso el dominio de la función g es todo R. Cuando esto ocurra, la función compuesta existe y el dominio de la misma coincidirá con el dominio de f. Por tanto, en este caso la función compuesta existe y Dom(gof) = Dom(f) = R Además ( g o f )( x ) =g ( f( x ) ) =(f ( x) ) 2 +1 = ( x+ 1) 2 + 1 = x 2 + 2 x+ 1 + 1 = x 2 + 2x +2 3.- Dadas las funciones f1(x)=x+1 y f2 (x)=x+2 calcula (f1.f2 )(x) así como (f1/f2) (x) con sus dominios respectivos. f1 x +1 ( x ) = ( f1 ⋅ f 2 )( x ) = (x + 1)( x + 2) = x2 + 3x + 2 x+2 f2 16 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 5.3 Definición Se llama función identidad a la función que le hace corresponder a cada número real el propio número. Se representa por I(x). x + 1 y g ( x) = x 2 x −1 En este caso, Dom(g) = R luego el la función gof existe siendo además Dom(g o f ) = Dom(f ) = (- , -1] ∪(1;+ ) 2.- Estudiar la existencia de gof en el caso: f ( x ) = 5.4 Definición Una función f se dice inyectiva o función uno a uno, si verifica que dos puntos distintos no pueden tener la misma imagen. De otra forma: f es inyectiva ( ∀x1, x2 talque f(x1)=f(x2) x1=x2 ) 2 x +1 x +1 = ( g o f ) = g ( f ( x)) = ( f ( x)) = x x −1 − 1 3.- Dadas las funciones: f ( x ) = x − 1 y g ( x) = 1 + 3 estudiar la existencia de gof y x+2 x de f o g a) Para g o f Dom(g) = R - {0}. Por tanto, si existe algún punto del dominio de f tal que f(x)=0 entonces no existirá g o f. Veámoslo: x −1 f ( x) = 0 ↔ = 0 ↔ x −1 = 0 ↔ x =1 x+2 5.5 Definición Una función f: A B se llama sobreyectiva si todo elemento “y” de B es imagen de algún elemento “x” del dominio, es decir: ∀y ∈ B, ∃x ∈ A / f ( x ) = y; A, B ⊂ R Por tanto, como existe un punto verificando eso, la función gof no existe en este caso. No obstante construyamos una restricción. Para ello bastará con quitar al dominio de f los puntos que verifican que f(x)=0. Dom(f ) = R - {-2} y Dom(gof ) = R - {-2,1} Definición Sea f:A B una función inyectiva, entonces existe la función inversa de f denotada por f - 1 , donde f - 1 : B A definida por : f - 1 ( y)= x si y sólo si f ( x)= y b) Para f o g Dom(f ) = R - {-2}. Por tanto habrá que comprobar si existe algún punto tal que g(x)=-2: 1 1 1 g ( x) = −2 ↔ + 3 = −2 ↔ = −5 ↔ x = − x x 5 Ejemplos Por ejemplo, f: R R / f (x)=x2 no es inyectiva ni sobreyectiva. h: R R , h(x)= x3 es inyectiva y sobreyectiva. f : [0;+∞) R talque : f(x) = x2 es inyectiva. 1.- Calcular, si es posible la función inversa de x−2 x +1 En primer lugar debemos estudiar si la función en cuestión es inyectiva o no: Como existe un punto en esas condiciones, no existe fog. No obstante construyamos una restricción. Para ello bastará con quitar al dominio de g los puntos que verifican que g(x) = -2. Dom(g) = R - {0} y Dom(gof ) = R - {-1/5,0} 4.- Sean: f:R R / f(x) = x2 y g: R Para gof f ( x) = x1 − 2 x2 − 2 → ( x1 − 2)( x 2 + 1) = ( x2 − 2)( x1 + 1) → = x1 + 1 x2 + 1 → x1 x 2 + x1 − 2 x 2 − 2 = x1 x 2 + x2 − 2 x1 − 2 → 3 x1 = 3 x2 → x1 = x 2 f ( x1 ) = f ( x 2 ) → R / g(x)=x+2, Con esto queda probado que la función f es inyectiva y por tanto existe f -1. Calculémosla: x −2 ⇒ y ( x + 1) = x − 2 ⇒ x +1 − y−2 − x−2 x= ⇒ f −1(x ) = y −1 x −1 y= Img (f )⊂Dom(g) (gof)(x)=g[f (x)] (gof)(x)=g[f(x)]=g(x2)=x2+2 Para fog Img (g)⊂Dom(f ) (fog)(x)=f [g(x)] (fog)(x)=f[g(x)]=f(x+2)=(x+2)2 17 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ EJEMPLO En la función: y=x2-4x+3 Como a=1>0, entonces la parábola se abre hacia arriba y la abscisa del vértice es (-(-4)/2(1))=2 y f(2)=-1 así el vértice es el punto (2,-1), y su gráfica es: 5.6 FUNCIONES ELEMENTALES 5.6.1.LA FUNCIÓN LINEAL Tiene por ecuación: y=ax, con “a” se llama pendiente y, cuanto mayor sea mayor es la inclinación de la recta que la representa. 5.6.1.1 Características: 5 -Su dominio es Dom(y)= R 4 -Es una función impar (simétrica con relación al 3 origen de coordenadas). 2 Corta al eje X y al eje Y sólo en el punto (0, 0). 1 -Crece si a>0 y decrece si a<0. 0 -Su gráfica es una recta que pasa por el origen -3 -2 -1 0 1 2 3 -1 de coordenadas -2 EJEMPLO -3 La gráfica de y=-2x es: 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -2 -1 0 1 2 3 4 5.6.3 LA FUNCIÓN DE PROPORCIONALIDAD INVERSA -4 Su ecuación es: y = -5 k x k 0; Su gráfica es una hipérbola que tiene como asíntotas a los ejes coordenados. Características -El dominio es: Dom(y)= R -{0} -La función presenta una discontinuidad de salto infinito en x = 0. -No corta a los ejes de coordenados. -Es una función impar y simétrica con relación al origen de coordenadas. 5.6.2 LA FUNCIÓN AFÍN Su ecuación es: y=mx+b “m” es la pendiente. “b” es la ordenada al origen y representa la distancia desde el punto donde la gráfica corta el eje Y hasta el origen de coordenadas. Características: -Su dominio es Dom(y)= R -Es continua. -Corta el eje Y en (0, b) y al eje X en (-b/m, 0). 7 6 5 4 3 EJEMPLO 2 La tabla de valores de la función y = − 8 es: 1 0 -3 -2 -1 -1 0 1 2 3 x -2 EJEMPLO La gráfica de: y=4x-2 es: -3 -4 x 8 4 2 1 -1 -2 -4 -8 -5 -6 -7 -8 -9 -10 - 11 5.6.3. LA FUNCIÓN CUADRÁTICA Tiene por ecuación general: f (x)= ax2+bx+c con a 0 y su gráfica es una parábola. Características: Vértice situado en − b , f − b . 2a 2a 5 -1 -2 y -1 -2 -4 -8 8 4 2 1 9 8 7 Y su gráfica es: 6 5 4 3 2 1 0 - 9 - 8 - 7 - 6 -5 -4 - 3 - 2 --11 0 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -El domino es Dom(y)= R -Es continua. Corta al eje Y en (0, c). -Si a>0, la parábola se abre hacia arriba y si a<0, la parábola se abre hacia abajo 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 5.6.7.APLICACIÓN DE LAS FUNCIONES A LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Estas dos últimas forman un sistema de ecuaciones (una vez sustituido el valor de c dado por la 1ª) que resuelto da: 4a + 2b = −4 → 8a = −8 → 4a − 2b = −4 2 Y la ecuación es: y = -x +4 Ejemplo 1: Encontrar la ecuación de la función afín que pasa por los puntos cuyas coordenadas son (-1, 3) y (4, 7). Sabemos que una función afín es de la forma: a = −1 ∧ b=0 y=mx+n Sustituyendo x e y por los valores de las coordenadas de los dos puntos dados se obtiene el siguiente sistema de ecuaciones: Ejercicios y problemas − m + n = 3 4m + n = 7 01. Hallar el complemento del dominio de la función: Restando miembro a miembro nos da: Y, sustituyendo en la 1ª: Y la función pedida es: f ( x) = 4 − 5m = −4 → m = 5 4 19 − +n =3→n= 5 5 4 19 y= x+ 5 5 A. {1; -1} y=0,4x+4 Si hacemos x=120 minutos. y=0,4*120+4=52 Si hemos pagado 35, habremos hablado: 35=0,4x+4 C. [-1; 1] D. R – {1; -1} 02. Hallar la suma de los elementos del complemento del dominio de la función: f ( x) = A. 2 Ejemplo 2: La compañía telefónica nos cobra mensualmente, 4 por alquiler de la línea y 40 céntimos de euro por cada minuto hablado. Escribe la ecuación de la función que nos da el gasto en relación de los minutos hablados.¿Cuánto habrá que pagar si hemos hablado 2 horas? ¿Cuántos minutos hemos hablado si hemos pagado 35? La ecuación de la función es: B. ]1; - 1[ 1 x 2 −1 B. 1 x3 2( x 2 − 4) C. -2 D. 0 E. – 1 03. Determinar la suma de los números enteros que pertenecen al complemento del dominio de la función: f ( x) = x 2 − 4 A. -2 B. 4 C. – 1 D. 0 04. Sea F una función constante, tal que: F ( n − 1) + F (n + 1) =5 F ( 2 n) − 3 Calcular: F(n2 – 1) + F(n3 – 1) A. 4 B. 6 C. 8 D. 10 x=77,5 Es decir, 1 hora, 17 minutos y 30 segundos. 05. Sean “g” y “h” dos funciones definidas en Q por: g(x) = ax – 1 ; h(x) = 3x + b tales que: g(1) = h(-1) ; g(-1) = h(1) Entonces: g(2) + h(3) es igual a: A. – 2 B. – 1 C. 0 D. 1 Ejemplo 3: ¿Cuál es la ecuación de la parábola que pasa por los puntos (0, 4), (2, 0) y (-2, 0)? 2 La ecuación general será: y=ax +bx+c E. -4 E. 12 E. 2 06. Encontrar la suma de los elementos del rango de F/G, sabiendo que: F = {(3; 4), (2; 9), (-3; 0), (1; 6)} G = {(0; 7), (-3; 1), (2; -3), (3; -2)} A. -5 B. 0 C. – 105 D. 15 E. – 15 Para cada uno de los puntos dados obtenemos c=4 4a+2b+c=0 4a-2b+c=0 19 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 14. Una liebre coja describe la trayectoria y = x2, un perro que recorre la recta: y = x la distingue y la logra capturar. Hallar el punto donde la captura, si sus coordenadas son positivas. 07. Para: h( x ) = 1 − x y g ( x) = − x 2 + 4 Hallar gοh. Señale su dominio. A. ]-3; 1[ B. [-2; 1] C. ]-3; 1] D. [-3; 1] E. ]- ; 1] A. (2; 3) 08. Marcar verdadero (V) o falso (F) sustentando sus afirmaciones: ( ) {(x;y) ∈ R2 / y = x2 – 3x + 5 } es inyectiva ( ( ) {(x;y) ∈ R2 / ) {(x;y) ∈R A. VFV 2 y= CLAVE 01 – A 09 – C 3 / y = 1998 – x – 5x} es inyectiva C. FFV D. FFF E. FVV B. II y III C. I y II 10. La siguiente función: h(x) = x3 + 2 es: A. sólo inyectiva B. sólo suryectiva D. inyectiva y antisimétrica E. Ninguna B. (0;1/4) C. (4;0) B. 10,5m C. 8,5m D. I E. Todas C. biyectiva B. (12; 8) C. (16; 5) 03 – D 11 – C 04 – D 12 – B 05 – D 13 – D 06 – A 14 – C 07 – B 15 – E 08 – D D. (0,0) E. (-1/4, 0) D. 14,5 D. (19; 4) f ( x) = a) f ( x) = 2x2 − 3 x+2 b) f ( x) = 2x 2 − 3 x2 +1 d) c) f ( x) = f ( x) = 2x 2 − 3 x2 −1 2x 2 − 3 x 2 + 2x + 1 03. Calcular el dominio de las funciones radicales: a) f ( x) = x−2 c ) f ( x) = x 2 + 4 x + 4 e ) f ( x) = x −2 x−5 b) f ( x) = x 2 − 6 x + 8 d ) f ( x) = x − 5 x−2 04. Calcular las funciones inversas de: a) f ( x ) = 2 x + 1 E. 6,5m b) 2x − 3 c ) f ( x) = 4 05. Dadas las funciones: 13. Un cañón situado en el punto (0;3) dispara una bala con una trayectoria: y2 = x – 3. Si un avión viaja por la recta y = 4 y la bala lo destruye. Hallar el punto sobre el que fue el impacto. A. (20; 6) 02 – D 10 – C 2x 2 − 3 5 02. Calcular el dominio de las funciones racionales: b) 12. Se cerca una finca rectangular de área A con 42 m de alambrada, sin que sobre ni falte nada. Expresa el área de la finca en función de uno de sus lados Representa gráficamente la expresión anterior. ¿Cuál es el dominio de definición? ¿Para qué valor de los lados obtenemos la finca de área máxima? Un lado del área máxima es: A. 12,5m E. (2; 2) 01. Calcular el dominio de las funciones: a) f(x) = x2 – 7x + 12 1 11. Señala el vértice de la función: y = x 2 − 2 x + 4 4 A. (0;4) D. (3; 3) Ejercicios complementarios: 09. Cuáles de las siguientes funciones son suryectivas? I. f(x) = 3x + 6 II. g ( x ) = 4 x − 5 III. h(x) = 3x2 + 4 A. I y III C. (1; 1) 15. Hallar el área del triángulo que forma la gráfica de f(x) = 6 y g ( x ) = x − 1 2 2 2 2 2 A. 25u B. 16u C. 64u D. 49u E. 36u 6x − 5 } no es inyectiva 2 x −1 B. VVV B. (2; 6) f ( x) = x 2 1 2x −1 Calcular: g o f , f o g y h o f o g E. (18; 6) 20 f ( x) = g ( x) = 2x −1 2x +1 h( x) = 1 x ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 6.2. Función Logarítmica.- Si b > 0 y b ≠ 1 entonces la función f ( x ) = logb x se llama función logaritmo de base b cuyo Dom ( f ) = ]0,+∞[ , Rang ( f ) = R. TEMA 6 FUNCIÓN EXPONENCIAL Y LOGARÍTMICA 6.1. Función Exponencial.- Una función exponencial de base a es aquella cuya regla de correspondencia es f ( x) = a x ; con a real positivo y a ≠ 1. Donde el Dom ( f ) = R , Rang ( f ) = ]0 , +∞ [. y=ax 0<a<1 Y Y y=ax 1<a 6.2.1 Ecuaciones de Logaritmos: log b x = N (0,1) (0,1) X X a. b. blog b x = x log b 1 = 0 c. logb b = 1 log b xy = log b x + log b y x log b = log b x − log b y y logb xn = n logb x 1 log b n x = log b x n m m logbn x = logb x n log b x = log 1 1x d. e. f. g. 6.1.1 Ecuaciones e Inecuaciones Exponenciales a. Si b f ( x) = b g ( x) ⇔ f (x) = g(x). b. c. d. e. f. Si Si Si Si Si f (x)a = g(x)a ⇔ f (x) = g(x). h. b f ( x) < b g ( x) ↔ f ( x) < g( x) cuando b > 1. b f ( x) > b g( x) ↔ f (x) > g( x) cuando b > 1. b f ( x) < b g ( x) ↔ f ( x) > g( x) cuando 0 < b < 1. b f ( x) > b g( x) ↔ f (x) < g( x) cuando 0 < b < 1. i. b j. k. l. m. ⇔ x = b N para 0 < b ≠ 1. log b x = log a x log a b x = y sí y solamente sí log b x = log b y y logb x = x logb y logb x. log x b = 1 de aquí log b x = 1 log x b n. log x y. log y z. log z w = log x w o. colog b x = − log b x p. anti log b x = b x 6.2.2 Inecuaciones de Logaritmos 0 < b <1 log b x > log b y → x < y 21 b >1 log b x > log b y → x > y Siendo Siendo log b x < log b y → x > y log b x < log b y → x < y ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 6.3. Consecuencias 5.- Función Exponencial base (e) Y f ( x ) = a x . Calcular f ( 3 ) + f (1) Función logaritmo de base 10 Y Dom( f ) = ]0;+∞[ y=ex Dom( f ) = R Rang ( f ) = ]0;+∞[ En la figura se muestra la función exponencial a) 128 Rang ( f ) = R b) 260 y=log x c) 512 d) 520 (0,1) e) 4096 X Observación. Se cumple que: X (1,0) 6.- Determine si las siguientes proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F) en: log e x = ln x I. ⇒ ln( 3 − 2 x ) = 0 III. Si f ( x ) = a x ⇒ f ( x + y ) = f ( x ) f ( y ) IV. El rango de la función y = log 5 x es ]0 , ∞ [ V. Si log 2 x = log 2 + log 3 + 1 ⇒ x = 3 1.- La suma de las soluciones de la ecuación: log 6 ( x 2 + 9 x + 12) = 1 + log 6 (3x − 1) ; a) Si x = 1 ⇒ ln | 1 − 2 x |= 0 II. Si x = 2 NIVEL I 9 b) 18 es: c) -3 d) -9 e) a) FFFVF 3 2.- Se define la operación ∆ del modo siguiente: log a b ; a∆ b = colog b a ; a) -1 si si b) 1 a >b a<b c) -2 3.- Calcular R = 1 − colog 2 [ antilog a) 7 b) 8 Hallar x = 4 2 b) 3 e) d) 10 4.- Hallar el valor de x en: log( 2 x − 1) n + log( x − 1)10 a) -3/2, 3 f ( x) = a x , 1 < a < 2 III f ( x ) = a x , 0 . 5 < a < 1 IV f ( x ) = a x , 0 < a < 0 . 5 II 0 (log 5 625 )] c) 9 c) n, -3 d) n, 1 c) VFVVF d) VVVFF e) VFVFF 7.- Relacione las funciones A, B, C y D dadas en el gráfico con las funciones I, II, III y IV I f ( x) = a x , a > 2 2∆3 3∆ 2 d) b) FFFVV a) b) c) d) e) e) 12 log n =n e) -3/2 22 I-C, II-D, III-A I-D, II-C, III-B I-D, II-C, III-A I-C, II-D, III-B I-A, II-B, III-C y y y y y IV-B IV-A IV-B IV-A IV-D ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 8.- Indique la secuencia de verdad (V) o falsedad (F) de los siguientes problemas. I. Si log a II. 3 2.- = 6 entonces log a a = 3 xk = Si k +1 k calcular log b x1 + log b x 2 + log b x 3 + ... + log x 99 donde La solución de la inecuación log 2 ( 3 a − 1) − log 2 ( 4 a − 2 ) < 1 es: b = 104 / 7 1 , +∞ 2 a) 3 b) 2 3.- Determinar III. La solución de la inecuación c) 3.5 x 1 , +∞ 2 IV. La relación entre a y b de la ecuación log 3n a = 1 es: a + b = 0 b 3 de tal d) 4 manera que e) 2.5 los están en progresión aritmética. a) 1/45 c) 1/30 x b) 45 log x ; números log( 2 − 1); log( 2 + 1) x log 1 / 3 ( a + 1) + log 1 / 3 ( 2 a − 1) < log 1 / 3 a es: b d) 1/15 e) 2/45 n a) VVVF b) VVFF c) FFFF d) FVFV 4.- Resolver − 2 | x +1| + 4 | x +1| ≤ 56 e) VFVF 9.- Hallar el valor de ‘x’ en: 3 x +1 + 9 x = 180 a) 1 + log 3 4 10. Siendo b) log 4 N = 2 20 × 3 30 a) [ 2; 4 ] c) 1 + log 4 d) log 3 4 e) 1 + log 3 5 ¿Cuántas cifras enteras tiene N ? 5.- Si a) 20 b) 19 c) 21 II. d) 30 e) 15 1.- Si x; y y z son números positivos tales que log 3 x = R , log 3 y d) [− 2 ;3] e) [ 0 ;3] f ( x) = log 2 x es decreciente en el intervalo < 1,5 > El dominio de la función f ( x) = log( 2 − x) es < −∞,1] La función IV. f ( x) = ln( x + 5) entonces e f ( x ) − x = 5 El rango de y = log1 / 2 4 es {-2} V. f ( x) = log c x III. Si NIVEL II 2 c) [− 2; 4 ] A propósito de las funciones logarítmicas, cuáles de las siguientes proposiciones son verdaderas y cuales son falsas. I. log 2 = 0 . 3010 y log 3 = 0 . 4771 b) [− 4; 2 ] 2 =L y es una función logarítmica, si x ∈ R+ y si c es un número real positivo diferente de 1. log 3 z 2 = D entonces el valor de: 40 log 9 10 x es: y.z La secuencia correcta es: a) VVFFF b) VFFFV 6.- Hallar el conjunto solución de: a) R − L − D a) φ b) R + L + D c) − R + L + D b) {1,2} d) 2 ( R − L − D ) c) R d) <1,2> e) 2 ( R + L + D ) e) {1} 23 c) VFVFV log 3 ( 4 x −1 d) FVFVV e) FFVVV + 5 ) < 1 + log 3 ( 2 x −1 + 1) . ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 7.- La inversa de la función: f ( x) = log 2 ( x + x 2 + 1), es: [ ] [ [ ] [ ] b) f −1 ( x) = 1 2 x − 2 − x a) f −1 ( x ) = 1 2 x − 1 2 c) f −1 ( x) = 1 2 x + 2 − x 2 e) f −1 ( x ) = 1 [2 2 x − 1] TEMA 7 2 ] d) f −1 ( x) = 1 22 x + 2− x 2 FUNCIÓN POLINÓMICA Una función polinómica tiene la forma: f ( x ) = a n x n + a n x n + a n − 1 x n − 1 + L + a 2 x 2 + a1 x + a 0 ; a n ≠ 0 2 8.- Determine el dominio de la función inversa R − [ 0 ,1] a) R − < 0 ,1 > b) c) y= [ 0 ,1] x 4 . 4 +3 x y diremos que tiene grado “n”, o sea el mayor exponente al cual se halle elevada x. d) < 0,1 > e) R El dominio de todas estas funciones polinómicas es el conjunto de los números reales. Son funciones continuas, tienen tantas raíces como indica su grado. En ocasiones una misma raíz se repite (orden de multiplicidad). 9.- Hallar la suma de los valores enteros del dominio de la función y= 3 − 2x . log 1 / 2 1− x a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 La función será llamada incompleta si alguno de los ai es igual a cero. 7.1 Componentes de un polinomio: Se llama término a cada uno de los distintos grupos que componen un polinomio y que vienen precedidos por un signo + ó -. Se llama grado de un término al exponente con el que figura la indeterminada en ese término (Factor numérico del mismo). Se llama término constante al coeficiente numérico que no contiene variable, solamente posee coeficiente. En toda expresión algebraica encontraremos grados relativos (están en relación a cada una de las letras de la expresión algebraica) y un grado absoluto (referido a toda la expresión). Un monomio es una expresión algebraica en la que las únicas operaciones que aparecen entre las letras son el producto y la potencia de exponente natural. e) 4 10.- Hallar el dominio de la función compuesta ( f o g ) donde: f ( x ) = e x Definido para x ≤ 0 g ( x ) = ln( x 2 + 2 x − 3) a) R + b) < −∞ , − 3 > ∪ < 1, +∞ > c) < −∞ , − 3 > ∪[ − d) 7.2 Grado Relativo de un monomio: El grado relativo de un monomio no es otra cosa que el exponente que afecta a cada letra. (La parte numérica no tiene ninguna importancia). 8x3 y5 5 + 1, − 1]∪ < 1, +∞ > [1, 5 − 1] e) < − GR(x) = 3 (el Grado Relativo con respecto a la letra “x” es 3) GR(y) = 5 (el Grado Relativo con respecto a la letra “y” es 5) 5 − 1, 5 − 1 > 7.3 Grado Absoluto de un monomio: El grado absoluto de monomio es la suma de los exponentes de todas y cada una de las letras. 8x3 y5 Clave de respuestas N-I N-II 1-a 1-a 2-a 2-c 3-c 3-a 4-b 4-b 5-d 5-e 6-e 6-d 7-a 7-b 8-a 8-d 9-c 9-c 10-e 10-d 24 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Grado absoluto = Grado de homogeneidad GA = 3 +5 = 8 (el Grado Absoluto es 8) Un polinomio es una expresión algebraica que se obtiene al expresar cualquier suma de monomios no semejantes. 7.8.2.- Polinomio Heterogéneo: Son aquellos cuyos términos monomios tiene diferente grado.(Al sumarlos obtenemos un polinomio nulo). 7.8.3.- Polinomios Completos: Un polinomio completo con respecto a una letra es cuando contiene todos los exponentes consecutivos desde el más alto, al más bajo. Un polinomio es completo si aparecen en todas potencias menores de la variable, a partir de la mayor de ellas. (En caso de ser necesario se completa agregándole con coeficiente nulo los términos faltantes. 7.8.4.- Polinomios Ordenados: Cuando los monomios que lo componen están escritos en forma creciente o decreciente según sus grados. Es aquel que con respecto a la letra llamada ordenatriz, los exponentes van de menor a mayor o viceversa. 7.8.5.- Polinomio Mónico: Si su coeficiente principal es 1. (El coeficiente de su mayor término es 1) 7.8.6.- Polinomios Idénticos: Dos polinomios son idénticos si tienen el mismo grado y los términos de igual exponente en x tienen los mismos coeficientes. 7.8.7.- Polinomio idénticamente nulo: Cuando todos sus coeficientes son nulos. P(x) es equivalente a "0" 7.4 Grado de un polinomio: Es el grado del término de mayor grado. • El término de primer grado se llama término lineal. • El término de grado cero se denomina término independiente. 7.5 Grado Relativo de un polinomio: El grado relativo de un polinomio es el exponente que afecta a cada letra teniendo en cuenta que tendremos tantos grados relativos como letras tenga la expresión algebraica. El grado relativo de un polinomio esta representado por el mayor exponente de dicha letra o variable. Ejemplo: - 9 x4 y3 + 14 x6 y5 • GR(x) = 6 (Grado relativo con respecto a la letra “x” es 6) • GR(y) = 5 (Grado relativo con respecto a la letra “y” es 5) • Los grados relativos no son necesariamente del mismo término. 7.6 Grado Absoluto de un polinomio: El grado absoluto de un polinomio es la suma de los exponentes de todas y cada una de las letras pero teniendo en cuenta que sólo se tomara el valor mayor de los resultados que obtengas. (Se trabaja independientemente cada uno de los términos y se suma los exponentes). 9 x4 y3 + 14 x6 y5 Primer término= 4+3 sumados dan 7. Segundo término= 6+5 sumados dan 11. GA = 6 (el Grado Absoluto es 6) 7.9 FUNCIONES POLINÓMICAS DE GRADO MAYOR QUE 2. La gráfica de una función polinómica de primer grado es una línea recta y la de una función polinómica de segundo grado es una parábola vertical. Indudablemente, un elemento clave en el dibujo de la gráfica de una función polinómica lo constituye la obtención de los interceptos con los ejes; en particular, los interceptos con el eje X. Para obtener éstos últimos debemos resolver la ecuación polinómica correspondiente, recurriendo a los métodos: teorema del factor y la división sintética. Por ejemplo: • La función f(x) = x3 + 6x2 + 10x + 8 = (x + 4)(x2 + 2x + 2) tiene un intercepto con el eje X en x = - 4 y un intercepto con el eje Y en (0, 8) • La función f(x) = 2x4 – x3 – 19x2 + 9x + 9 = (x + 3)(2x + 1)(x – 1)(x – 3) f(x) = 2x4 – x3 – 19x2 + 9x + 9 = (x + 3)(2x + 1)(x – 1)(x – 3) tiene cuatro interceptos con el eje X: en x = -3, x = - ½, x = 1 y x = 3, y un intercepto con el eje Y: (0; 9) • La función f(x) = 4x6 – 24x5 + 45x4 – 13x3 – 42x2 + 36x – 8 f(x) = (x + 1)(2x – 1)2 (x – 2)3 tiene tres interceptos con el eje X en x = -1, x = ½ y x = 2, y un intercepto con el eje Y en (0; -8) • La función f(x) = 3x5 – 19x4 + 16x3 + 70x2 – 100x + 48 f(x) = (x + 2)(x – 3)(x – 4)(3x2 – 4x + 2) tiene tres interceptos con el eje X en x = -2, x = 3 y x = 4, y tiene un intercepto con el eje Y en (0; 48) 7.7 Grado de las operaciones algebraicas: El grado de una operación algebraica se determina después de realizar operaciones indicadas: • Grado de un producto: Se suman los grados de los factores. • Grado de un cociente: Se resta el grado del dividendo menos el grado del divisor. • Grado de una potencia: Está dada por el grado de la base multiplicado por la potencia. • Grado de una raíz: Está dado por la división del grado del radicando entre el índice de la raíz. 7.8 Polinomios especiales: 7.8.1.- Polinomios homogéneos: Son aquellos cuyos términos monomios tienen igual grado. (Al restarlos obtenemos un polinomio nulo). 25 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ OPERACIONES CON POLINOMIOS Procedemos igual que antes. 5x3 : x2 = 5 x 1) Efectuar la siguiente multiplicación: (3x3 – 5x2 + 6x – 8) (4x2 – 5) Se multiplica cada monomio del primer polinomio por todos los elementos segundo polinomio. = 12x5 – 15x3 – 20x4 + 25x2 + 24x3 – 30x – 32x2 + 40 Se suman los monomios del mismo grado: 12x5 - 20x4 + 9x3 – 7x2 – 30x + 40 Se obtiene otro polinomio cuyo grado es la suma de los grados de los polinomios que se multiplican. x5 − x5 0x 4 2x 4 + 2x3 − x3 + 0x 2 − x − 2x 4 + x3 + 0x 2 − x − 8 + 3 − 2x 2 5x 3 − 2x 2 − x − 8 − 2x 4 x5 − x5 x2 − 2 x + 1 + + 0x 4 2x 4 2x 4 − 2x A la derecha situamos el divisor dentro de una caja. Dividimos el primer monomio del dividendo entre el primer monomio del divisor. x5 : x2 = x3 x + 0x + 2x − x5 + 2 x 4 − 2x4 + + 0x 3 x3 x3 2 − x − 8 x 2 + 0x 4 + 2x 4 − 2x + 1 x3 2x 4 − 2x 4 + 0x 2 − x − 8 x2 x3 + + 0x 2 − x − 8 − 2x − 2x2 − x − 8 x3 + 4x 5x 3 3 + 1 + 5x − 5x 2 − 8 0x 2 − x + 0x 2 − x 8 x2 x3 − 8 3 − − 2 − x − 8 3 + 10x 8x 2 − 5x − 6x − 8 4x 5x3 − 2x + 2x 2 2x 2x 2 2 2 − − 2x + 2x 2 1 + + 5x + 8 + 16 x − 8 10 x − 16 Así, 10 16 es el resto, porque su grado es menor que el del divisor y por tanto no se puede continuar dividiendo. El cociente de la división es x3+2x2 +5x+8. + 0x2 − x − 8 + 2x3 − x3 + 8 x2 x3 + − 8x Volvemos a dividir el primer monomio del dividendo entre el primer monomio del divisor. Y el resultado lo multiplicamos por el divisor y lo restamos al dividendo. 2x4 : x2 = 2 x2 x5 − x5 4 + 2x 3 − x3 + x3 − 5x Multiplicamos cada término del polinomio divisor por el resultado anterior y lo restamos del polinomio dividendo: 4 + 10 x 3 8x 2 − 6x Volvemos a hacer las mismas operaciones. 8x2 : x2 = 8 A la izquierda situamos el dividendo. Si el polinomio no es completo colocamos ceros en los lugares que correspondan. 5 4x − 5x 2) Resolver la división de polinomios: P(x) = x5 + 2x3 x - 8 Q(x) = x2 2 x + 1 P(x) : Q(x) x 5 + 0 x 4 + 2 x3 + 0 x 2 − x − 8 + + − 2x + 2x 2 + 1 2 26 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ PRODUCTOS NOTABLES: Ejercicios resueltos: Producto algebraico que responden a una regla cuya aplicación simplifica la obtención del resultado. 1. Sea el binomio: E(x,y) = axa+2 y3 + 2x5y3 – 3xb-5 y2 + bx3y2 Calcular: a . b Los productos notables más importantes son: Resolución: Por ser un binomio: axa+2 y3 ; 2x5 y3 son semejantes - 3xb-5 y2 ; bx3 y2 son semejantes Binomio de Suma al Cuadrado Luego: a + 2 = 5 b–5=3 a=3 b=8 Entonces: a.b = (3)(8) = 24 2. ( a - b )2 = a2 - 2ab + b2 Diferencia de Cuadrados ( a + b )( a - b ) = a2 - b2 Binomio Suma al Cubo 3 4. 3 2 x +1 = 3 de donde: x = 2 x −1 2 3 Binomio Diferencia al Cubo ( a - b )3 = a3 -b3-3ab(a-b) Si: f(x) = 3x + 2 ∧ P(x) = 2 f(x) + x + 1 Calcular: H = f(4) + P(1) Resolución: f(4) = 3(4) + 2 = 14 P(1) = 2 f(1) + 1 + 1 = 2[3(1) + 2] + 2 = 12 Entonces: H = 14 + 12 = 26 Trinomio Suma al Cuadrado ó Cuadrado de un Trinomio (a+b +c) 2= a2 + b2 + c2+2ab+2bc+ 2ac = a2+ b2+c2 +2 ( ab+bc+ ac) Trinomio Suma al Cubo (a+b+c) 3=a3+b3 +c3+3(a+b)(b+c)(a+c) ( a+b ) = a + 3 a b + 3 ab + b 3 3 = a + b + 3 ab (a +b) Luego: P(3) = 22001 – 22.21999 + 3(2) – 1 =5 3. a3 - b3 = ( a - b ) ( a2 + ab + b2) Binomio Diferencia al Cuadrado x + 1 2001 Si: P – 4x1999 + 3x – 1 = x x −1 Calcular: P(3) Resolución: Diferencia de Cubos ( a + b )2 = a2 + 2ab + b2 Suma de dos Cubos a3 + b3 = (a + b )( a2 – ab + b2) Identidades de Legendre ( a+b)2 +(a – b)2= 2a2+2b2 = 2(a2 + b2) ( a + b)2 - ( a – b)2 = 4 ab Producto de dos binomios que tienen un término común ( x + a)(x + b) = x2 + ( a + b) x + ab COCIENTES NOTABLES Caso I : an − bn = a n −1 + a n −2 b + a n −3b 2 + ........ + b n −1 para todo “n” par o impar. a−b Dado el polinomio: P(x) = 4x5 – 6x4 + 12x2 – 18. Determinar el coeficiente de x5 de otro polinomio que al restar de P(x) resulte – 2x5. Caso II: a n + bn = a n−1 − a n −2 b + a n −3b 2 − ........ + b n −1 únicamente si “n “ es impar a+b Resolución: El polinomio sustraendo será de la forma: S(x) = ax5 – 6x4 + 12x2 – 18 De donde: P(x) – S(x) = (4 – a)x5 4– a=- 2 -a=-6 a=6 Caso III: an − bn = a n−1 − a n − 2 b + a n −3 b 2 − ........ − b n −1 únicamente si “n” es par a+b 27 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ denominador del cociente notable y “n” es el exponente común al cual están elevados cada uno de los términos del denominador del cociente y que aparece en el numerador. Ejemplos: 7 7 1. x + y = x 6 − x 5 y + x 4 y 2 − x 3 y 3 + x 2 y 4 − x 1 y 5 + y 6 x+ y m p 6° Para que una expresión de la forma: x ± y n q x ±y Sea desarrollado como cociente notable debe cumplirse que : m/n = p/q 32 x 5 + 243 y 5 = (2 x ) 4 (3 y ) 0 − ( 2 x) 3 (3 y )1 + ( 2 x ) 2 (3 y ) 2 − ( 2 x)1 (3 y ) 3 + (2 x ) 0 (3 y ) 4 x+ y 2. 32 x 5 + 243 y 5 = 16 x 4 − 24 x 3 y + 36 x 2 y 2 − 54 xy 3 + 81y 4 x+ y FACTORIZACIÓN CASOS: 5 5 3. x − y = x 4 + x 3 y + x 2 y 2 + xy 3 + y 4 x− y I. Factor común monomio: Factorizar: 8x2 y3 - 10ax3 , y4 + 6bx4 y5 FCM : 2x2 y3 128x 7 − m 5 = (2 x ) 6 ( m ) 0 + ( 2 x ) 5 ( m )1 + ( 2 x ) 4 ( m ) 2 + ( 2 x ) 3 ( m ) 3 + ( 2 x ) 2 ( m ) 4 4. 2 x − m + (2 x ) 1 ( m ) 5 + ( 2 x ) 0 ( m ) 6 Entonces: 2x2 y3 (4 – 5axy + 3bx2 y2 ) II. Factor común polinomio: Descomponer: 3x(x – y + 2z) – x + y – 2z Agrupando convenientemente: 3x(x – y + 2z) – (x – y + 2z) 128x − m = 64 x 6 + 32 x 5 m + 16 x 4 m 2 + 8 x 3 m 3 + 4 x 2 m 4 + 2 xm 5 + m 6 2x − m 7 5 FCP: (x – y + 2z) (x – y + 2z) (3x – 1) PROPIEDADES DE LOS COCIENTES NOTABLES n n Para hallar los términos de un cociente notable: x ± y x± y 1° El exponente del 1° término irá disminuyendo de uno en uno a partir de (n-1) hasta cero inclusive, mientras que el exponente del 2° término irá aumentando de uno en uno a partir de cero hasta (n-1) inclusive. III. Por identidades: Descomponer en factores: 1)16x4 y6 – 81a6 z4 (4x2 y3)2 – (9a3 z2)2 (4x2 y3 + 9a3 z2 )( 4x2 y3 - 9a3 z2 ) 2° El desarrollo tiene “n” términos. 2) 4x2 – 12xy + 9y2 (2x)2 – 2(2x)(3y) + (3y)2 (2x – 3y)2 3° En los cocientes notables que tengan por denominador expresiones de la forma “x-y” los signos de los términos del desarrollo serán positivos. 4° En los cocientes notables que tengan por denominador expresiones de la forma “x+y” los signos del desarrollo serán alternadamente positivos y negativos. 3) x2 – 5x + 6 = (x – 3)(x – 2) 5° Cualquier término del desarrollo de un cociente notable se puede encontrar usando la fórmula: Tk = ± xn-k yk-1 -En donde: “k” es el lugar del término que se pide, “x”, representa el 1° término del denominador del cociente notable, “y” representa el 2° término del 4) x2 – 8x – 345 = (x – 23)(x + 15) 5) 2x3 - x2y2 + 2 xy - y3 = ( x2 + y )( 2x - y2 ) 28 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 6) 15x4 – 2x2 y – 77 y2 3x 2 VII. Doble aspa especial: 3x4 - 8x3 + 3x2 + 22x - 24 - 7y x2 5x2 3x2 2 (3x – 7y)(5x + 11y) IV. Por agrupación de términos: Descomponer: 1) x3 – 2x2 – x + 2 (x3 – 2x2) – (x – 2) x2 (x – 2) – ( x – 2) (x – 2) (x2 – 1) (x – 2) (x + 1)( x – 1) 3x2 1 5 1 VI. Doble aspa: 4x2 + 4 xy - 15 y2 x -6 - 8x 22x Rp.: (x2 – 3x + 4)(3x2 + x – 6) RAÍCES DE UNA ECUACIÓN POLINÓMICA Dado P(x) un polinomio real de grado “n”, se denomina ecuación polinómica de grado “n” con coeficientes reales de la forma: P(x) = 0 anxn + an-1xn-1 + ... + a1x + a0 = 0; V. Por evaluación( Rufini): x3 – x2 – 41x + 105 1 − 1 − 41 105 6 − 105 0 − 35 35 0 = - 6x2 6x2 3 x2 + 2xy + y2 – 3x – 3y – 4 (x2 + 2xy + y2) – (3x + 3y) – 4 (x + y)2 – 3 (x + y) – 4 (x + y – 4) ( x + 1) 3 2 5 7 -6 Falta: 3x2 – 6x2 = - 3x2 = - 3x ( x) Entonces: x2 - 3x 4 7) 27x3 – 108x3 y + 144 xy2 – 64y3 (3x)3 – 3(3x)2 (4y) + 3(3x)(4y)2 – (4y)3 (3x – 4y)3 3 = 12 x2 11y 2 2) 4 an 0 Ejemplo: 3x5 – 8x4 + 6x2 – x + 1 = 0 Si para x = a, P(a) = 0 “a” es una raíz de la ecuación. Ejemplo: 2x3 – 5x2 – 28x + 15 = 0 Para : x = - 3 2(-3)3 – 5(-3)2 – 28(-3) + 15 = 0 Entonces – 3 es una raíz de la ecuación. Rp.: (x – 3)(x – 5)(x + 7) - 8 x + 76 y - 96 2x - 3y 8 2x 5y - 12 TEOREMA FUNDAMENTAL DEL ALGEBRA Toda ecuación polinómica de grado n ≥ 1, con coeficientes reales, tiene “n” raíces reales o complejas. Rpta.: (2x – 3y + 8)(2x + 5y – 12) 29 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Ejemplo: Resolver: x3 – 2x2 + 4x – 8 = 0 NÚMEROS COMPLEJOS z = {(a;b)/ a ∈ R ∧ b ∈ R} Donde: a = parte real de z b = parte imaginaria de z Re(z) = a Im(z) = b (x – 2)(x2 + 4) = 0 x – 2 = 0 ∨ x2 + 4 = 0 x =2 ∨ x= ± −4 x = ± 2i Conjunto Solución = {2; 2i; – 2i} FORMAS DE REPRESENTAR UN NÚMERO COMPLEJO TEOREMA DEL RESIDUO Sea la división: P( x ) ; el resto es: R(x) = P(– a) x+a Ejemplo: Hallar el resto de: (3x4 – 2x3 – 9x2 + 8x – 12) : (x – 2) - Forma binómico: z = a + bi Forma polar o trigonométrica: z = r(cos θ+ i senθ) = r cis θ - Forma exponencial: z = reiθ, En estas formas: i = Resto: P(2) = 3(2)4 – 2(2)3 – 9(2)2 + 8(2) – 12 R(x) = 0 r = a 2 + b 2 tan θ = −1 Potencias de i : i1 = i i2 = - 1 Cuando el resto es cero, entonces (x + a) es un factor de P(x). En este caso (x – 2) es factor del polinomio P(x) En general: im4 = 1 RAÍCES REALES Aplicando la regla de Ruffini se determina un número real “a”. Ejemplos: i279 = im4+3 = i3 = - i i1862 = im4+2 = i2 = - 1 Ejemplo: Resolver: x4 + x3 – 8x2 – 2x + 12 = 0 Divisores de 12 : { ± 1; ± 2; ± 3; ± 4; ± 6; ± 12} posibles raíces racionales De los cuales 2, –3 son raíces racionales y ± 2 son raíces irracionales También: i + i2 + i3 + . . . . + im4 = 0 i3 = - i i4 = 1 i m4+k = ik OPERACIONES EN C Dados los complejos: z1 = a + bi y z2 = c + di RAÍCES RACIONALES Si la ecuación P(x) = 0, posee coeficientes racionales, eliminando denominadores se puede obtener coeficientes enteros. Suma: (a + c) + (b + d)i Resta: (a – c) + (b – d)i Multiplicación: (ac – bd) + (ad + bc)i División: ac + bd + bc − ad i 2 2 2 2 c +d c +d Potenciación: (a + bi)n se multiplica a + bi “n” veces Raíz cuadrada: a + bi = ± r [cos θ / 2 + isenθ / 2] Resolver: 12x5 – 26x4 + 6x3 + 13x2 – 3x – 2 = 0 P(1) = 0 entonces una raíz de la ecuación es : 1 De igual manera: P(-1/2) = 0; P(2/3) = 0 Por lo tanto: (x – 1)(x + ½) (x – 2/3)(12x2 – 12x – 6) = 0 Resolviendo: 12x2 – 12x – 6 = 0 2x2 – 2x – 1 = 0 2 ± 13 x= 4 1 2 2 + 13 2 − 13 ; Cojunto Solucion = 1;− ; ; 4 4 2 3 TEOREMA DE MOIVRE Si: z = r (cosθ + i sen θ) Entonces: zn = rn (cos nθ + i sen nθ), donde n ∈ N 30 b a ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ INVERSO DE UN NÚMERO COMPLEJO z Si z = a + bi, (z ≠ 0), entonces: -1 08. Determinar el valor de x para que el producto: (x + 3i) ( 2 - i) Sea un número real. b a −i 2 z −1 = 2 2 a + b2 a +b A. NIVEL I: 01. Hallar la suma de las raíces de la ecuación: x2 + 1 = 0 A. 1 B. 0 C. 2 D. -1 E. –2 03. Hallar el resultado de: A. (10;-5) C. (10;-2) D. (14; -5) E. (12; -5) 04. Hallar el valor de x, para que la suma de los números complejos: z1 = x + 5i; z2 = - 5 + 7i sea imaginario puro. A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 E. 6 06. Después de efectuar la operación: (7 − 4i )( 2 − i ) D. -12/5 E. 0 (4 − 5i ) (2i) 7 + 3i Señalar cuáles afirmaciones son verdaderas(V) o falsas(F). I. La parte real es mayor que la parte imaginaria II. Re(z) + Im(z) = 138/58 III. El Re(z) es negativo y el Im(z) es positivo. B. VFV C. VVF D. FFV D. - 2 E. 2 14. Señalar cuáles proposiciones son verdaderas (V) y cuáles son falsas (F) respecto al siguientes polinomio: P(x,y) = x5 y – 3x4 y – 10x3 y + 24x2 y I. El número de sus factores primos es 4 II. El número de sus divisores es 47 III. Uno de sus factores es (x – 4) A. VVF B. VVV C. FFV D. FVV E. FVF 2 A. VVV 2 13. Señalar uno de los factores primos de: P(x,y,z) = x3 y3 + x6 y3 + x5 y3 – x3 z3 – x6 z3 – x5 z3 A. y+z B. x2 C. yz+y2+z2 D. x2 +x+1 E. x-y 5 + 3i 07. Respecto al resultado de la operación: C. 3 Tiene como residuo: 5x2 – 3x + 7. Cuáles de las siguientes proposiciones es V y cuáles F? I. m+n>p II. m = 20 y n + p = 7 III. m + 4n + p = 0 A. VVV B. FFV C. FVF D. FVV E. VVF 05. Hallar el valor de “m”, para que al dividir z1 = 3 + im entre z2 = - 2 + i de cómo resultado un número imaginario puro. A. 5 B. -4 C. 6 D. 3 E. -5 La parte real del resultado es: A. 5/34 B. 105/34 C. 14/5 2 11. Si la siguiente división: 6 x 4 + 16 x 3 + 25x 2 + Ax + B es exacta, hallar el valor de: A + B 3x 2 + 2x + 1 A. 14 B. 20 C. 19 D. 9 E. 5 12. Si la siguiente división: 8 x 5 + 4 x 3 + mx 2 + nx + p 2x 3 + x 2 + 3 E. –i ( 2 + 3i)(1 − 4i ) i180 B. (14; -2) B. 09. La diferencia de dos números complejos es – 4 – 6i. La parte imaginaria de uno de ellos es – 2 y el producto de ellos es imaginario puro. Uno de dichos números complejos es: A. (2+ 5 )- 8i B. (-2 - 2 5 )- 8i C. (2+2 5 ) + 6i D. (3 + 5 ) – 8i E. (4 + 5 ) – 4i 10. Hallar la raíz cuadrada de: z = 5 – 12 i A. ± (3 – 2i) B. ± (3 + 2i) C. ± (4 – 3i) D. ± (4 + 3i) E. ± (13 – 8i) EJERCICIOS Y PROBLEMAS 02. Sean: z1 = cis 60º y z2 = cis 30º Hallar: z1 .z2 A. 1 B. 0 C. -1 D. i 2 2 E. FFF 31 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 15. Descomponer: P(x) = 6x4 – x3 – 19x2 + 19x – 5 La suma de los coeficientes de uno de sus factores es: A. 2 B. 1 C. – 3 D. – 1 E. 3 NIVEL II 01. Respecto a la división: x19 + x 16 + 2 x12 − 7 x 5 + 9 x − 1 x2 + 1 16. Luego de factorizar: P(x,y) = x(x – 2y)3 + y(2x – y) Indica el número de factores primos: A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 17. Hallar el valor de: x – y si se sabe que: x+y= 5 5 xy = 25 Además: x < y A. 5 B. 5 C. -5 D. - 5 Cuáles de las siguientes proposiciones son verdaderas (V) y cuáles son falsas (F). I. La división es exacta II. El residuo es x – 2 III. La suma de coeficientes del residuo es 3 A. VVV B. FFF C. FFV D. FVF E. FVV 02. Cuál es el residuo de la división: ( x − 1) 500 + x ( x + 1)( x − 2)( x − 3) − x 2 x 2 − 2x + 2 A. 2x – 13 B. – 2x + 13 C. 3x + 15 E. 25 18. Considerando: x+y=8 x2 + y2 = 60 03. 2 2 Calcular: E = x + y y A. 232 x B. 234 C. 236 D. 238 E. 240 E= 2 x y − y x Si: x – y = 8 ; xy = 4 A. 148 B. 152 C. 148 D. 182 E. 158 x 50 − y 50 x2 − y2 C. x54 y42 D. x40 y26 Determinar el valor de verdad de las siguientes afirmaciones: I. El cociente posee 17 términos II. m + n = 85 III. El término central es: - x16 y80 A. FFF B. VVV C. VVF D. FFV E. VFF E. x50 y48 CLAVE: 01 – B 06 – A 11 – C 16 – C 02 – D 07 - C 12 – B 17 – A C. x2 – x + 1 05. Respecto al siguiente cociente notable: x m y n + y 119 x2 y3 + y7 20. Dado el cociente: Hallar: T10. T13 A. x23 y32 B. x41 y51 E. 0 04. El siguiente desarrollo: x135 – x130 + x125 - . . . . – x10 + x5 – 1 corresponde al cociente notable: 140 135 140 140 140 A. x − 1 B. x + 1 C. x + 1 D. x + 1 E. x − 1 x5 − 1 x5 +1 x5 − 1 x5 +1 x5 + 1 19. Hallar el valor de: 2 Un factor primo de: P(x) = x5 – x4 + 2x2 – 2x + 1 2 A. x + x – 1 B. x2 + x + 1 D. x3 – x – 1 E. x3 + x + 1 D. – 4x – 12 03 – D 08 – C 13 – C 18 – A 04 – D 09 – B 14 – D 19 – B 06. Si: a + b = 2 b a Calcular: Q = (a + 2b)5 + (2a + b)5 – 2(4b – a)5 A. a2b B. ab2 C. ab D. 0 E. – 1 05 – C 10 – A 15 – A 20 – C 32 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 07. Reducir: A. 256 16. Las edades de dos personas están en la relación m:1. Dentro de cuántos años la relación será p:1, siendo “b” la edad actual del menor? A. bm − p B. bm + p C. bm + p D. b( m − p ) E. b( m + p ) p +1 p −1 p +1 p −1 p −1 ( 2 x + 1)( 2 x − 1)( 4 x + 1)(16 x + 1) + 1 B. 128 C. 64 D. 512 E. 254 x 08. Reducir: E= A. 3+2i (1 + i)15 (2 + i)18 − − (1 + i) 4 (1 − i)13 (1 − 2i)17 B. 3-2i C. 4+5i D. 5+2i 17. Se tienen dos recipientes de 20 y 30 litros de capacidad conteniendo vino de distintas calidades. Al intercambiar un cierto volumen igual para ambos, las calidades se igualan. Hallar dicho volumen. A. 10 lit B. 11 lit C. 12 lit D. 13 lit E. 14 lit E. 0 18. Cuando dos bombas actúan a la vez tardan en agotar un pozo 15 horas. Si actuara sólo la menor tardaría en agotarlo 16 horas más que la otra. Cuánto tardará ésta? A. 20H B. 21H C. 22H D. 23H E. 24H 09. El siguiente polinomio: P(x) = x5 – 3x4 – 6x3 + 10x2 + 21x + 9 Presenta: A. 5 raíces diferentes B. 2 raíces de multiplicidad 2 C. 1 raíz de multiplicidad 2 y otra de multiplicidad 3 D. 1 raíz de multiplicidad 4 E. 1 raíz de multiplicidad 5 19. Un agricultor compró 30 cabras a $70 cada uno. Le robaron unas cuantas y vendió las restantes con un aumento de tantas veces 28 dólares como cabras le robaron. Si no perdió ni ganó. Cuántas cabras le robaron? A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 E. 8 10. Sabiendo que: mx + my + nx – ny – 15x – 7y = 0 Determinar el valor de (m – 2n)2 A. 3 B. 4 C. 5 D. 9 E. 11 20. El cociente de dos números complejos es imaginario puro. Su suma es 5 y el módulo del dividendo es el doble que el del divisor. Uno de dichos complejos es: A. 4 + i B. 2 + i C. 4 – i D. 2 – i E. 4 + 2i 11. Los ceros de una expresión polinómica son 1 de multiplicidad 2 y – 2 de multiplicidad 1. Hallar el coeficiente del término de grado 2. A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 4 CLAVE: 12. Resolver: 1 − 3 = 1 − 1 9 − 36 2 x 4 x x A. 1 B. 0 C. 2 D. 3 01 – E 06 – D 11 – A 16 – D E. No existe 13. Resolver: 9x4 – 1 = 0 Una de sus raíces es: A. 3 2 B. − 3 3 C. 3i D. − 3 i 6 E. 3 3 14. Una de las raíces de la ecuación: 8x + 7x – 1 = 0 es : A. -1/2 B. 3 C. − 3 i D. 3 E. 3 i 4 4 2 2 15. Resolver: 5 4 3 2 6x – 29x + 27x + 27x – 29x + 6 = 0 Cuál no es una raíz de dicha ecuación? A. 2 B. -1 C. ¼ D. 3 E. ½ 33 02 – B 07 – A 12 - E 17 – C 03 – C 08 – B 13 – B 18 – E 04 – E 09 – C 14 – A 19 – B 05 – C 10 – D 15 – C 20 – E ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Una matriz cuadrada se denomina triangular cuando todos los elementos situados por encima o por debajo de la diagonal principal son nulos. TEMA 8 MATRICES Matriz columna: Matriz mx1 (matriz que solo tiene una columna). a11 a A = 21 a31 a41 81. Conceptos generales sobre matrices Una matriz es un conjunto de números o expresiones numéricas que se ordenan como una tabla de filas y columnas. Cada una de las intersecciones de filas o columnas se denomina elemento de la matriz. Matriz fila: Matriz 1xn (matriz que solo tiene una fila). Por convenio, las matrices se representan así: a11 a 21 A= M am1 a12 a13 a22 a23 M M am 2 am 3 A = [a11 L a1n L a2 n O M L amn a12 a13 a14 ] 8.2.1Matriz nula: Matriz mxn con todos sus elementos iguales a cero . Se denota por O mxn; en ocasiones se abrevia a O cuando se sobreentiende el tamaño o no es necesario especificarlo. 8.2.2 Matriz diagonal: Una matriz cuadrada se llama diagonal si son cero los elementos que no pertenecen a su diagonal principal. A = (aij)mn a11 0 A = 0 a22 0 0 El primer número(m) nos indica el número de filas que tiene la matriz. El segundo(n) indica la cantidad de columnas que tiene la matriz. Ejemplo: 1 2 2 1 5 4 7 9 Esta matriz es de orden 3×4 6 3 2 8 0 0 a33 8.2.3 Matriz identidad: Una matriz cuadrada se llama matriz identidad si es diagonal y los elementos de su diagonal principal valen la unidad. Se usará la notación In, donde n es el orden de la matriz. A veces se utiliza la notación abreviada I cuando el orden se sobrentiende o no es necesario especificarlo. 1 0 0 I = 0 1 0 0 0 1 Una matriz formada por “m” filas y “n” columnas se dice que tiene orden o dimensión m x n. 8.2. Clases de matrices Si la matriz tiene m filas y n columnas, (m ≠ n) la matriz se llama rectangular. Cuando el número de filas y el de columnas coinciden, la matriz es cuadrada, con dimensión n x n y se le considera matriz de orden n; en este caso, los elementos de la matriz de subíndices a11 , a22, a33, ..., ann ocupan la llamada diagonal principal de la matriz. Esta diagonal adquiere importancia en la resolución de determinantes. La traza de una matriz es la suma de todos los elementos de la diagonal principal de la matriz. 8.2.4 Matriz transpuesta: Sea A una matriz de orden mxn. Llamaremos matriz transpuesta o traspuesta de A, At, a la matriz de orden nxm cuyos elementos son los de A intercambiando filas por columnas: aijt = a ji . Una matriz A es simetrica si At=A y es antisimetrica si At=-A. 34 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Pongamos un ejemplo: ∀ϕ ,ϖ ,1 ∈ R , ∀A ∈ M m×n se tiene que 1) ϕ (ϖA) = (ϕϖ ) A 2) Distributiva I: ϕ ( A + B ) = ϕA + ϕB 3) Distributiva II: ( ϕ + ϖ ) A = ϕA + ϖB 6 4 4 2 − 8 A= 2 9 → At = 6 9 − 5 − 8 − 5 Propiedades: 8.2.5.Matrices iguales: Dos matrices A = (aij)m×n y B = (bij)p×q son iguales, sí y solo sí, tienen el mismo orden y en las mismas posiciones, elementos iguales, es decir : 4) Elemento neutro de escalares: 1×A = A m=p, n=q; y aij = bij ∀i, ∀j 8. 5. El producto de dos matrices sólo es posible cuando tienen los órdenes «encadenados »; es decir, una matriz A = (aij) de orden m x n sólo puede multiplicarse por otra B = (bij) si la dimensión de ésta es n x p, de manera que la matriz producto resultante tiene un orden igual a m x p. Esto quiere decir, que sólo pueden multiplicarse dos matrices que tienen el número de columnas de la primera matriz igual al número de filas de la segunda matriz. La matriz resultante C = (cij) se calcula de forma que cada uno de sus términos cij es igual a la suma ordenada de los productos de los elementos de la fila i de A por los de la columna j de B: primer elemento de la fija i de A por primer elemento de la columna j de B; más el segundo de la fila i por el segundo de la columna j, etc. 8.3. Suma de matrices: Si A = (ai j) mxn y B = (bi j) mxn entonces su suma es A + B = (ai j + bi j) mxn. La suma de dos matrices de igual orden o dimensión se obtiene una nueva matriz cuyos elementos se calculan como la suma de los elementos de la misma fila y columna de las dos matrices, que actúan como sumandos. Propiedades de la suma de matrices: 1). 2) 3) 4) 5) Siendo: Ejemplo: 6 7 8 0 + 10 + 26 0 + 11 + 28 33 36 39 0 1 2 0 + 9 + 24 × 3 4 5 9 10 11 = 18 + 36 + 60 21 + 40 + 65 24 + 44 + 70 = 114 126 138 12 13 14 Propiedad Expresión simbólica y significado A + B =B + A Conmutativa A + (B + C) = (A + B) + C Asociativa A + O=O+ A=A Elemento neutro A + (- A) = ( - A) + A = O Elemento simétrico Como ampliación del concepto de producto, puede definirse la potencia enésima de una matriz como el producto de ésta por sí misma n veces. Para que una matriz pueda multiplicarse por sí misma tiene que ser cuadrada. Es decir: O matriz nula, es la matriz que tiene todos sus elementos iguales a cero. (- A) es la matriz opuesta de la matriz A. An = 1 A. A .4 A.......... .A 4 244 3 n veces 8.4. Producto y potencias de matrices 8.6. Determinantes y matrices En el álgebra de matrices, se definen: • El determinante de una matriz cuadrada A, es el valor de la suma de determinados productos que se realizan con los elementos que componen la matriz. Se denota por el símbolo |A| o det (A). Si kA = k(aij)mn, debes multiplicar cada elemento de la matriz por el escalar que es un número constante. Ejemplo: 1 5 2 10 2A = 2 = 3 4 6 8 Determinantes de orden 2 Sea: A = a11 a12 a 21 a22 35 det(A) = A = a11.a22 – a12 . a21 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Dada una matriz cuadrada A, se define su matriz adjunta, que se denota Adj(A), como aquella en la que los elementos de A están reemplazados por sus adjuntos respectivos: Regla de Sarrus Para calcular el determinante de una matriz de orden 3, se recurre al uso de la llamada regla de Sarrus. Este determinante se obtiene de la suma de seis términos: Tres positivos, formados por los siguientes productos de tres factores: los tres elementos de la diagonal principal y los elementos de las dos líneas paralelas a esta diagonal, multiplicados por el vértice opuesto. Otros tres negativos, también constituidos por productos de tres factores: los tres elementos de la diagonal secundaria y los de las líneas paralelas a ella, multiplicados por el vértice opuesto. Es decir, dada una matriz A: a11 a12 a13 a11 a12 a13 Si A = a21 a22 a23 → A = a21 a22 a23 a31 a32 a33 a31 a32 a33 a11 a 21 A= M an1 a12 a22 M an 2 a13 L a1n A11 A a23 L a2n 21 → Adj ( A) = M M O M an3 L ann An1 A12 A22 M An 2 A13 L A1n A23 L A2n M O M An3 L Ann 8.9. Desarrollo de un determinante El valor de un determinante puede obtenerse a partir de los adjuntos de los elementos de su matriz correspondiente. Así: a11 a 21 A= M am1 Entonces el desarrollo de su determinante, según la regla de Sarrus, vendría dado por: det(A)= a11a22a33 + a12 a23a31 + a21a32 a13 - a13a22a31 - a21a12a33 - a32 a23a11 a12 a13 a22 a23 M M am 2 am3 L a1n L a2 n O M L amn A = a11 A11 + a12 A12 + a13 A13 + ... + a1n A1n 8.7. Menores complementarios En este caso, el determinante se ha desarrollado por la primera fila. En general, un determinante puede desarrollarse por filas o por columnas. Dada una matriz cuadrada de orden n, se denomina menor complementario a cada una de las matrices de orden (n - 1) que se obtienen al suprimir la fila y la columna donde se encuentra un elemento (aij) de la matriz original. Por ejemplo, para la matriz cuadrada de orden 3 En el manejo de determinantes se pueden establecer algunas propiedades que facilitan las operaciones de cálculo. Tales propiedades son: • • pueden definirse, entre otros, los dos siguientes menores complementarios: • 8.8. Adjunto y matriz adjunta • Para una matriz cuadrada A de orden n se llama adjunto Aij del elemento aij al determinante del menor complementario de dicho elemento multiplicado por (-1) elevado a i más j, es decir: Aij = (- 1)i+j . ij • • 36 1. Una matriz cuadrada con una fila o una columna en la que todos los elementos son nulos tiene un determinante igual a cero. 2. El determinante de una matriz con dos filas o dos columnas iguales es cero. 3. Cuando dos filas o dos columnas de una matriz son proporcionales entre sí (una se puede obtener multiplicando la otra por un factor), su determinante es cero. 4. Al intercambiar dos filas o dos columnas de una matriz, su determinante cambia de signo. 5. Al multiplicar todos los elementos de una fila o una columna de una matriz por un número, el determinante de la matriz resultante es igual al de la original multiplicado por ese mismo número. 6. El determinante de una matriz triangular o una matriz diagonal es igual al producto de los elementos de su diagonal principal. ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ • 7. Cuando a una fila (o columna) de una matriz se le suma o resta una combinación lineal de otras filas (o columnas), el valor de su determinante no se altera. Tercero: con las respuestas formo la matriz B y luego obtengo B T que es la adjA . 4 − 1 4 − 5 B= BT = = adjA − 5 3 − 1 3 -1 Cuarto: aplico el teorema Matriz Inversa (A ) -1 Para la matriz cuadrada A de orden n, se dice que existe una matriz inversa A también cuadrada de orden n, cuando el producto de ambas es igual a la matriz -1 -1 identidad: A × A = A × A = I. A −1 = a21 A11 − A 12 − A21 A22 4 1 4 − 5 7 = A = 7 − 1 3 − 1 7 Comprobamos la respuesta: AA −1 = I 2 = A −1 A Toda matriz que tiene inversa se dice inversible o no singular, mientras que cuando carece de inversa se denomina matriz singular. Teorema. Sea la matriz: A = a11 1 A −1 a12 a22 − 5 7 3 7 Si el determinante de A no es cero, entonces la matriz inversa de A es: Regla de Cramer 1 a 22 A −1 = A − a 21 Ejemplo: Encontrar − a12 a11 Un sistema de ecuaciones lineales se dice de Cramer cuando cumple las siguientes condiciones: A −1 • incógnitas. 3 5 A= 1 4 Primero: encuentro el determinante de A: Es un sistema cuadrado, con igual número de ecuaciones que de • El determinante de la matriz de los coeficientes asociada es distinto de cero. A = (3)(4) − (5)(1) = (12) − (5) = 7 En consecuencia, un sistema de Cramer es siempre compatible determinado (tiene una solución única). Segundo: calculo la adj A : Para calcular la incógnita xi del sistema de ecuaciones lineales, se sustituye la columna i de la matriz de coeficientes por los términos independientes, se obtiene el determinante de la matriz resultante y se divide este valor por el del determinante de la matriz de los coeficientes. Por tanto, la solución de un sistema de Cramer se obtiene hallando cada incógnita xi según la fórmula: Ci xi = C Siendo Ci la matriz resultante de sustituir la columna de la matriz de los coeficientes correspondiente a la incógnita por la de los términos independientes. Cofactores de A 3 5 A= 1 4 A11 = 4 A12 = −1 A21 = −5 A22 = 3 37 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ - Se obtiene entonces un sistema equivalente de ecuaciones de resolución inmediata. Sea el sistema de ecuaciones: x + y − z = −1 x + 2 y + 2 z = 0 2 x + y − z = 1 Este método permite también realizar una rápida discusión del sistema. Si la última fila de la matriz resultante de la transformación de la ampliada produce una ecuación del tipo 0x + 0y + cz = k, con c ≠ 0, el sistema es compatible determinado (tiene una solución única). Cuando esta última fila corresponde a una ecuación del tipo 0x + 0y + 0z = k, k ≠ 0 el sistema es incompatible (carece de solución). Si esta última fila se traduce en una ecuación del tipo 0x + 0y + 0z = 0, el sistema será compatible indeterminado (con infinitas soluciones). Ejemplo: Sea el sistema: 2 x − y + 2 z = 4 x+ y+ z = 2 − x + 4 y + z = 3 Matriz amplificada: 2 − 1 2 M 4 1 1 1 M 2 − 1 4 1 M 3 1 2 − 1 x − 1 1 2 2 y = 0 2 1 − 1 z 1 Hallamos los determinantes de: 1 2 −1 ∆= 1 2 2 =4 2 1 −1 −1 2 −1 1 −1 −1 1 2 −1 ∆x = 0 2 2 = 8; ∆y = 1 0 2 = −8; ∆z = 1 2 0 = 4 1 1 −1 x= 2 1 −1 2 1 A la fila f3 se le suma la fila f2 y a esta primera: 2 − 1 0 3 0 5 Luego, a f3 × 3 se le resta f2 × 5: 2 − 1 0 3 0 0 Finalmente: 6z = 15 z = 5/2 ; y = 0 1 ∆x ∆y ∆z = 2; y = = −2; z = = 1; ∆ ∆ ∆ Luego la solución del sistema es x = 2; y = -2 y z = 1 Resolución de un sistema por eliminación gaussiana El procedimiento más utilizado para resolver sistemas de ecuaciones lineales mediante matrices es el llamado método de eliminación gaussiana, que consta de los siguientes pasos: - Se forma la matriz ampliada del sistema incorporando a la de los coeficientes, por la derecha, una nueva columna con los elementos de la matriz de los términos independientes. - Se aplican operaciones elementales sobre las filas de esta matriz ampliada, hasta lograr que por debajo de la diagonal principal de la matriz todos los términos sean nulos. 38 segunda multiplicada por 2, se le resta la 2 M 4 0 M 0 2 M 5 4 0 M 0 6 M 15 ; x=-½ 2 M ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ EJERCICIOS Y PROBLEMAS 3 −1 A= 4 2 Nivel I: 06. Dadas las matrices 0 2 B= −1 1 Hallar la traza de A.B A. 0 B. 1 01. Sean A y B dos matrices definidas por: Entonces el valor de: A. 10 B. 15 E = D. 25 E. 60 Determinar el valor de: T = a + b + c+ d + e A. -1 B. 1 C. 2 D. 3 A. 5 E. -2 B. 6 C. 7 D. 8 E. 9 08. Sea la ecuación matricial: 2A = AX + B Donde: 1 0 A= − 1 1 Hallar la traza de la matriz X. E. 4 03. Sabiendo que el siguiente sistema no tiene solución: (2 k + 1) x + 5 y = 7 (k + 2 ) x + 4 y = 8 ¿ Cuál es el valor de k? A. -2 B. -1 C. 0 D. 1 E. 2 A. 1 B. 0 09. Sean 04. Hallar la traza de la siguiente matriz simétrica: x + 2y 10 x A = 5 2y 3 z + x 2 y + 3 z 7 3 z A. 10 B. 8 C. 11 D. 6 E. 0 C. 2 1 2 4 A = 1 − 2 3 , 5 0 − 1 y D. 3 3 − 1 − 2 B = 0 5 6 9 0 0 − 1 2 B= − 3 1 E. 4 y 2 0 − 1 C = 0 − 1 2 1 − 2 5 Cuáles de las siguientes proposiciones son verdaderas (V) y cuáles son falsas (F) I. Las tres matrices rectangulares son de orden 3. II. El elemento a22 de – A – B + C es: - 4 III. El elemento a32 de 3A + C/2 es: - 1 A. VVF 10. Si: 1 − 1 − 3 P = 2 − 2 1 − 1 3 − 1 Señala el elemento a33 de la matriz inversa: A. 2/7 B. 5/7 C. 1/7 D. 0 D. 2 x −1 0 x+3 1 x−2 4 = 1 − 7x 1 −1 2 Señala uno de los valores de x. −1 02. Si A es una matriz antisimétrica definida así: c a − b d A = a b + 1 − 4 e 4 c − 2 05. Calcular la matriz inversa de: C. -1 4 8 1 B= 2 − 1 3 y 07. Resolver la ecuación: A − B − 2B A+B C. 20 2 − 1 A = − 1 2 0 1 B. FFV 1 0 A= 0 1 2 39 D. VVV E. FFF se cumple: 70 I. A = A 4 8 II. A ≠ A 3 2 III. A = A + A A. VFF B. VVF E. ½ C. FVV C. VFV D. FFV E. FVV ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ A. 1 0 0 1 NIVEL II 01. Sabiendo que: a b A= , c d 4 B= c + d a + b 3 6 a C= 1 2 d − y 06. Dadas las matrices: Con los que se cumple: 3A – B = C. Calcular el valor de: 4! Q= a.b.c.d A. – 1 B. 1 C. 2 D. – 2 E. 3 C. -1; 1; 4 D. 1; -1; 0 E. 1; -1; -4 n y B=A E. 2.3n 08. Expresar la matriz A como la suma de una matriz simétrica y otra antisimétrica. Hallar la traza del producto de las dos matrices. 1 3 A= 2 4 A. 0 B. – 1 C. -1/2 D. – ¼ E. – 2 03. Sea la matriz: A=(aij)3×2 definida por: i − j , si : i < j a ij = i. j , si i = j i + j ; si i > j T Determinar la traza de: (A.A ) A. 56 B. 48 C. 60 D. 68 E. 52 09. Dadas las matrices: 1 − 1 1 1 A= B= y 2 − 1 4 − 1 Indicar si son verdaderas (V) o falsas(F) las siguientes igualdades: VIII. A.B = B.A 2 2 2 IX. (A + B) = A + B X. 2A – 3B = 0 04. Si A y B son dos matrices definidas por: i + j ; i = j A = (a ij ) 3×3 / a ij = i − j; i ≠ j bij 0, ∀i = j B = (bij ) 3×3 / bij = bij = 1, ∀i < j bij + b ji = 0 Hallar: det (A + B) A. 48 B. 52 C. 42 D. 58 D. 1 0 − n 1 07. La siguiente matriz es simétrica: 5 7 a A = a + 2b 2b 3c + a 2b + 3c 20 3c Determinar su traza. A. 14 B. 15 C. 16 D. 17 E. 18 x 1 4 x A= B= y − 1 y z y Donde x, y, z no son todos cero. Si AB es la matriz cero, entonces los valores de x, y, z son respectivamente: B. 1; 1; 4 5 2 A= 0 3 Determinar: G = traz(B) – b12 A. 2.5n B. 2n+1 C. 2n D. 5n + 3n 02. Se tienen las matrices: A. 0; 1; 0 C. − n 0 0 n B. n 0 0 n A. VVV B. VVF C. FVF D. FFF E. VFV 09. Sabiendo que: E. 60 1 0 A= − 1 1 n Calcular: A ; n∈ N 05. Sea: 2 0 1 1 A = 1 0 1 1 1 0 Hallar: A – A – 2I (I es la matriz identidad) A. I B. A C. 0 D. 1 E. imposible 40 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ CLAVE: Nivel I : 9.2. TÉRMINO GENERAL DE UNA SUCESIÓN 01 – E 06 – C 02 – A 07 - D 03 – E 08 – C 04 – C 09 - C 05 – 0 10 - A 01 – B 06 – D 02 – C 07 – C 03 – D 08 – A 04 – B 09 – D 05 - D 10 – C En las sucesiones, los términos 1 , n , n representan de forma simbólica a la n n +1 ley de formación de cada sucesión, se representan por an y se llaman término general de la sucesión. A partir del término general puede calcularse cualquier término dando valores a “n”. El valor de n corresponde con el lugar que ocupa el término en la sucesión. Nivel II: Por ejemplo: Determinar los tres primeros términos y el que ocupa el lugar 10, 2 en una sucesión cuyo término general es: a = n n n +1 2 Para n = 1, a = 1 = 1 1 1+1 2 2 Para n = 2, a = 2 = 4 2 2 +1 3 2 Para n = 3 a = 3 = 9 3 3 +1 4 2 Para n = 10 a = 10 = 100 10 10 + 1 11 TEMA 9 SUCESIONES Y SERIES NUMÉRICAS 9.1. SUCESIONES Son sucesiones reales: a) 1, 1 , 1 , 1 ,..., 1 ,... la ley característica se enunciaría así: es una sucesión 2 3 4 n formada por los números inversos de los números naturales. b) 1, 2 , 3 , 4 ,..., n ,... aquí la ley sería: raíces cuadradas de los números naturales c) 1 2 3 4 n , , , ,... ,... 2 3 4 5 n +1 Suele presentar más dificultades el determinar el término general, conocidos algunos de los términos de una sucesión, ya que no hay una regla para hacerlo. la ley sería: una sucesión formada por fracciones cuyo numerador es la serie de los números naturales y el denominador es igual al numerador más una unidad. Ejercicios: Conocida la ley de formación, se puede determinar cualquier término de la sucesión en función del lugar que ocupe. Una sucesión, cuando tiene un número determinado de términos, como por ejemplo la sucesión: 1, 2 ,6 ,8 , 1 , 2 formada por estos seis números, no 3 5 3 necesariamente tiene que tener una ley de formación ya que todos sus términos están perfectamente definidos al conocerlos todos. 1. Escribir los seis primeros términos de las sucesiones cuyos términos generales son: 1 2n − 1 n +1 n−2 an = an = an = an = 3 + n+2 n n n2 2. Escribir el término general de las siguientes sucesiones, indicando las que son crecientes o decrecientes. 3 5 7 17 , , ... ,... 1 3 5 15 1 4 9 16 b) , , , ,... 2 5 10 17 a) 41 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ La variable i es el índice de suma al que se le asigna un valor inicial llamado límite inferior, m. La variable i recorrerá los valores enteros hasta alcanzar el límite superior, n. Necesariamente ha de cumplirse: m ≤ n 1 2 3 4 , , , ,... 2 3 4 5 3 5 6 d) , 1, , ,... 2 6 8 3 8 15 e) 0, , , ,... 5 10 17 c) Algunas sumatorias n ∑i = 1+ 2 + 3 + L+ n = 9.3. CLASES DE SUCESIONES i =1 La sucesión 1, 4, 7, 10, 13, 16 que tiene solamente estos seis términos es una sucesión limitada. n ∑i n(n + 1) 2 La sucesión 1, 4, 7, 10, 13, 16, ...3n − 2 ... es ilimitada ya que puede tener todos los términos que se quieran sacar. = 12 + 2 2 + 32 + L + n 2 = 3 n(n + 1) = 13 + 2 3 + 33 + L + n 3 = 2 n ∑i i =1 Las dos sucesiones anteriores son estrictamente crecientes ya que se cumple que cada término es mayor que el anterior. n(n + 1)(2n + 1) 6 2 i =1 2 n a +4 +2 L4+3a = na ∑ a = a1+4a4 La sucesión que define al número real 3 o sea 1; 1,7; 1,73; 1,732; 17320; 1,73205... es creciente pero no estrictamente creciente ya que los términos 1,732 y 1,7320 son iguales, por lo que no cumple que cada término sea mayor que el anterior. i =1 n veces n ∑a = 1 + a + a 2 + L + an = k = a + a 2 + a3 + a 4 + L + a n = j =0 La sucesión 1; 1 ; 1 ; 1 ; ... 1 ;... es estrictamente decreciente ya que cada 4 9 16 n 2 término es menor que el anterior. n ∑a 1 − a n −1 1− a j k =1 a n +1 − a a −1 9.4. SERIE n n k =1 k =1 Es la suma de los términos de una sucesión. Existen series aritméticas, geométricas y otras series especiales. ∑ ak = a + 2a + 3a + L + na = a∑ k SUMATORIA: Una sumatoria nos permite representar sumas muy grandes, de n sumandos o incluso sumas infinitas y se expresa con la letra griega sigma ( Σ ) . ∑ i = 0 + ∑ i =∑ i Una sumatoria se define como: n ∑x i=m i n n n i =0 i =1 i =1 9.5. PROGRESIÓN ARITMÉTICA Es una sucesión de números, tales que cada término se forma sumando algebraicamente una cantidad constante al término anterior. Esta cantidad constante se llama razón (d) y puede tener cualquier valor menos cero. Cuando la razón es positiva la PA es creciente y cuando la razón es negativa la progresión es decreciente. = xm + xm +1 + xm + 2 + L + xn −1 + xn 42 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 9.5.3. INTERPOLAR TÉRMINOS ARITMÉTICOS El término enésimo de una PA se determina con la fórmula: an = a1 + (n – 1)d En general cualquier término a partir de un término ak se determina así: an = ak + (n – k)d Interpolar “m” términos aritméticos entre dos números dados, a1 y an, consiste en formar una progresión aritmética de m + 2 términos, en la que los números a1 y an sean el primer y último término. Se determina la razón: d = an − a1 ó 9.5.1. SUMA DE LOS TÉRMINOS DE UNA PROGRESIÓN ARITMÉTICA m +1 La suma de los términos de una progresión aritmética se calcula por la fórmula: (a + an )n S= 1 2 Donde a1 representa al primer término, a n al último y n al número de términos. Ejemplo: Por ejemplo: Intercalar 5 términos aritméticos entre el 2 y el 14. Se calcula la razón utilizando la fórmula del término general. an = a1 + (n − 1)d , teniendo en cuenta que 14 será el término enésimo, 2 el primer término y que la progresión tiene 7 términos, ya que a los dos dados hay que añadirle los cinco que se quieren interpolar. Sustituyendo en la fórmula: 14 = 2 + (7 – 1).d ; 12 = 6d ; d = 2. Si la diferencia es 2, los términos serán: 2, 4, 6, 8, 10, 12 y 14. a) Hallar la suma de los 10 primeros términos de la progresión. 1, 3, 5, 7, ... a1 = 1, el término a n será el término 10 que se calculará por la fórmula del término general, an = a1 + (n − 1).d, o sea a 10 = 1 + 9.2 = 19. La suma quedará: S= an = a1 + (n − 1)d 9.6. PROGRESIÓN GEOMÉTRICA 1 + 19 × 10 = 100 2 Son sucesiones de números tales que cada término se forma multiplicando por una cantidad constante al término anterior. Esta cantidad constante se llama razón (r). b) Calcular la suma de los 8 primeros múltiplos de 5 9.6.1. TÉRMINO GENERAL DE UNA PROGRESIÓN GEOMÉTRICA a1 = 5, a 8 = 40; 5 + 40 × 8 = 180 S= 2 Con la fórmula del término general de una progresión geométrica: an = a1 × r n −1 9.5.2. SUMA DE LOS TÉRMINOS EQUIDISTANTES DE LOS EXTREMOS DE UNA PA se pueden resolver distintos tipos de ejercicios; por ejemplo: En la progresión 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, se puede comprobar que las sumas de los términos equidistantes de los extremos son iguales a la suma de los extremos: 1. Calcular cualquier término, conocido el primer término y la razón. En la siguiente progresión geométrica, calcular la razón y los términos 10 y 20. 2, 4, 8, 16, .... 2 + 16 = 18 es la suma de los términos extremos 4 + 14 = 18 6 + 12 = 18 8 + 10 = 18 Esta propiedad, como es fácil de comprobar la cumplen todas las progresiones aritméticas. La razón se calcula dividiendo dos términos consecutivos r = 2 Los términos 10 y 20 aplicando la fórmula del término general: a10 = 2.29 ; a10 = 1024 a 20 = 2.219 ; a20 = 1048576 43 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 2. Calcular la razón y el término general, conocidos dos términos no consecutivos. 5 an = a1.r n −1; Calcular la razón y el término general de una progresión geométrica cuyo término tercero es 12 y el término 5 es 48. 2. La suma de los términos tiende hacia un valor al que se acerca más cuanto más términos se tomen. Por ejemplo la progresión 1, 1 , 1 , 1 , ... Dividiendo queda: 4 = r2 ; r = 2 Para determinar el término general, se calcula previamente a1 en cualquiera de 2 las dos ecuaciones anteriores: 12 = a1.2 ; a1 = 3 2 4 8 Si sumamos cuatro términos su suma sería 15 = 1.875 8 1 10 1 − 1 Si sumamos 10 términos 2 al aplicar la primera fórmula S= 1 −1 2 S =1,998 Si se suman 20 términos, aplicando la misma fórmula, la suma sería 1 20 1 − 1 2 = 1.99999 S= 1 −1 2 Si seguimos aumentando el número de términos la suma será 1,99999999... acercándose cada vez más a dos. Si se halla la suma de los infinitos términos de la progresión aplicando la fórmula: a S= 1 1− r El término general será: an = 3.2n-1 9. 6.2. SUMA DE LOS TÉRMINOS DE UNA PROGRESIÓN GEOMÉTRICA 1. PROGRESIÓN LIMITADA Si la progresión tiene un número limitado de términos la suma se calcula por la fórmula S = an × r − a1 . r −1 Si en esta fórmula primera sustituimos a n por su equivalente a1 . r n - 1. n Quedará: S = a1 (r − 1) − r 1 Por ejemplo: - Calcular la suma de los 10 primeros términos de la progresión geométrica 3, 6, 12,... Para aplicar la primera fórmula haría falta calcular previamente el término 10, en cambio con la segunda no haría falta este cálculo. Teniendo en cuenta que de la progresión se saca que la razón es 2, aplicando la segunda fórmula quedará: ( ) que es número al que tiende la suma al hacer =2 1 1− 2 que sus términos crezcan indefinidamente quedará 3 210 − 1 = 3069 2 −1 Calcular la suma de los seis primeros términos de una progresión sabiendo que el sexto término es 1 y la razón 1 . 8 1 1 × −4 63 8 2 S= = 1 8 −1 2 PROGRESIÓN ILIMITADA Aplicando la primera fórmula: Se aplica la fórmula del término general para los dos términos dados: 12 = a1.r2 48 = a1.r4 se resuelve el sistema, dividiendo la segunda ecuación entre la primera o despejando a1 en la primera ecuación y sustituyendo en la segunda. S= 1 1 1 1 = a1. ; = a1 . ; a1 = 4 32 8 2 8 2 S= 1 9.6.3. PRODUCTO DE LOS TÉRMINOS DE UNA PROGRESIÓN GEOMÉTRICA Para aplica la primera fórmula hace falta calcular primero el primer término. 1. 44 Calcular el producto de n términos de una progresión geométrica, conocido el primer término y la razón. ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ P= (a1 × an )n Es el producto de los “n” factores consecutivos desde “n” hasta 1. El f a c t or ia l d e u n nú m e r o se denota por n !. n! = n×(n-1)×(n-1)×...×3×2×1 0! = 1 Ejemplo: Calcular el producto de los 10 primeros términos de la progresión geométrica 2, 6, 18... Para aplicar la fórmula P = (a1 × an )n hay que calcular an por la 9 fórmula del término general: a n = a1 .r n−1 , an = 2.3 ; P= 2. (2 × 39366)10 TEOREMA DEL BINOMIO Sean a y b números reales y además n y k números enteros, tal que 0 ≤ k ≤ n , entonces: n n (a + b ) n = ∑ a n − k b k k =0 k O también: n n n n n n (a + b )n = ∑ a n−k b k = a n + a n−1b + a n−2b 2 + .... + b n k 0 1 2 k =0 n Donde: n n! = k k ! (n − k )! Ejemplo: 4 4 (a + b )4 = ∑ a 4−k b k k =0 k an = 39366 = 787325 Calcular el primer término de una progresión geométrica, conocido el producto de n términos y el término enésimo. Ejemplo: Sabiendo que el producto de los 4 primeros términos es 5184 y que el cuarto término es 24, calcular el primer término Se aplica la fórmula del producto: 5184 = (a1 × 24)4 ; 5184 = a1 × 24 2 ; 5184 = a1 × 576; 2 2 9 = a2 ; a = 3 9.6.4. PRODUCTO DE TÉRMINOS EQUIDISTANTES DE LOS EXTREMOS En al progresión geométrica 3, 9, 27, 81, 243, 729 se comprueba que el producto de los extremos es igual al producto de los términos equidistante de los mismos: Producto de los extremos 3 x 729 = 2187 Productos de términos equidistantes: 9 x 243 = 2187 27 x 27 x 81 = 2187. 4 4 4 4 4 = a 4b 0 + a 4−1b1 + a 4−2b 2 + a 4−3b 3 + a 4−4b 4 0 1 2 3 4 4 3 2 2 3 4 = a + 4a b + 6a b + 4ab + b 9. 8.1. TÉRMINO EMÉSIMO 9.6. 5. INTERPOLACIÓN DE TÉRMINOS GEOMÉTRICOS Se determina el término n- ésimo haciendo k = m – 1 Interpolar 4 términos geométricos entre 18 y 4374. Se aplica la fórmula del término general teniendo en cuenta que a1 = 18, an = 4374 y que el número de términos es 6, ya que a los cuatro que hay que intercalar se añaden el primero y el último. 5 4374 = 18.r5; 243 = r5, 3 = r5 ; r = 3, Luego la progresión quedará: 18, 54, 162, 486, 1458, 4374 Directamente podemos hallar la razón con la ecuación: a r = m +1 n a1 6 Ejemplo: Determine el quinto término en el desarrollo de ( x + 2 ) . Respuesta: 6 6 ( x + 2 ) 6 = ∑ a 6 − k 2 k k k =0 Quinto término → m = 5 → k = 4 → 6 6−4 4 6! 2 2 4 x 2 = 16 × 4! × 2! x = 240 x Rp.: El quinto término es 240 x2 . 9.7Factorial de un número natural 45 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 8−k =5→ 9.8.2. TÉRMINO CENTRAL Para n par k =3 → Rp.: El coeficiente de x 5 Cuando n es par, se determina el término central haciendo: k = n 2 8 Ejemplo: Determine el término central en el desarrollo de ( p + q ) . 8 8 Respuesta: ( p + q ) 8 = ∑ p 8 − k q k k k =0 4 34−3 × 2 3 × x 8−3 = 96 x 5 3 es 96 . 9.8.4. TÉRMINO INDEPENDIENTE Ejemplo: 8 8 8! p 4 q 4 = 70 p 4q 4 = 4 → p8 − 4q 4 = 2 4! × 4! 4 Rp.: El término central es 70 p 4 q 4 . Para n impar Cuando n es impar, se determinan los términos centrales haciendo: n −1 n +1 k= k= y 2 2 k= Determine el término independiente de x en el desarrollo de: 2 3 x + x 6 Respuesta: 7 Ejemplo: Determine los términos centrales en el desarrollo de ( a – b ) . (a − b )7 Respuesta: = 7 7 ∑ k a (− b ) = ∑ (− 1) k a 7 k =0 7−k 7 k k =0 k 7− k 6 2 3 x + = x bk 12 − 3k = 0 7 −1 7! 3 7 a 4b 3 = −35a 4b3 k= = 3 → (− 1) a 7 − 3b 3 = − 2 3! × 4! 3 6 ∑ k (x ) 6 k =0 2 6−k → k 3 = x 6 ∑3 k =0 k 6 12 − 3 k x k 6 34 x12 −3×4 = 1215 4 k =4 → Rp.: El término independiente de x es 1215 . 7 +1 7! 4 7 a 3b 4 = 35a 3b 4 k= = 4 → (− 1) a 7− 4b 4 = − 4 2 4 ! × 3! Desarrollar: (a + b) 6 (a + b) 6 = a 6 + 6 a 5 b + 15 a 4 b 2 + 20 a 3 b 3 + 15 a 2 b 4 Rp.: Los términos centrales son – 35 a 4 b 3 y 35 a 3 b 4 . Ejercicios y Problemas. 9.8.3. COEFICIENTE DE UNA POTENCIA 01. Hallar el término central de: x − 2 3 x 2 Ejemplo: Calcule el coeficiente de x 5 en el desarrollo de ( 3 x 2 + 2 x ) 4 . 60 Respuesta: (3 x 2 ) ∑ 4k (3 x ) (2 x ) = ∑ 3 + 2 x 4= 4 2 k =0 4−k k 4 k =0 4− k 4 × 2 k × x 8− k k A. 60 x 40 30 46 B. 60 x 30 29 C. 60 x 29 31 D. 60 x 30 31 E. 60 x 29 29 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ lo hecho el día anterior. Cuántos metros recorre cada uno el décimo día? Emilio recorrió en metros: A. 10000 B. 108000 C. 102400 D. 110000 E. 100600 02. Calcular sin desarrollar, el término que ocupara el lugar 220 en el desarrollo: 400 (a3 + b) B. 400 a 543b 215 C. 400 a 458b 236 A. 200 a 453b 215 235 368 524 235 D. 247 a b 10. Calcular el tercero y quinto términos de una PA creciente, sabiendo que se cumple: a3.a5 = 96 y a3 + a5 = 20. Señala la suma de ambos términos. A. 18 B. 23 C. 36 D. 16 E. 20 321 219 E. No es posible 11. Se tienen cuatro números en PG, que cumplen las siguientes condiciones: a1 + a2 = 6 y a3 + a4 = 24. Hallar la suma del segundo y cuarto números. A. 40 B. 50 C. 60 D. 70 E. 30 9 03. Cuál es el término independiente en el desarrollo: 1 + 5 x 2 2x 3 A. 785/184 B. 875/144 C. 785/144 D. 875/184 E. 1 12. En una PA se conocen a5 = 28 y a11 = 52. Calcular a8 . A. 20 B. 30 C. 40 D. 50 E. 60 11 5 04. Determinar el lugar del término que contiene x en el desarrollo de: x + y A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 13. La suma de los quince primeros términos de una PA es 75 y el último es 40/3. Calcular la razón. A. 20/21 B. 25/21 C. 23/20 D. 23/21 E. 23/18 x E. 5 14. La suma de tres números en PA es 27 y su producto es 504. El mayor es: A. 15 B. 13 C. 11 D. 14 E. 16 05. Halla el cociente que resulta de dividir el término noveno por el sexto del 14 desarrollo de 1 − a 2 06. Hallar el término medio en el desarrollo de ( 3 x − 3 y 15. La suma de tres números en PA es 48, la de sus cuadrados es 800. La diferencia del mayor y el menor es: A. 8 B. 4 C. 12 D. 6 E. 10 ) 6 07. Una persona comunica un secreto a otras 3. Diez minutos después cada una de ellas lo ha comunicado a otras 3 y cada una de estas a otras 3 nuevas en los diez minutos siguientes, y así sucesivamente. ¿Cuántas personas conocen el secreto después de dos horas? Rp.: 1794323 16. Calcular el último término de una PG de 4 términos, cuyo primer término es igual a 100 y el producto es 10000. A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 17. Calcular el producto de los términos de una PG, cuya suma y primer término valen respectivamente 35 y 5 y la razón es 2. A. 100 B. 200 C. 1000 D. 5000 E. 400 08. Según una leyenda india, el inventor del ajedrez solicitó como recompensa por el invento que se pusiera 1 grano de trigo en la primera casilla del tablero, 2 en la segunda, 4 en la tercera, y así sucesivamente; en cada una el doble que en la anterior. El rey aceptó pero su sorpresa fue grande cuando vio no sólo que no cabían los granos en las casillas sino que no había suficiente trigo en todo el reino para cumplir el compromiso. Suponiendo que 10 granos de trigo pesan aproximadamente 1 g.¿podrías averiguar cuántos Kg. de trigo solicitó el inventor? Señala la suma de las cifras que forman la parte entera. A. 85 B. 72 C. 81 D. 74 E. 92 18. Tres números están en PG conociendo que su suma es igual a 35 y la suma de sus cuadrados es igual a 525. Hallar el mayor. A. 30 B. 35 C. 15 D. 12 E. 20 19. Se da un cuadrado de lado 10, uniendo los puntos medios de sus lados obtenemos un segundo cuadrado, uniendo los puntos medios de los lados de este cuadrado obtenemos un tercer cuadrado y así sucesivamente. Hállese la suma de las áreas de todos los cuadrados, si se supone que el proceso anterior se repite 5 veces. 09. Consideremos la siguiente situación: 2 ciclistas se preparan para una competencia: Pablo comienza con 1000 metros, y todos los días agrega 1000 metros más, en tanto que Emilio empieza con 200 metros y cada día duplica A. 190.52 47 B. 196,875 C. 201,186 D. 189,256 E. Imposible ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ TEMA 10 20. Un cuerpo cae libremente en el vacío y recorre en el primer segundo 4,9 m y en cada segundo siguiente 9,8m más. Qué distancia recorre el cuerpo al cabo de 10s? A. 360m B. 590m C. 460m D. 490 m E. 440 m TRIÁNGULO Es un polígono de tres lados, es decir, una porción de plano limitada por tres segmentos unidos, dos a dos, por sus extremos. Los tres segmentos que limitan el triángulo se denominan lados, y los extremos de los lados, vértices. CLAVE: 01- A 09 – C 14 – D 19 – B 02 – B 10 – E 15 – A 20 – D 03 – B 11 – C 16 – A 04 – D 12 – C 17 – C 08 – D 13 – B 18 – E En un triángulo se consideran dos tipos de ángulos: interior (formado por dos lados) y exterior (formado por un lado y la prolongación de otro). 10.1 Propiedades (Teoremas) Gauss, de niño, hace un descubrimiento. • En todo triángulo, la suma de los ángulos interiores es igual a dos rectos. • En todo triángulo, un ángulo exterior es igual a la suma de los dos ángulos Gauss provenía de una familia muy modesta. Su padre fue jardinero y pintor de brocha gorda. Las dotes matemáticas del joven Gauss se manifestaron muy pronto. interiores no adyacentes. • En todo triángulo, a mayor lado se opone mayor ángulo. • Si un triángulo tiene dos lados iguales, sus ángulos opuestos son también iguales. Se cuenta de él que un día, a la edad de nueve años, cuando llegó a la clase de aritmética de la escuela primaria, el profesor les pidió a él y a sus compañeros que sumasen todos los números del 1 al 100. Gauss se paró a pensar, y en lugar de sumar todos, uno por uno, resolvió el problema en pocos segundos de la manera siguiente: • En todo triángulo, un lado es menor que la suma de los otros dos y mayor que su diferencia. 10.2 Clasificación de los triángulos Por sus lados: Equiláteros: Sus tres lados iguales. Isósceles: dos lados iguales y uno desigual. Escaleno: tres lados desiguales. 1 + 2 + 3 + ... + 98 + 99 + 100 = (1 + 100) + (2 + 99) + ... + (50 + 51) = 50 · 101 = 5050 es decir, descubrió el principio de la fórmula de la suma de los términos de una progresión aritmética. A consecuencia de estos éxitos sus maestros se interesaron por él. Gauss estudió matemáticas y llegó a ser catedrático de matemáticas de Kazán, catedrático de astronomía y director del Observatorio Astronómico de Gotinga. Por sus ángulos: Rectángulos: un ángulo recto. Acutángulo: tres ángulos agudos. Obtusángulo: Un ángulo obtuso. 10.3 ELEMENTOS NOTABLES DE UN TRIÁNGULO Toda recta que une un vértice del triángulo con cualquier punto de su lado opuesto o su prolongación, se denomina CEVIANA. Bisectriz es la semirrecta que divide a un ángulo en dos partes iguales. Incentro es el punto de intersección de las tres bisectrices de un triángulo. Es el centro de la circunferencia inscrita. Mediatriz de un segmento es la recta perpendicular al mismo en su punto medio. Circuncentro es el punto de intersección de las tres mediatrices de un triángulo. Es el centro de la circunferencia circunscrita. 48 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 10.4 CONGRUENCIA DE TRIÁNGULOS Altura es el segmento perpendicular comprendido entre un vértice y el lado opuesto. Ortocentro es el punto de intersección de las tres alturas de un triángulo. Mediana es el segmento comprendido entre un vértice y el punto medio del lado opuesto. Baricentro es el punto de intersección de las tres medianas de un triángulo. Si dos figuras geométricas tienen la misma forma pero no el mismo tamaño, en otros, puede ser que sean de igual forma y tamaño. Al comparar dos figuras, si observamos que tienen la misma forma y la misma medida, decimos que las figuras son congruentes. Recta de Euler En cualquier triángulo, el circuncentro, ortocentro y baricentro están contenidos en una misma recta, llamada recta de Euler. El símbolo que se emplea para denotar la congruencia es: Un lado es menor que la suma de los otros dos. a < b + c, b < a + c, c < a + b Propiedades adicionales: y x Primer criterio: lado, lado, lado (LLL) Dos triángulos son congruentes si los tres lados de uno de ellos son congruentes a los lados del otro triángulo. Segundo criterio: lado, ángulo, lado (LAL) Dos triángulos son congruentes si tienen dos lados y el ángulo comprendido respectivamente congruente. Tercer criterio: Ángulo, lado, ángulo (ALA) Dos triángulos son congruentes si dos ángulos y el lado comprendido entre ellos, de uno de los triángulos, son congruentes con dos de los ángulos y el lado comprendido entre ellos del otro triángulo. Con base en el conocimiento de los criterios de congruencia se puede demostrar con facilidad si de dos triángulos son congruentes. x y b x+y=a+b x+y=180º+z x a Para comparar dos triángulos y determinar si existe congruencia entre ellos, existen tres criterios, que se describen y ejemplifican a continuación. a z y y b x x = 90º + x+y=a+b y x y 2 PROPIEDAD DE LA BISECTRIZ.- todo PROPIEDAD DE LA MEDIATRIZ. Todo punto de la bisectriz de un ángulo punto de la mediatriz de un segmento, equidista de los extremos del segmento. equidista de los lados del ángulo. x y y A x = 90º − y x= 2 y 2 α A B . z D x+y=180º x= MEDIATRIZ P Si BD es bisectriz y P α x x ≅ y−z 2 49 B B ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ En este caso n = 28, luego: 28( 28 − 3 ) = 28 × 25 = 350 TEOREMA DE LA BASE MEDIA el PROPIEDAD DEL TRIÁNGULO RECTÁNGULO segmento de recta que une los puntos La mediana relativa a la hipotenusa mide medios de dos lados de un triángulo es la mitad de la hipotenusa. paralelo al tercer lado y mide la mitad de B su longitud. B M a A N 2 ÁNGULOS INTERNOS: Sólo para polígonos regulares, la fórmula para hallar la medida de cada ángulo interno es: i= C M AC 2 BM = 2a 2 Un polígono de 28 lados posee 350 diagonales. 180º ( n − 2 ) n Suma de ángulos internos: Para cualquier polígono la suma de sus ángulos internos es: Si = 180(n – 2) C A NOTA: La fórmula anteriormente entregada no necesita la hipótesis de polígono regular. En los polígonos regulares: Triángulos Notables PROPIEDAD DEL TRIÁNGULO ISÓSCELES En un triángulo isósceles la altura relativa a la base también es bisectriz y mediana 180º (n − 2) n 2) Ángulo exterior: e = 360º n 360 º 3) Ángulo central: a = c n 1) Ángulo interior: B 4k 37º 5k k 3 30º 2k 60º 53º k 3k k 45º k 2 PROBLEMAS 45º A M C i= Nivel I k 1. En un triángulo isósceles ABC : AB ≅ BC y en BC se ubica el punto D tal que: AC ≅ DC . Calcular el menor valor entero que puede tomar la medida del ángulo A . 10.6 POLÍGONOS Las formas que ves en un tablero de ajedrez, un diamante de béisbol y una señal de alto son figuras planas. Los polígonos son figuras planas y cerradas limitadas por segmentos. Si el polígono es regular, todos sus lados tienen la misma longitud y todos sus ángulos la misma medida. 10.5 DIAGONALES: Para cualquier polígono convexo de n lados, la fórmula para hallar la cantidad de diagonales que posee es: A. 46º 2. B. 31º C. 59º En la figura: y+z=130º calcular el valor de D. 61º " x" . z A. B. C. D. E. n(n − 3) 2 Ejemplo: Determinar la cantidad de diagonales que posee un polígono de 28 lados. 15º 20º 25º 30º 35º E. 76º y m m n n x 50 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ ___ 3. ___ Si: α + β = 410 y AB ≅ BC . Calcular θ . ___ 7. B ∧ __ En la figura: AB = 2C P y B = 26O Determinar el valor de “x” B β ∝ A. B. C. D. E. θ A D A. 15º C B. 22,5º C. 23º E D. 24,5º E. 49º Jaimito tiene un jardín de forma triangular. En un punto O situado en el interior del jardín, tiene un rosal. La suma de las dos distancias desde el rosal a cada vértice es 54m. ¿Cuál es el perímetro de dicho jardín? A. 107m B. 110m ___ ___ C. 122m ___ ___ ___ ___ D. 125m ___ ___ ___ P ___ En la figura, calcular BD si AB = BC = 8 B A. B. C. D. E. E. 200m ___ A α C ___ 8. 4. 10º 12º 14º 8º 16º ___ En la figura: AB ≅ BC y AC ≅ AD ≅ DE ≅ EF ≅ FG ≅ GH ≅ HI ≅ BI . Calcular el ángulo " x" . A 5. 60º 4 6 8 5 10 40º C A 70º ___ ___ ___ ___ 9. En la figura: AB = DC; BD = EC ; m Calcular el valor de “x” B E D ACB = 240 ABD = m G A. B. C. D. E. I x C A. 10º D B. 12º F H C. 14º B D. 16º E. 18º xº α A 6. ___ A. 10 B. 11 C. 12 D. 13 ___ ___ ___ 10. En la figura: AB = EC , AE = DC En un triángulo ABC , donde dos de sus lados miden 6,2 y 12,2m. Hallar la diferencia entre el máximo y mínimo valor entero que puede tener el tercer lado. A. B. C. D. E. E. 14 C D ABE = B 15º 10º 20º 25º 35º ECD = 20º . Calcular E α A 51 E α 16º 18º 20º 24º 32º D C " x" ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ ___ ___ 4. 11. En un paralelogramo ABCD se trazó la bisectriz interior de B que corta a AD ___ ___ En la figura : AM = MC . Hallar φ B ___ ___ A. B. C. D. E. que: AB = 4. A. 2 B.3 C.6 D.4 E.1 12. En un trapezoide ABCD las bisectrices interiores de los ángulos A y B se ∧ APB = 300 y m D = 200 : calcular la m C . cortan en P. Si m A. 20º B. 30º C. 40º ___ D. 50º ___ ___ 5. ___ ___ ___ y B se intersecan en M y las bisectrices ∧ ___ A. 10 B. 11 C. 12 D. 9 E. 13 ___ B.4 C. 5 6. D. 6 E. 7 Por un vértice de un cuadrado ABCD pasa la recta L que hace un ángulo ___ agudo con el lado AB sin cortar el cuadrado. Si la proyección de la diagonal Nivel II 1. ___ medios de AN y BM . interiores de C y D se cortan en N Calcular MN . A. 3 Si un trapecio ABCD(AB // CD) la suma de las bases es 48cm , M es punto ∧ Las bisectrices interiores de A ∧ C M H A medio de AC, N punto medio de BD . Hallar el segmento que une los puntos 13. En un trapecio ABCD ( BC// AD) se tiene: AB = 6, BC = 8, CD = 10 y AD = 18 . ∧ φ 20º 10º 30º 45º 15º ___ E. 25º φφφ φ en E. Calcular el segmento que une los puntos medios de BD y CE sabiendo ___ ∧ ___ ___ BD sobre la recta mide 8m . Calcular la distancia del punto de intersección de las diagonales del cuadrado a la recta. A. 2 B. 3 C.4 D. 5 E. 6 ___ En la figura, BE es bisectriz de B . BH es altura, AE = BE , α = 14 0 . Hallar B . B ___ A. B. C. D. E. α 76º 74º 72º 66º 58º θ A 2. 3. 7. E H A. 2 B. 4 C. 5 A la figura AB = BC AE = CD , D. 3 E. 6 C 8. En el interior de un triángulo rectángulo isósceles ABC , recto en B , se toma un punto D , de modo que: AB = AD y m∠BAD = 30 º . ¿Cuánto mide el ángulo DCA ? A. 15º B. 30º C. 5º D. 20º E. 40º ∧ En un trapecio rectángulo ABCD recto en A y D , la base menor AB es 4m , la mediana ME del trapecio mide 6m . Se toma sobre AD un punto P tal que PB = PC y su BPC = 900 . Hallar MP . si BED = BDE . Hallar " x" B A. B. C. D. E. ___ En un triángulo ABC , m A = 300 , m∠ C = 15 0 ; si se traza la mediana BD . Hallar la medida del ángulo DBC A. 15º B. 20º C. 25º D. 30º E. 22º 30 20º 22.5º 30º 36.5º 40º A 3α 2α C E 52 D ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 10. Las medidas de los ángulos interiores de dos polígonos regulares difieren en 10º y uno de ellos tiene 6 lados menos que el otro. Hallar el mayor número de lados. A. 16 B. 19 C. 17 D. 18 E. 20 Ejercicios de Polígonos 1. 2. En un polígono regular se cumple que la suma de medidas de los ángulos interiores es 6 veces la medida de un ángulo interior. ¿Cuántos lados tiene dicho polígono? A. 5 B. 6 C. 7 D. 8 E. 9 11. Cuántas diagonales en total tiene aquel polígono regular convexo en el cual el cuadrado de su ángulo central es igual a 15 veces la medida de su ángulo interior. A. 14 B. 20 C. 27 D. 35 E. 17 Cuál es la longitud del apotema de un hexágono regular de perímetro 60 m. A. 6 3 B. 7 3 C. 5 3 D. 4 3 E. 3 3 3. Calcular el número de lados de un polígono regular donde la medida de un ángulo interior es (p+15) veces la medida del ángulo exterior, y el número de diagonales es 135p. A. 56 B. 62 C. 64 D. 36 E. 48 12. Desde ( n − 4) vértices consecutivos de un polígono convexo, se trazan ( 4n + 3) diagonales. Hallar el número de ángulos rectos a que equivalen la suma de las medidas de los ángulos interiores de dicho polígono. A. 4 B. 10 C. 16 D. 20 E. 18 4. Un polígono regular tiene 4 lados menos que otro y la diferencia de las medidas de los ángulos centrales de 45º. Cuántos lados tiene dicho polígono? A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 E. 8 13. ¿Cuántos lados tiene un polígono cuya suma de las medidas de sus ángulos internos y externos es 3960? A. 21 B. 20 C. 22 D. 18 E. 16 5. En un polígono regular, al disminuir en 10º la medida de un ángulo interior, resulta otro polígono regular cuyo número de lados es 2/3 del número de lados del polígono original. Calcular el número de lados de dicho polígono. A. 16 B. 18 C. 20 D. 22 E. 24 14. ¿Cuál es el polígono regular en el cual, al aumentar en 1 el número de sus lados, su ángulo central disminuye en 12? 6. A. Cuadrado D. Heptágono CLAVE: 01 – B 02 – C 07 – A 08 – D Si los ángulos externos e internos de un polígono regular se encuentran en la relación de 2 a 7. Cómo se llama el polígono? A. pentágono B. hexágono C. nonágono D. heptágono E. dodecágono 7. Se tiene un polígono regular cuyo semiperímetro es “p” y en el cual el número que expresa su perímetro es el mismo que el que se expresa su número de diagonales. Además su ángulo interior es “p” veces su ángulo exterior. Cuánto mide el lado del polígono regular? A. ½ B. ¼ C. 1 D. 1/3 E. 1/5 8. Calcular la medida del ángulo exterior de un polígono regular, sabiendo que a partir de sus cuatro primeros vértices se puede trazar 25 diagonales. A. 10 B. 20 C. 45 D. 36 E. 30 9. En un polígono regular, la medida de un ángulo interior es igual a cinco veces la medida de un ángulo central. Calcular el número de diagonales trazadas desde los tres primeros vértices. A. 32 B. 44 C. 26 D. 29 E. 28 53 B. Pentágono E. Octágono 03 – E 09 – C 04 – B 10 – B C. Hexágono 05 – B 06 – C ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Teorema: La bisectriz de un ángulo exterior del triángulo divide exteriormente el lado opuesto en dos segmentos, cuyas medidas son proporcionales a las de los lados del correspondiente ángulo interior del triángulo. TEMA 11 SEMEJANZA Y PROPORCIONALIDAD 11.1.Teorema de Thales: Si dos rectas cualesquiera se cortan por varias rectas paralelas, los segmentos determinados en una de las rectas son proporcionales a los segmentos correspondientes en la otra. Si: L1 // L2 // L3 B θ θ c p c = q a a A p , se cumplen las siguientes proporciones a m a b , = = b n m n a +b m+ n y = b n Semejanza de Triángulos: En geometría, existen casos en los que se presentan ciertas similitudes entre figuras; aquí los conceptos de congruencia o semejanza se establecen cuando las figuras son de la misma forma y tienen igual o diferente tamaño. L1 a m L2 b n En la congruencia, los lados y los ángulos tienen la misma medida y, en la semejanza, las dos figuras tienen la misma forma, aunque no tengan necesariamente la misma medida o tamaño; sus ángulos correspondientes u homólogos deben ser congruentes y los segmentos correspondientes o lados homólogos deben guardar entre sí una relación proporcional. L3 Corolario: Si una recta es paralela a un lado del triángulo e interseca a los otros dos, determinan en ellos, segmentos proporcionales. ¿Cuándo se puede afirmar que dos triángulos son semejantes? Para contestar esta pregunta es necesario que se cumplan las condiciones que se analizarán a continuación: B Si MN //AC entonces a a b = m n O m N M 80º n b R 40mm C A n 54mm o 20mm 60º 11.2 Teorema de la bisectriz interior y exterior: M Teorema: La bisectriz de un ángulo de un Triángulo divide al lado opuesto en dos segmentos proporcionales a los lados que forman ese ángulo. Es decir, en el triángulo ABC : m c = n a B c A θ θ m D q C p 60mm q 27mm r p 40º N P 30mm Q Obsérvense los siguientes triángulos: ¿serán semejantes? Si se toma con un transportador la medida del ángulo M, se puede ver que es congruente con el ángulo P; de la misma forma, el ángulo N es igual a Q, y R a O, por lo que se puede establecer que: a n C <M = <P = 60°; <N = <Q = 40°; <O = R = 80° 54 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 2. En la figura, DE // AB, entonces Por otra parte, las medidas en milímetros de los lados opuestos a estos ángulos tienen una razón o constante de semejanza, esto es, el cociente de los lados opuestos a ángulos iguales es constante. p 30 = = 0,5 m 60 q 27 = = 0,5 n 54 r 20 = = 0,5 o 40 II) Para comprobar que los ángulos M, N y O del MNO son, respectivamente, congruentes a los ángulos P, Q y R del PQR, se puede calcar el PQR, recortar y sobreponer, uno a uno, los ángulos de los dos triángulos. III) A) Sólo I D) Sólo II y III Gracias a los datos obtenidos puede afirmarse que los triángulos MNO y PQR son semejantes. El símbolo ~ indica semejanza entre dos figuras, por lo que se pueden representar como: DE AC = AB CD AB BC = DE EC AB DE = AC CD I) B) Sólo II E) I, II y III C) Sólo III 3. En la figura, ST//QR, si SQ = x + 1, QP = x + 2, TR = x + 5, RP = x + 6. La expresión que permite determinar x es: ∆PQR ~ ∆MNO Para determinar la semejanza entre dos triángulos existen tres criterios que son los siguientes: A) x + 1 = x + 5 Primer Criterio: Ángulo – Ángulo (AA): Dos triángulos son semejantes si tienen dos de sus ángulos respectivamente iguales. B) x + 2 = x + 5 x+2 x+6 x+6 x +1 S Q C) x + 2 = 2 x + 11 Segundo Criterio: Lado - Ángulo- Lado ( LAL): Dos triángulos son semejantes si dos de sus lados son proporcionales respectivamente y congruente el ángulo que forman. 2x + 3 x+6 x +1 2 x + 11 D) 2 x + 3 = x + 5 T R P E) 2 x + 3 = 2 x + 11 Tercer Criterio: Lado - Lado - Lado (LLL): Dos triángulos son semejantes si sus tres lados son respectivamente proporcionales. 4. ABMN trapecio. NC = 8 cm, MC = 12 cm, BC = 15 cm. El segmento AC mide: A) 22,5 cm B) 11 cm C) 10 cm D) 6,4 cm E) 20 cm PROBLEMAS: 1. En la figura AE // CB. Determinar la medida de DB si AD = 20 cm, AC = 6 cm. y ED = 18 cm. A) 9 cm B) 11 cm C) 12,6 cm D) 54 cm E) 15 5. ABCD es paralelogramo, DE = 15, EF = 4, FB = 55. Determinar CF. A. B. C. D. E. 55 44/3 12/11 825/4 20 18 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 9. En la figura, ¿cuál debe ser el valor de x para que L1 // L2? 6. En la figura, MN//PQ, entonces: I) II) III) IV) MN MO = PQ OP OM ON = OP OQ MN•NO = QO2 PQ2 = QP•MN A) Sólo I D) Sólo II y IV A) 3 B) 4 C) 4,5 D) –4 E) -4,5 B) Sólo II E) Sólo I y II 10. En el triángulo ABC de la figura, DE // AB . Si CD = 20, DA = 5, CB = 30 y AB = 45, entonces el perímetro del trapecio ABED es C) Sólo II y III 7. ¿Cuál(es) de las siguientes relaciones se verifica(n) en la figura, siendo DE//CF y CE//BF? A) 65 B) 80 C) 86 D) 90 E) 92 AB AC = BF CE II) AB = BC AE EF III) AB = AE AC AF A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III 8. El ∆ABC de la figura es equilátero de lado a. Si DE // AB y CD: DA = 2:3, entonces la medida de DE en función del lado a es: I) 11. De acuerdo a los datos proporcionados en la figura adjunta, la recta CD es: a) Altura b) Bisectriz c) Simetral d) Transversal de gravedad e) Mediana 12. En el triángulo ABC de la figura, DE // AB y CD = 1 . Se afirma que: DA A) B) C) 2 5 3 5 4 I ) CD= CE a CE 1 II ) = EB 3 De estas afirmaciones es(son) verdaderas: a A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) I y II E) II y III a 5 a D) 2 E) 2 3a 3 56 3 III) DE 1 = AB 4 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 13. Se tiene un trapecio escaleno en donde la base mayor es tres veces la base menor, la altura mide 6m. Hallar la distancia del punto de corte de las diagonales a la base menor. A. 1 B. 1,5 C. 2 D. 2,5 E. 3 TEMA 12 RELACIONES MÉTRICAS EN EL TRIÁNGULO RECTÁNGULO 14. Se tiene un triángulo escaleno ABC en donde se conoce que AC=10cm y la altura BH=8cm. Encontrar el lado del cuadrado inscrito en el triángulo conociendo que uno de sus lados se encuentra sobre AC. A. 2,8 B. 3,6 C. 4,4, D. 5 E. 3 b2 = a 2 + c2 15. Las bases de un trapecio miden 4m y 12m y los lados no paralelos 4m y 5m. Hallar el perímetro del triángulo menor que se forma al prolongar los lados no paralelos. A. 8,5m B. 13m C. 7m D. 10m E. 12m a 2 = m.b h 2 = m.n a.c = b.h c 2 = n.b 1 1 1 + = a 2 c2 h2 16. El área de un trapecio es 24m2 y sus bases miden 5m y 7m respectivamente. Hallar la distancia del punto de intersección de las diagonales a la base mayor. A. 5/3 B. 7/3 C. 8/3 D. 11/3 E. 10/3 12.1 RELACIONES MÉTRICAS EN TRIÁNGULO ACUTÁNGULO Y OBTUSÁNGULO 17. En la figura: AC=8m, BC=12m, DE//AB. Área del triángulo DCE = área trapecio ADEB. Hallar CE. A. Teorema de Euclides 4 6 Si 90º<β<180º B. 6 2 C. 12 D. 10 E. 8 18. En la figura: ángulos B y D son 90º, EC=5, ED=4, AD=10. Hallar BE. a 2 = b 2 + c 2 − 2bm A. 2,5 B. 2,8 C. 4,5 D. 3,2 Teorema de Heron p= CLAVE: 1-C 7–A 13 – B 2–C 8–A 14 – C 3–A 9-B 15 – A 4–A 10 - D 16 – B 5–D 11 - B 17 – B hb = 6-B 12 - E 18 – B 57 2 b a +b+c 2 p ( p − a )( p − b )( p − c ) ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Teorema de Stewart ( Teorema de Mediana ) 07. En el triángulo ABC AB = BC , Sobre AC se ubica el punto D. Encontrar AD.DC si AB = 7 y BD = 5 a) 2 b) 12 c) 8 d) 16 e) 24 08. Los lados de un triángulo miden 2k; 3k y 4k. determinar “k” si la altura relativa al lado intermedio mide 15 a) 6 b) 5 c) 4 d) 3 e) 2 2x2 + x b + bmn = a n + c m 2 2 2 b2 = a 2 + c2 2 09. En un triángulo ABC, obtuso en A, encontrar la medida del ángulo “A”, si entre las longitudes de sus lados se cumple: ( a 4 + b 4 + c 4 = 2a 2 b 2 + c 2 a) 120 b)135 ) c) 105 d) 165 e) 150 Ejercicios y problemas 10. En un cuadrilátero ABCD de diagonales perpendiculares tenemos que: 01. Los lados de un triángulo miden menor lado sobre el mayor lado. a) 2 b) 2 3 c) 2 2; 6 y AB = 2 ; BC = 3 y CD = 2 5 . Calcular AD 8 . Calcular la proyección del a) 3 2 d) 2 3 2 e) 3 2 a 2 = b 2 + c 2 − bc a) 30 b) 60 c) 74 AC , tal que m∠FOC = d) 16 e) 37 a) 9,2 e) 30 m∠B . Si AF = 20 y AO = 16 . Hallar la longitud del 2 c) Obtusángulo d) 10,2 e) 11,4 PB = 8cm a) 6 b) 6,8 c) 6,4 d) 6,2 e) 6,6 13. En un triángulo ABC; AB = 7 ; BC = 31 y AC = 54 . Hallar la longitud de la altura BH . a) 6 b) 5 c) 4 d) 3 e) 7 05. En un triángulo ABC, AB = 8;BC = 10 y AC = 12 . Se traza la ceviana BR , tal que RC = 3 . Calcular la longitud de BR a) 6 b) 7 c) 8 d) 9 e) 5 14. Calcular la altura de un trapecio isósceles, sabiendo que la longitud de sus lados no paralelos es 34 m y cuyas bases miden 8 m y 40 m respectivamente. a) 28m b) 32m c) 40m d) 30m e) faltan datos 06. Los lados de un triángulo son: AB = 17 ; AC = 13 y BC = 24 . Si los punto M y N 2 c) 9,6 perpendiculares entre sí. Hallar la distancia de P a QA si QB = 10 cm y d) Falta información dividen al lado BC en tres longitudes iguales. Calcular AM − AN a) 36 b) 38 c) 40 d) 42 e) 44 b) 9,4 12. En una circunferencia de centro Q, se trazan los radios QA y QB 04. Si los lados de un triángulo miden 2, 3 y 4. ¿Qué clase de triángulo es? b) Rectángulo d) 2 3 radio de dicha circunferencia. 03. En un romboide ABCD dos lados consecutivos miden 3 y 5. Determinar el ángulo mayor que se opone a una de las diagonales que mide 7 a) 120° b) 135° c) 105° d) 165° e) 150° a) Acutángulo c) 6 11. En un triángulo ABC, la circunferencia inscrita tiene centro O. F es un punto de 02. En un triángulo ABC encontrar la m<A si entre las longitudes de sus lados se cumple: b) 15 2 58 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ (R ∈ AC ), de modo que 15. En un triángulo rectángulo ABC, trazamos BR TEMA 13 AB = BR . Hallar AB , si AC.AR = 36cm2 a) 5 2cm b) 9cm c) 3 2cm 13.1 REGIONES POLIGONALES. ÁREAS d) 7 2cm Triángulo e) 11cm. 16. En un triángulo rectángulo ABC, se trazan BH ⊥ AC , HE ⊥ AB y h HF ⊥ BC . Si AE = 1m y FC =8m . Calcular BH a) 5m b) 5 5m c) 2 5m d) 3 5m e) b b) 122cm. c) 142cm. d) 152cm h A 2m 17. Calcular el perímetro de un triángulo rectángulo, sabiendo que sus lados son números enteros, en cm. y que uno de sus catetos mide 11cm. a) 120cm. Trapecio b A= B b.h 2 Cuadrado a e) 132cm. A= Paralelogramo S a 18. Hallar “x” en: “o” es centro 115 8 115 c) 4 95 e) 4 125 8 95 d) 8 a) b) S h a b S=a2 S=b.h Polígono Regular Rectángulo S a a 19. Hallar BD = x , si AC = 18 y ABCD es un romboide b a) 2 b) 5 5 S=a.b c) d) 3 13 Rombo e) B+b h 2 5 2 23 2 p: semiperímetro A = a.p Relación entre áreas de triángulos semejantes A 20. Hallar “x” en: a) 6 b) 5 c) 4 d) 3 e) 7 D b a h ' S 01. C 02. B 03. A 04. C 05. C 06. C 07. E 08. E 09. B 10. B 11. C 12. B 13. B 14. D 15. C 16. C 17. E 18. B 19. C 20. E d A= 59 D .d 2 α β α c S a2 b2 c2 h2 = 2 = 2 = 2 = 2 S' a' b' c' h' β ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 02. Al aumentar en la misma proporción la longitud de los lados de un cuadrado, su área aumenta en un 69 %. ¿Qué porcentaje aumentaron sus lados? A. 20% B. 30% C. 34,5% D. 8,3 % E. 69% 03. ¿Qué proporción guardan las áreas de las dos regiones grises marcadas en el rectángulo PQRS, si M es un punto cualquiera de la diagonal? Área del Círculo y Longitud de su Circunferencia P Área de un Sector Circular y Longitud de Arco Q M r S S r L R S S=πr2 S= LC = 2πr Area de la corona Circular παr 2 360º L= A. La de arriba es más grande C. Son iguales E. No hay suficientes datos 2πα r 360º 04. Un triángulo rectángulo tiene hipotenusa 6 y perímetro 14, ¿cuál es su área? A. 3 B. 7 C. 10 D. 14 E. 28 Área del Segmento Circular r r B. La de abajo es más grande D. Sólo son iguales si M es punto medio 05. En la figura, cada lado del cuadrado mide 1. ¿Cuál es el área de la región sombreada? S A B D C R A=π(R2-r2) S= πα r 2 r 2 sen α − 360º 2 B. π /4 C. ½ D. 1 A. π /2 06. ¿Cuánto mide el área de la parte sombreada? EJERCICIOS Y PROBLEMAS 01. Cada lado de un rectángulo se divide en tres segmentos de la misma longitud; los puntos obtenidos se unen definiendo un punto en el centro, como se indica en la figura. ¿Cuánto es el cociente del área de la parte blanca entre el área de la parte gris? π /4 E. 1 - π /2 E. 6/ 3 6 3 3 A. 1 B. ½ C.. 1/3 D. ¼ E. 2/3 A. 9 60 B. 3/ 2 C. 18 D. 12 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ o 07. En el triángulo ABC, AB = 1, BC = 2 y el ángulo ABC es de 72 . Se rota el triángulo ABC en el sentido de las manecillas del reloj fijando el vértice B, obteniéndose el triángulo A'BC'. Si A,B,C' son colineales y el arco AA' es el descrito por A durante la rotación, ¿cuánto vale el área sombreada? 11. Cuál es la relación entre la parte sombreada y la no sombreada? A. 2/15 B. 1/16 C. 3/16 D. 1/12 E. 1/18 C D 2 12. El área de un rectángulo es 1230 m . Si el largo aumenta en 9m y el ancho en 20m resulta un cuadrado. Calcular el perímetro del rectángulo original. A. 140 m B. 142 m C. 150 m D. 152 m E. 160 m A A. π/6 B. π-3/2 B C. π/10 D. 1 - π/2 13. Un triángulo equilátero y un hexágono regular tienen el mismo perímetro. Si la 2 suma de sus áreas es 100 m . Cuál es su diferencia? 2 2 2 2 2 A. 20 m B. 40 m C. 30 m D. 10 m E. 50 m E. 3π/8 08. Hallar el área sombreada si el radio de los círculos iguales es: R En el cuadrado ABCD, determinar la relación p/q. A. 3R2(4 - π) B. 3πR2 – 5R2 C. 8πR2 – 3R2 2 2 2 D. 10R - 7πR E. 6πR 09. Cuál es el área sombreada si los círculos iguales tienen radio: 4 cm A. B. C. D. E. A. 2 2 3π R 2 4π R 2 2π R 2 πR 2 5π R C. ½ D. 2/3 E. 3/2 14. Sobre una recta se toman los puntos A, B y C de modo que AB=4m y BC=3m . A un mismo lado de la recta se construyen los triángulos equiláteros 2 AEB y BDC. Hallar el área del cuadrilátero AEDC en m . A. 14 3 B. 14 6 C. 21 3 D. 27 6 E. 9,25 3 15. En un trapecio ABCD, AB//CD, AB>CD. Las áreas de los triángulos AOB y 2 2 COD son de 25m y 12m . Hallar el área del trapecio. (O es punto de corte de las diagonales). 2 2 2 2 2 A., 60m B. 71,6m C. 78m D. 72,5m E. 66,2 m 10. Hallar el área sombreado si el cuadrado tiene lado igual 4 m. 2(π- 3) A. B. C. D. B. 1/3 4(π - 2) 4(3π -1) 8(π -2) 4π 16. Dado un segmento de recta AB=a, determinar sobre ella un punto M de modo que la suma de las áreas de los triángulos equiláteros de lados MA y MB sea mínima. A. MA=a/2 B. MA=a/3 C. MA=a/4 D. MB=a/3 E. MB=a/4 61 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Ecuaciones de la Recta: 17. Hallar el área máxima que puede tener un rectángulo inscrito en un triángulo ABC, AC=b y su altura BH=h. Uno de los lados del rectángulo está sobre AC. A. bh/3 B. bh/4 C. bh/5 D. Bh/8 E. Bh/6 18. Un triángulo y un trapecio tienen áreas y alturas iguales. Si la base del triángulo mide 18 cm, hallar la mediana del trapecio. A. 36cm B. 18cm C. 9cm D. 30cm E. 26cm CLAVE 01- B 07 – C 13 – E 02 – B 08 – A 14 – E 03 – C 09 – D 15 – B 04 – B 10 – B 16 – A 05 – C 11 – B 17 – B Si tiene pendiente m y pasa por P 0(x0;y0) L: Si se conocen dos puntos P1(x1;y1) y P 2(x2;y2) L: Ec. General de la recta 06 – A 12 – A 18 – C ( y − y0 ) = m(x − x0 ) ( y − y1 ) = y2 − y1 ( x − x1 ) x2 − x1 L : Ax + By + C = 0; m = − Ec. de una Recta Vertical que pasa por P(h,k) L: B ; A ≠ 0, A x-h=0. Recuerda que: TEMA 14 GEOMETRIA ANALITICA EN EL PLANO Si L1//L2 m(L1) = m(L2) • Si L1⊥L2 m(L1).m(L2)= -1 • Distancia del punto P(x0 ,y0) a la recta L: Ax+By+C=0 D(P ; L ) = 14.1 Distancia entre dos Puntos, Punto Medio de un Segmento d (P0 , P1 ) = • (x1 − x0 )2 + ( y1 − y0 )2 Ax0 + By0 + C A2 + B 2 14.3 Circunferencia es el lugar geométrico de los puntos del plano que equidistan de un punto fijo llamado centro. Al segmento que une el centro de la circunferencia con un punto de ella, se le llama radio (r). x + x0 y1 + y0 M = 1 ; 2 2 Ecuaciones de la circunferencia: 14.2 la recta Es el lugar geométrico de todos los puntos del plano dispuestos en una misma dirección. Al ángulo “α” se le llama ángulo de inclinación de la recta. Se define la pendiente de la recta no vertical como la tangente de su ángulo de inclinación Ec. Canónica : x2+y2=r2 Ec. Ordinaria : (x-h)2 +(y-k)2=r2 Ec. General : x2+y2+Dx+Ey+F = 0 Dada la ecuación x2+y2+Dx+Ey+F = 0; se considera que : Pendiente de la recta L: m(L)=tanα m= y1 − y0 x1 − x0 62 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ • • • Si D 2 + E 2 − 4 F > 0 representa una circunferencia de radio 1 r= D 2 + E 2 − 4 F y centro en − D ;− E . 2 2 2 2 2 Si D + E − 4F = 0 . Representa solo al punto − D ;− E . 2 2 Si D 2 + E 2 − 4F < 0 , no representa ningún conjunto en el plano. Para Parábolas que tienen eje paralelo al eje X 14.4 Parábola Una parábola es el conjunto de todos los puntos en un plano equidistantes de un punto fijo y una recta fija; el punto fijo se llama foco y la recta fija directriz Ec. Canónica : y2=4px Ec. Ordinaria Ec. General : (y-h)2=4p(x-k) : Ax+By2+Cy+D=0 14.5 Elipse: La elipse es el lugar geométrico de un punto que se mueve de modo que la suma de sus distancias a dos puntos fijos (focos) es constante igual a “2a” 14.5.1.Elementos de la Elipse: F; F’ FF’ V; V’ VV’ xx’ C yy’ AA’ DD’ L 14.4.1 Ecuaciones de la parábola Para Parábolas que tienen eje paralelo al eje Y : focos : 2c : vértices : eje mayor = 2a : eje focal : centro. : eje normal : eje menor= 2b : cuerda : directriz Si una cuerda pasa por cualquiera de los dos focos, se le llama cuerda focal. Si la cuerda focal es perpendicular al eje focal la cuerda se llama lado recto. Longitud 2 del lado recto se calcula como 2b Ec. Canónica : x2=4py Ec. Ordinaria Ec. General a : (x-h)2=4p(y-k) : Ax2+Bx+Cy+D=0 Se cumple la relación pitagórica a2 = b2 + c2. La excentricidad está dada por: e = 63 c <1 a ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 14.5.2 Ecuaciones de la Elipse 14.6.1 Elementos de la Hipérbola LA2 Para Elipses que tienen su eje focal paralelo al eje X LD E LN 2 LD LA1 1 L B1 LF V2 F2 V1 C E’ R B2 2 2 Ec. Canónica: x + y = 1 2 2 a b Ec. Ordinaria: (x − h ) + ( y − k ) = 1 a2 b2 E. General: Ax2+By2+Cy+Dx+F=0 (A.B>0) 2 F1 :Eje transverso :Segmento focal :Directriz :Eje focal :Eje normal :Asíntotas :Centro :Vértices :Focos :Lado recto :Cuerda focal :Eje conjugado V1V2 (2a) F1 F2 (2c) LD1 y LD2 LF LN LA1 y LA2 C V1 y V2 F1 y F2 LR EE’ B1B2 (2b) 2 14.6.2 Ecuaciones de la Hipérbola Para Hipérbolas que tienen su eje focal paralelo al eje X Para Elipses que tienen su eje focal paralelo al eje Y 2 2 Ec. Canónica: x 2 − y2 = 1 a 2 2 Ec. Canónica: y + x = 1 2 a b2 b Ec. Ordinaria: ( y − k )2 + (x − h )2 = 1 a2 b2 E. General: Ax2+By2+Cy+Dx+F=0 (x − h )2 − ( y − k )2 Ec. Ordinaria: =1 a2 b2 2 E. General: Ax +By +Cy+Dx+F=0 (A.B<0) 2 Se cumple que: • c2=a2+b2 14.6 Hipérbola: Es el lugar geométrico de un punto (P) que se mueve en un plano de tal manera que la diferencia de sus distancias a dos puntos fijos (F1 y F2) llamados focos, es siempre igual a una constante positiva (2a). • Excentricidad: e = c > 1 • 2 Longitud del lado Recto LR = 2b a a 64 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ d) y2-16x-14y-33=0 e) y2+10x-14y+33=0 PROBLEMAS 1. 2. Uno de los extremos de un segmento de longitud de 5 cm es el punto A(-3;-2) si la abscisa del otro extremo es -6. Halla su ordenada a) 2 b) -6 c) a y b d) -2 e) 6 Los vértices de un triángulo rectángulo son los puntos A (1;-2), B(4;-2) y C(4;2) Determina las longitudes de los catetos, la longitud de la hipotenusa y el área del triángulo. Da como respuesta la suma de estas cantidades a) 16 b) 18 c) 20 d) 22 e) 24 3. Los puntos M( 1/3;4) y P(8/3;5) son los puntos de trisección del segmento AB, halla la longitud del segmento AB a) 6 b) 7 c) 8 d) 57 e) 58 4. Dadas las rectas : L1 que pasa por los puntos (-2;3), (1;5) L2 : 2ax –(a+3)y = 5 si L1 es perpendicular a L2, halle (a+1) a) -9/7 b) -2/7 c) 4/ 7 d) -3/7 e) 2/7 5. Una recta pasa por los puntos A(1;2) y B(-3;8). halla la ordenada del punto sobre la recta que tiene como abscisa 5 a) 2 b) 3 c) -4 d) -3 e) 5 6. Dada la ecuación de la recta L: 2x-y-2=0, halla la ecuación de la recta L1 que pasa por el punto (8;4) y es perpendicular a L a) x+2y-16=0 b) 2x-5y-16=0 c) x-2y+8=0 d) 2x+4y+16=0 e) x+2y+16=0 7. Halla la ecuación de la recta que pasa por el origen de coordenadas y forma un ángulo en posición normal de /4 rad a) y=x b) y=-x c) y=2x d) y=-2x e) y=2 8. La ecuación de la parábola cuyo vértice está en (5;-2) y su foco está en (5;-4) es: a) x2 -10x+8y+41=0 b) x2 +10x-8y+41=0 c) x2 -10x+8y-41=0 d) x2+10x+8y+41=0 e) x2 -10x-8y-41=0 9. 10. Un espejo parabólico tiene una profundidad de 12 cm en el centro y un diámetro en la parte superior de 32 cm. La distancia del vértice al foco es: a) 16 b) 12 c) 15 d) 16/3 e) 24 11. Halla la ecuación de la parábola con vértice de abscisa positiva y que pasa por los puntos A(7;8) y B(7;-12). Además tiene como directriz la recta x+3=0 a) (y+2)2 =20 (x-2) b) (y-1)2 =20 (x+2) c) (y-2)2 =8 (x+2) d) (y+2)2 =20 (x+2) e) (y-1)2 =20 (x-2) 12. Halla la ecuación de la parábola cuyo foco está sobre la recta L1: 2x+y-1=0, su vértice pertenece a la recta L2: x-y+3=0 y su directriz es la recta L3: x+4=0 a) (y+1)2=4(x-2) b) (y+1)2=8(x+2) c) (y-1)2=8(x+2) d) (y+1)2=4(x+2) e) (y-1)2=8(x-2) 13. El foco de una parábola es el punto A(4,0) y un punto sobre la parábola es el punto P(2;2) entonces, la distancia del punto P a la recta directriz de la parábola es: a) 2 b) 3 c) 2 2 d) 2 3 e) 2 14. El término independiente de la ecuación general de la circunferencia de centro (2;5) y radio 6 es: a) 25 b) 36 c) 7 d) -7 e) -10 15. Se tiene una circunferencia que pasa por los puntos a(-5;1) b(-2;4) y c(1;1), Halla las coordenadas del centro a) (2;1) b) (-2;1) c) (1;2) d) (-1;2) e) (-2;-1) 16. La ecuación de la circunferencia que pasa por los puntos a(4;6), b( -2;-2) y c(-4;2) es: a) x2+y2-2x-4y-10=0 b) 3x2+3y2-2x-4y-20=0 c) x2+y2-4x-4y-2=0 d) x2+y2-2x-4y-20=0 e) x2+y2-2x-4y+20=0 La ecuación de la parábola con eje paralelo al eje X, que pasa por los puntos (3/4;9), (-5/4;1), (0;11) es: a) y2+16x-14y+33=0 b) y2+16x+14y+33=0 c) y2+16x-14y-33=0 65 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 23. Dados V(-3;4) y la directriz y = 2, calcular la ecuación de la parábola. 17. Hallar el centro y el radio de la circunferencia cuya ecuación está dada por: x2+y2-2x+y-1=0 a) c(1;1/2) r=3/2 b) c(1;-1/2) r=3/2 c) c(1;-1) r=3/2 d) c(1;-1) r=3 e) c(1;-3/2) r=2 A) x2 + 6x – 8y + 31 = 0 C) x2 + 6x – 8y + 51 = 0 E) x2 + 6x – 8y + 71 = 0 18. Para qué valores de m y k la ecuación: mx2+y2+4x-6y+k=0 representa una circunferencia? a) m=1 k<13 b) m=1 k=13 c) m=2 k>11 d) m=2 k>13 e) m=2 k<13 24. Hallar la ecuación de la parábola Siendo el foco F (5;0) el LR = 12 sabiendo que el eje coincide con el eje X’X. A) B) C) D) E) 19. Encuentre una ecuación para la elipse con centro en (2; -3) un foco en (3;-3) y un vértice en (5;-3). 2 2 a) ( x − 2 ) + ( y + 3 ) = 1 9 8 2 2 b) ( x − 2 ) + ( y − 3 ) = 1 A) B) C) b) 18/5 A) B) C) 25 c) 24/5 d) 144/5 y2 + 4y + 4x – 8 = 0 y2 + 4y + 4x + 8 = 0 y2 – 4y + 4x – 8 = 0 D) y2 – 4y + 4x + 8 = 0 E) y2 – 4y – 4x – 8 = 0 26. El LR de una parábola es 1; el eje es paralelo a XX’. La parábola pasa por P(6;4) y Q(9;1). Deducir su ecuación. 20. El área del rectángulo cuyos vértices son los extremos de los lados rectos de 2 2 la elipse ( x − 3 ) + ( y + 4 ) = 1 es: a) 25 y2 =12x + 24 ; y2 = –12x – 24 y2 =12x – 24 ; y2 = –12x + 24 y2 =12x – 24 ; y2 = –12x – 24 y2 =12x + 24 ; y2 = –12x + 24 y2 =12x – 14 ; y2 = –12x – 14 25. Hallar la ecuación de la parábola sabiendo que el lado recto es 4 y que pasa por Q(–1; –2); siendo su eje paralelo a XX’. Además su vértice esta sobre la recta x = 3. 9 8 c) ( x − 2 )2 + ( y + 3 )2 = 1 8 9 2 2 d) ( x + 2 ) + ( y − 3 ) = 1 9 5 2 2 e) ( x − 2 ) + ( y + 3 ) = 1 3 2 9 B) x2 + 6x – 8y + 41 = 0 D) x2 + 6x – 8y + 61 = 0 e) 8/5 21. La ecuación de la hipérbola de focos (0;-5) y (0;+5) y asíntotas 3x +2y = 0 es: a) 5x2+117y2 =900 b) 20y2+45x2 =900 c) 52y2-117x2=900 d) 20y2-45x2=600 e) 5y2-117x2=900 2 (y – 6) = (x + 7) (y – 5)2 = (x - 7) 2 (y + 5) = (x + 7) 2 D) (y + 5) = (x - 7) E) (y – 5)2 = (x + 7) 27. Hallar las ecuaciones de la asíntotas de la siguiente hipérbola. 4 x2 − 45 y2 = 180 28. Hallar los focos de la hipérbola: 49 y 2 − 16 x 2 = 784 29. Hallar la excentricidad de hipérbola. 22. Encontrar la ecuación de la hipérbola cuyos focos son f 2(5;0) y f1(-5;0) tal que la diferencia de las distancias de los puntos de ella a los focos sea 8. a) 9x2-16y2=144 b) 9x2-16y2=72 c) 16x2-9y2=144 d) 9x2-25y2=100 e) 9x2-81y2=144 x 2 − y 2 = 25 30. Hallar la ecuación de la hipérbola que satisfaga la condición siguiente: Eje normal 24, focos (0; ± 13 ) 31. Hallar la ecuación de la hipérbola que satisface la condición siguiente: Centro (0; 0) un foco (8; 0), un vertiente (6; 0) 66 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Los prismas se denominan según sean sus bases: - Prisma triangular (sus bases son triángulos) - Prisma cuadrangular (sus bases son cuadrados) - Prisma pentagonal (sus bases son pentágonos) TEMA 15 SUPERFICIE PRISMÁTICA 15.1 POLIEDRO REGULAR: Un Poliedro Regular es aquel cuyas caras son polígonos regulares iguales y en cada uno de sus vértices concurre el mismo número de caras. Existen 5 tipos de poliedros regulares: 15.3 PARALELEPÍPEDO RECTANGULAR (Ortoedro o rectoedro): Área lateral = 2ac + 2bc Área total = 2ac + 2bc + 2ab Volumen = a · b · c Diagonal: D 2 = a2 + b2 + c2 Vértices de Orden C Nº de caras A Nº de aristas V Nº de vértices TRIÁNGULO 3 4 6 4 TETRAEDRO 15.4 HEXAEDRO (cubo) CUADRADO 3 6 12 8 HEXAEDRO o CUBO x : l ad o d e l c ub o D : d ia g o n a l d e l c u b o PENTÁGONO 3 12 30 20 DODECAEDRO D=x 3 S t o t a l =6 x V =x3 Polígono utilizado Nombre del poliedro TRIÁNGULO 4 8 12 6 OCTAEDRO TRIÁNGULO 5 20 30 12 ICOSAEDRO c D b a D 2 x 15.5 El PRISMA RECTO REGULAR: Fórmula de EULER En todo poliedro convexo, la suma de los vértices más las caras es igual a las aristas más 2 Área lateral = Producto del perímetro de la base por la altura. AL = P . h Área Total = Área lateral más el área de las dos bases. AT = AL + 2. ABase V+C=A+2 Volumen = Área de la base por su altura V = ABase · h 15.2 PRISMA REGULAR: Un prisma es una figura geométrica formada por varios paralelogramos iguales llamados caras laterales, y dos polígonos iguales y paralelos llamados bases. 67 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Ejercicios y problemas de los lados, entonces la distancia máxima que puede recorrer antes de que vuelva a un vértice por segunda vez, sin recorrer un lado dos veces será: A. 24cm B. 12cm C. 30cm D. 21cm E. 18cm 01. Calcular el volumen de un prisma recto que tiene por bases cuadrados. Si la altura mide 6 y el desarrollo de la superficie lateral es un rectángulo cuya diagonal mide 10. A. 12 B. 24 C. 40 D. 48 E. 36 11. De una lámina rectangular de 10 cm de lado y 14cm de largo, se construye una caja abierta, cortando un cuadrado de “x” cm de lado en cada esquina. El volumen resultante de la caja es: 2 3 2 2 2 3 A. 140x – 48x + 4x B. 140x + 48x + 4x C. 140x + 24x + x 2 3 2 3 C. 140x – 24x + x D. 140x + 12x + 4x 02. Cuál es el área total de un hexaedro regular, si la distancia de un vértice al centro de una cara opuesta es “d”. 2 2 2 2 2 A. d B. 2d C. 3d D. 4d E. 5d 12. Se tiene un rectoedro regular (cubo) de arista 5m. Hallar la menor distancia para ir de un vértice al vértice opuesto, recorriendo la superficie cúbica. A. 11,18m B. 8,66m C. 12,07m D. 15m E. 14,14m 03. Una de las aristas de un paralelepípedo mide 5 y las otras dos se encuentran en la relación de 1 a 2. Si el volumen es 10. Hallar el área total del paralelepípedo. A. 28 B. 30 C. 32 D. 34 E. 36 04. Hallar el área lateral de un prisma regular recto hexagonal, de altura 6 el radio de la base 4m. A. 120 3m 2 2m B. 100 2 C. 144 3m 2 D. 180 13. En un prisma regular la diagonal mayor, que mide 4, forma un ángulo de 60º con la arista lateral del prisma. Calcular el volumen del prisma. 3my A. 6 3m 3 A. 480 07. La suma de las diagonales de todas las caras de un cubo es 12. Calcular el área total del cubo. A. 3 B. 6 C. 12 D. 18 E. 24 3 3 D. 125m E. 32m CLAVE: 01 – B 06 – C 11 – A 3 09. Una chimenea de 3m de altura tiene la forma de un prisma hexagonal regular. Determinar su espesor si el volumen de fábrica es igual al volumen interior. El lado del hexágono interior es A. 0,62m B. 0,48m 2 m. C. 0,38m D. 0,70m 3 cm3 B. 420 D. 440 08. La distancia de una de las diagonales de un hexaedro regular a una de sus C. 64m C. 12 3 D. 18 E. 16 3 15. Hallar el volumen de un prisma recto de 10cm de altura, de base cuadrilátero inscriptible. Una de las diagonales del cuadrilátero lo divide en triángulo equilátero de 8cm de lado y en un triángulo isósceles. 06. Las caras de un paralelepípedo rectángulo tienen áreas de 6, 8 y 12. Calcular su volumen. A. 16 B. 18 C. 24 D. 28 E. 32 2 m. Hallar el volumen del cubo. 3 14. En una batea de 10 pies de largo y de sección trapecial isósceles, de altura 2 pies y base superior 3 pies, se vierte agua a razón constante. Cuando el 3 volumen de agua es 45/2 pies , a qué altura de la base se encuentra el agua? A. 1 B. ½ C. ¼ D. 2/3 E. 3/2 05. Hallar el volumen de un prisma recto de base triangular rectangular cuyos catetos miden 15 y 20 m respectivamente. Su altura es 50m. 3 3 3 3 3 A. 7500m B. 750m C. 1500m D. 15000m E. 150m aristas no contiguas es 2 3 3 A. 8m B. 27m B. 9 2 E. 0,51m 10. Se forma un cubo soldando 12 pedazos de alambre de 3cm de longitud cada uno. Si una mosca parte de uno de sus vértices y sigue caminando a lo largo 68 3 cm3 3 cm3 3 E. 640 3 cm 3 3 cm3 02 – D 07 – B 12 – A C. 460 03 – D 08 – C 13 – B 04 – C 09 – E 14 – A 05 – A 10 – D 15 – E ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ Ejercicios y Problemas TEMA 16 NIVEL I SUPERFICIE PIRÁMIDAL 1.- En la figura. Si EB ⊥ ABCD ; EB = 3 PIRÁMIDE RECTO Es un poliedro que tiene por base una región poligonal, las caras laterales son triángulos con un vértice común llamado vértice de la pirámide. y AB = 4 donde ABCD : cuadrado. Hallar el volumen de la pirámide. a) 10 u 3 b) 16 u 3 h : altura de la pirámide Ap: Apotema de la pirámide ap: Apotema de la base h c) 20 u 3 Ap d) 40 u 3 e) 48 u 3 ap 2.- Calcular el valor de x en la siguiente pirámide regular, si el volumen es 48 cm 3 16.1. a. b. CLASIFICACIÓN 2 cm 2 cm 3 c) 2 2 cm d) 4 3 2 cm e) 8 cm a) Por el número de lados de la base pueden ser: pirámide triangular, pirámide cuadrangular, pirámide pentagonal, etc. Por su forma pueden ser: Ø Regular: cuando la base es un polígono regular y la altura cae en el centro Ø Irregular Ø Convexa: cuando la base es un polígono convexo Ø Cóncava. b) 3.- Calcular la apotema de una pirámide pentagonal regular cuya área lateral es 315 cm 2 y la arista básica mide 6cm . a) 15 cm b) 18 cm c) 20 cm d) 21 cm e) 30 cm 16.2. Áreas y Volumen a. Área Lateral § A L = Suma de áreas de caras laterales 4.- La base de una pirámide regular es un hexágono de área 6 3 cm 2 . Las aristas laterales forman ángulos de 45° con la base. Hallar el volumen del sólido. 1 § AL = p × AP ; Si la pirámide es regular, donde: p es el 2 perímetro de la base b. Área Total § AT = AL + AB donde: A B : área de la Base c. a) 4 3 cm 3 b) Volumen § 3 3 cm 3 c) 3 3 cm 3 1 V = A B .h 3 69 d) 6 3 cm 3 e) 3cm 3 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ NIVEL II 5.- Calcular el volumen de una pirámide cuadrangular regular cuya arista básica mide 6cm, siendo su área lateral el quíntuplo del área de la base. 6 cm 3 d) 72 6 cm 3 6.- 1.- 6 cm 3 c) 54 6 cm 3 e) 96 6 cm 3 a) 24 b) 36 el volumen de la pirámide Q − ABC sabiendo que m ∠ QCA = m ∠ QCB = m ∠ ACB = 90 ° , además AQ = 15 m , Calcular AB = 106 m y QB = 13 m . la base de una pirámide es un cuadrado y una arista lateral le es perpendicular. Si dos de las otras aristas laterales tienen longitudes de 10 y a) 60 m 3 136 cm. Hallar el volumen del sólido. a) 48 cm 3 b) 64 cm 3 c) 96 cm 3 3 3 e) 128 cm d) 112 cm b) 70 m 3 c) 80 m 3 d) 90 m 3 e) 100 m 3 7.- El área total de una pirámide regular pentagonal es de 45 u 2 y su área lateral 25 u 2 . Calcular la relación entre las longitudes de apotemas, de la base de la pirámide y de la pirámide misma. a) 5/4 d) 1/5 b) 4/5 2.- ¿Cuál es el peso del sólido representado por la figura adjunta, el mismo está construido de un metal cuyo peso específico es de 7 gr / cm 3 . c) 1/2 e) 2 8.- Calcular el volumen de un octaedro regular, cuya diagonal mide “ 4 ” unidades a) 5 . 33 d) 32 . 00 b) 10 .66 a) b) c) d) e) c) 21 . 33 e) 64 . 00 4.9392N 0.1008N 3.9502N 5.1428N 0.9528N 4.5 2cm 9.- Un cubo y un tetraedro regular tienen igual volumen. Las aristas de estos sólidos tienen longitudes que son entre si como: a) 1 d) 6 b) 2 36 e) c) 6 6 72 18 3.- Un plano pasa por las diagonales de 3 caras consecutivas de un cubo de arista L formándose un tetraedro. Hallar el volumen de dicho tetraedro. 3 3 3 3 3 d) L b) L c) L 2 e) L a) L 2 3 3 6 6 6 3 10.- Si se unen los baricentros de las caras de un octaedro regular de arista 6cm, se forma un sólido de volumen a) 16 cm 3 2 cm 3 c) 16 3 cm 3 b) 16 4.- Calcular el área lateral de una pirámide regular cuya base es un cuadrado inscrito en una circunferencia de radio “ R ” y la altura de la pirámide es R 2. 2 d) 8 2 cm 3 e) 8cm 3 a) 2 R 70 2 b) 2 3 R 2 c) 3R 2 d) 2 6R 2 e) 2 2R2 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 5.- En una pirámide regular cuadrangular, calcular la relación entre el volumen del sólido que se forma al unir los baricentros de las caras laterales con el vértice de la pirámide y el volumen de la pirámide original. a) 2/9 b) 3/8 c) 4/9 d) 4/27 TEMA 17 SUPERFICIES DE REVOLUCION e) 2/13 17.1Superficie cilíndrica – cilindro: Es aquella superficie generada por la rotación de un rectángulo sobre uno de sus lados Fórmulas: 6.- Hallar el área lateral de una pirámide regular hexagonal en donde su base se encuentra circunscrita a una circunferencia de radio 3 y además la arista lateral hace con la base un ángulo de 60 o . a) 12 15 b) 13 . 5 15 c) 15 15 d) 16 15 r: radio de la baseπ h: altura S l a t e r a l = 2πr h S t o t a l = 2 πr ( r + h ) V = πr 2 h e) 18 15 7.- El área lateral de una pirámide regular de apotema a es 40, si el ángulo h r formado entre la base y una cara lateral es 60 o . Hallar el volumen de la pirámide, si a = 3 . a) 8 b) 10 c) 12 d) 15 17.2 Cono: Sólido generado por la rotación de un triangulo rectángulo sobre uno de sus catetos. Fórmulas: e) 20 8.- Cuatro esferas del mismo radio de longitud r están en un plano, de manera que están en contacto una con otra. Una quinta esfera del mismo radio se coloca sobre ellas en el centro, al unir sus centros de las esferas se forma un sólido. Hallar el volumen del sólido. 8 3 a) 4 2 r 3 b) 2 2 r 3 c) d) 4 r 3 e) 8r 3 r 3 3 3 r: radio de la base h: altura; g:generatriz r 2 +h2 =g 2 S l a t e r a l = πr g S t o t a l = πr ( r+ g ) V = 9.- Hallar el radio de la esfera circunscrita a un tetraedro regular de arista x . a) x 3 6 b) x 6 12 d) x 3 12 c) x 6 4 g h 1 π r 2h 3 r e) x 6 6 10.- Hallar el radio de la esfera inscrita en una pirámide SABC donde el triedro S es trirrectángulo y AS = 4 , SB = 2 y SC = 3 . a) d) N-I N-II 12 61 + 13 12 61 + 6 1-b 1-d b) e) 2-d 2-a 9 61 + 13 Problemas 3 21 + 12 c) NIVEL BÁSICO 12 51 + 13 3-d 3-e 4-a 4-e 1. 5-d 5-d 6-c 6-e 7-b 7-b 8-b 8-a 9-c 9-c 10-b 10- 71 Un cilindro tiene un radio de 10 2m . Determinar su área total y volumen, 2 si su área lateral mide 1600m A)400(4 + π ) y 8000 2m3 B )200(4 + π )m 2 y8000 2m3 C )400(4 + π ) y 4000 2m3 D )800m 2 y8000m3 E )4000m 2 y8000m3 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 2. Hallar el volumen de un cilindro cuya circunferencia mide 94,2m y un altura igual al doble del diámetro. π = 3,14 A)375000m3 B)475000m3 C )42390 m3 D)35347m3 Si el área lateral de un cono es ¾ de su área total. ¿Cuál será la relación que existe entre la generatriz y el radio del cono? A)1/ 3 B)2 / 3 C )4 / 3 D )3 / 2 E )3 4. El volumen de un cono circular recto es 324 π cm . Si el radio de la base mide 9 cm, la generatriz del cono mide: A)12cm B )15cm C )9cm D )16cm E )36cm 5. ¿cuál es el volumen de una esfera en la que su circulo máximo tiene 2 36,86m ( π =22/7)? Calcular el volumen de un cilindro circular recto, suyo desarrollo de su superficie lateral es un cuadrado de lado “a” 7. En un cono circular recto la suma de la generatriz con el radio de la base es 8. Si su altura es 4, calcular su volumen. A) a 3 / π 2 E )40373m3 3. 6. A)4π 8. 3 9. NIVEL INTERMEDIO 1. Encontrar el volumen de una esfera, si el área de la superficie de la esfera es igual al área de la superficie total de un cono de revolución de radio 4cm y altura 3cm. A)16π cm3 B)24π cm3 C)12π cm3 D)36π cm3 E)45π cm3 2. Una esfera de volumen V es calentada hasta que su radio se encuentra en un décimo. El nuevo volumen de la esfera será. A)10−3 V 3. B )1, 21V C )1,331V D)1,1V 5. C )12π D )a 3 / 4π E )a 3 D)36π E )π 3 B )19π cm3 C )36cm3 D)38cm3 E )36cm3 Un cono de revolución se llama equilátero si la generatriz mide igual que el diámetro de la base. Hallar el volumen de un cono equilátero, conociendo el radio r de la esfera inscrita en él. A)2π r 3 B)π r 3 C )π r 3 3 D )3π r 3 E )9π r 3 10. Se funde una bala de plomo de radio 8cm para obtener luego bolitas del mismo material con un radio de 1cm cada una. ¿Cuántas bolitas, como máximo, se obtendrán? A)8 B)16 C )64 D)125 E)27 NIVEL AVANZADO 1. E )1, 030V El radio de la base de un cilindro recto circunscrito a una esfera es 3. hallar la diferencia de los volúmenes de los sólidos. A)16π B)18π C )20π D)22π E )24π 2 Un cono recto tiene por base un circulo de 8m de área y una altura de 8m. Si a 2m del vértice se traza un plano paralelo a la base. ¿Cuál será el área de la sección? A)1m 2 2. 4. B)6π C )a 3 / π Un cono de revolución de vértice E, y volumen 54cm , se traza un diámetro AC en el circulo de la base. Hallar el volumen del tronco de cono que se determina al trazar un plano paralelo a la base por el baricentro de la región triangular. A)19cm3 A) 83,81m3 B) 80,88m3 C) 38,81m3 D) 30,89m3 E) 37,81m3 B )2a3 / π La altura y el diámetro de la base de un cono recto mide 9 y 8 respectivamente. En el cono se inscriben un cilindro recto cuya área lateral es 10 π y del radio básico x. Hallar x, si x >1 A)11/ 3 B)7 / 3 C )5 / 3 D )10 / 3 E )8 / 3 B )0, 25m 2 C )0,5m 2 D )1,5m2 2 Se inscribe una esfera en un cono cuya base mide 25 r m y altura 12m. por los puntos de tangencia de la esfera y la superficie cónica se traza un plano paralelo a la base del cono. Hallar el área de la sección. A)1600π m2 B)169m2 C )16/169m2 Un cilindro de 30cm de radio y 50cm de altura esta completamente lleno de agua, si dentro de él se introduce un trozo de madera labrado en forma de prisma de base cuadrada de 10cm de lado y cuya altura es 20cm. El agua se derrama. La camtidad de agua que queda en el recipiente es de: A)100l B)105l C )75l D)120l E )139,37l 72 E )1, 25m 2 D)169π m2 E)1600π /169m2 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ TEMA 18 2) Simplificar: IDENTIDADES TRIGONOMÉTRICAS FUNDAMENTALES A) B) C) D) 18.1 IDENTIDADES FUNDAMENTALES O BÁSICAS A) Identidades Recíprocas: Tgx = ü Ctg = 3) 2 senx cos x cos x senx 4) 4 2 5) 2 Sen x + Cos x = 1-2Sen x.Cos x 4 4 2 2 Sen x - Cos x = Sen x - Cos x 2 2 2 2 Tg x – Sen x = Tg x.Sen x 6 6 2 2 Sen x + Cos x = 1-3Sen x.Cos x NIVEL I 4 β a2-4 B) C) 2 de las ecuaciones: Secx Cscx 2 Sec x 2 Csc 2 2Sec x 73 a2 − 4 a +4 a2 + 4 a 4 , evaluar: Sen x+ Cos x ∧ Sec β - Tg β = a Si: Tgx + Ctgx = a . Calcular: E = Tgx-Ctgx A) D) E) 1) Simplificar: ( 1+Tgx)2 + (1-Tgx)2 A) B) C) D) E) 2 A)1 B)2 C)3 D)5 E)6 2 Sen x + Cos x = 1 2 2 1+Tg x = Sec 2 2 1+Ctg = Csc x 4 Eliminar Tg β + Sec β = 2b D) Identidades Auxiliares: ü ü ü ü Si: Senx + Cosx = A)½ B)1 C)2 D)2/3 E)1/3 C) Identidades Pitagóricas: ü ü ü Senx 2 Csc x 2 Cosx E) 1 ü Senx.Cscx = 1 ü Cosx.Secx = 1 ü Tgx.Ctgx = 1 B) Identidades por Cociente: ü 1 1 + 2 1 + Sen x 1 + Cosc 2 x ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ NIVEL II 5) Si: 1) Si: x está en el 2do cuadrante. Simplificar E= (1 − senx)(1 + cos x) + (1 + senx)(1 + cos x) A) B) C) D) E) A) senx senx B) C) 2 D) E) senx A) 6 1 2 3 4 ½ 6 4 4 Cos θ B) ½ Cos θ 2 C) Cos θ +1/2 D) 3Cos θ Senx 1 2 Cos x Senx.Cosx 0 3) Simplificar: E = E) Cos θ +1/3 7) Reducir: 1 1 1 1 + + + 2 2 2 1 + sen x 1 + csc x 1 + cos x 1 + sec 2 x A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 A) B) C) D) E) (1 − senx − cos x) 2 (sec x − 1)(1 + senx) 2Senx 2Cosx 2Tgx 2Ctgx 2Secx 2 4 4 4 8) Si: Sen x + Cos x =n , hallar K=Sen x + Cos x 4) Si: Senx.Cosx = 0,48 Calcular: E = A) B) C) D) E) Calcular: p-q+r 6) Si: Ctg θ + Csc θ = 3, hallar Sen θ en función de Cos θ 2senx 3 cos x 2) Reducir: 4(Sen x + Cos x) – 3(Cos x – Sen x) A) B) C) D) E) 1 1 + ≡ p + qTan r x 1 + senx csc x − 1 A) B) C) D) E) senx + cos x sen − cos x Senx Cosx 1 Cscx 7 2n+1 2n-1 n+1 n-1 2n 9) Hallar “m” en la identidad: A) B) C) D) E) 74 2 Sen x 2 Cos x 2 Tg x 2 Ctg x 2 Sec x Csc 2 x − Sen 2 x 1 + m = (Cscx − Senx) 2 1 − m ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 18.2 IDENTIDADES TRIGONOMETRICAS DE ÁNGULOS COMPUESTOS a) Ejercicios De ángulos compuestos: 1. Sen (a+b)= sena . cosb + cosa . senb Sen (a-b) = sena . cosb – cosa . senb tan a + tan b 1 − tan a. tan b tan a − tan b tan( a − b) = 1 + tan a. tan b b) A)2 / 3 B)3 C )2 D )1 E )1/ 2 3. Si Sen α = 0.8 3 Sen15º + cos 15º E )1 α ∉ IQ , calcular_ Sen( α + β ; sen β = 0, 6 ) ^ β ∈ IQ ^ A)3/ 5 B ) 2 / 2 C ) 3 / 2 D)7 / 25 E )1/ 2 4. x 1 − cos x =± 2 2 Si x + y =π/6, Calcular_ 2 2 T = (senx + cosy) + (cosx+seny) A)1 B )2 C )3 D)4 E )5 5. Si tan(15+x)=3/5, determinar tan(60+x) 6. La suma de las tangentes de los ángulos es “S”y la diferencia es “D”, Calcular la tangente de la suma de dichos ángulos. 4 4D 4S 2 4S 4S A) B ) C ) D) E) 2 2 2 2 2 2 2 4−S + D 4−S + D S −4+ D 4−S + D 4 + S 2 − D2 7. Si tan(37º + x ) = 4. Calcular ctgx A)3 / 5 B)5 C )3 D)4 E )1/ 3 x 1 − cos x = 2 1 + cos x ctg x 1 + cos x = 2 1 − cos x A)tgx B )4 / 3 C )3 / 4 D)13/16 E )16 /13 NOTA: El signo (+) ó (-) depende en que cuadrante se ubica el ángulo (x/2) y ademas depende de la R.T. que se le aplica. c) Determinar S = ctga + ctgb 1 − ctga.ctgb x 1 + cos x cos = ± 2 2 tg 2. A)2 B ) 2 C )3 D ) 3 Identidades con la mitad de un arco: sen , calcular: A= 16sen (x+45º) tan(a + b) = ctg (a + b ) = 2 8 Si senx + cosx = Si tan α=1/2, 8. 9. tanβ=3/4 y tanθ=1/3 Calcular: tan(α+β+θ) 10. Calcular cos6x de las condiciones: Identidades del ángulo doble: A)0.5 B )7 C )1.5 D )2 E )3 Sen2x = 2senx.cosx Cos 2x = cos2x – sen2x Tan2x = 2tgx 1 − tg 2 x 3 2senθ 3 2 cosθ senx - sen x = cosx + cos x = ctg 2 x − 1 ctg2x = 2ctgx A)25 / 23 B ) 23 / 27 C ) − 23/ 27 D )27 / 25 E ) − 25 / 27 75 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ d) 1. Identidades arco mitad Si: TEMA 19 θ 1 − cos θ θ cos = ± , calcular cos , si cos θ = -0.68 2 2 2 ECUACIONES TRIGONOMÉTRICA Valor Principal (VP) VP para Senkx = a ; − 1 ≤ a ≤ 1 Si a es + ⇒ VP es el ángulo agudo A) ± 0,1 B ) ± 0, 2 C ) ± 0,3 D ) ± 0, 4 E ) ± 0, 5 2. 3. B) 2 − 2 + 3 C) 2 − 3 D) 2 + 3 E) 3 − 2 + 2 θ = cscx + ctgx, determinar: sen 2θ + csc 2 x / 2 2 − sec θ + tgx / 2 A)Senx B )Secθ Identidades ángulo doble 1. Si sen A) 2 B) 6 7 7 C) 7 3 13 7 7 D) E) Tgkx = a ⇒ VP es el ángulo agudo kx = n(180°) + .VP Si a es - ⇒ VP es el ángulo agudo negativo Si a = 0 ⇒ VP = 0° 6 12 VP para Si sen x = 1/5. calcular 0.28sex4x-1 4. Si tgx = 5 . Calcular tg4x A)2 5 B ) 5 C )3 5 D)4 5 E) − 3 5 A) 3 01. Resuelve: 6 . Calcular 2 cos 2 x + 2 3sen 2 x B) 2 C) 5 D )2 3 n∈Ζ Resolución Tgkx = a n∈Ζ EJERCICIOS Y PROBLEMAS Si tgx = E= Coskx = a Si a es + A)5 B ) − 2 C )3 D ) − 3 E ) − 5 3. Resolución kx = n(360°) ± .VP Si a es - ⇒ VP es el suplemento del ángulo agudo Si a = 1 ⇒ VP = 0° Si a = -1 ⇒ VP = 180° Si a = 0 ⇒ VP = 90° α = 7 / 7, Calcular csc 2α 7 6 2 n∈Ζ VP para Coskx = a ; − 1 ≤ a ≤ 1 Si a es + ⇒ VP es el ángulo agudo C )2 D) csc x E )1 e) 2. n Si cos E= Senkx = a kx = n(180°) + (− 1) .VP Si a es - ⇒ VP es el ángulo agudo negativo Si a = 1 ⇒ VP = 90° Si a = -1 ⇒ VP = -90° Si a = 0 ⇒ VP = 0° Calcular el valor de: 2 Sen7º 30’: A) 2 − 2 − 3 Resolución a) π 2π ; 3 3 E )3 2 02. Resuelve: 76 2 senx = 1 ; si 0<x< π π 3π π 4π b) c) ; ; 4 4 5 5 2 cos x = 3 ; x ∈ ]0;2π [ d) π 5π ; 6 6 e) π 7π : 8 8 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ a) π 2π ; 3 3 b) π 7π ; 4 4 c) π 9π ; 5 5 d) π 5π ; 6 6 e) π 11π ; 6 6 10. Resuelve: a) tgx − 3 = 0 ; x ∈ ]0; π [ π π π π c) d) e) 4 5 6 8 nπ 3 4Cos 2 3x − Cos 2 6 x = 3 2nπ 4nπ b) c) 3 3 d) 5nπ 3 e) nπ 03. Resuelve: a) π 3 b) 04. Resuelve: a) π 2 b) sen 2 x = sen3 x π π π c) d) 3 4 5 05. Resuelve: a) π 2 b) Cos3 x = Cos5 x π π c) 3 4 06. Resuelve: 4Cos a) 30; 150; 210; 330 d) 30; 150; 210; 240 2 e) 11. Resuelve el sistema: π 6 π 5 d) 3 2 1 Senx − Seny = 2 Senx + Seny = a) π ; 2π e) si 0<x<2 π b) 60; 120; 210; 330 e) 30; 60; 150; 120 ( soluciones a) b) 4 c) 30; 45; 150; 135 a) 45 ) 4 4 c) 6 8 8 b) 16 c) 37 d) 30 e)15 π 2 Tgx = 3Tgy x+ y = a) Calcula la suma de π; π 3 d) 3 x− y = b) π π ; 2 4 c) π π ; 3 6 d) π π ; 2 6 e) d) 4 π 3 Cosx x− y = Tg Cosy 4 e) 2 (1 − Cosx + Senx)2 = 1 + Senx . Indica el número de soluciones comprendidas en el intervalo ]0;2π [ c) 5 e) π : π 2 6 14. Resolver el sistema: 2 Sen x + Cos x = Sen x + Cos x . ∀x ∈ ]0; π [ b) 6 d) π ; π 13. Resuelve el sistema: 09. Resuelve: a) 7 5 5 1 6 4 1 Senx.Seny = 2 4 0 ≤ x ≤ 2π ; 2Senx.Tgx − 3Tgx = 0 π 2π π π 5π π π 3π a) 0; ; c) 0; ; ; π ; ; π ;2π b) 0; ; ; ;π 3 3 3 4 4 3 6 2 π π 5π π 5π d) 0; ; ; ;π e) 0; ; π ; ;2π 3 6 6 6 6 08. Resuelve: c) π ; π Cosx.Cosy = 07. Resuelve la ecuación en el intervalo: 6 2 4 12. Resuelve el sistema: Hallar el valor de “y” π 6 x−3= 0; 6 b) π ; 3π 3 Hallar “x+y” a) e) 3 77 π 2 b) π 3 c) π 4 d) π 5 e) π 6 π π : 6 3 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 15. Calcular el valor de “x” en el II C que verifica la ecuación: TEMA 20 Tg ( x + 45) + Tg ( x − 45) − 2Cotgx = 0 a) 120 b)135 c) 105 d) 165 RESOLUCIÓN DE TRÍANGULOS e) 150 20.1. Ángulos Verticales.- Los ángulos verticales son ángulos agudos contenidos en un plano vertical y formado por dos líneas imaginarias llamadas horizontal y visual. 16. Resolviendo la ecuación: (Cosx + Senx)(Cosx − Senx) + Tg 2 x = 1 , para qué valores de “x” menores que 360° se encuentra: 20. 1.1 Línea Visual. Se llama línea de visión, a la recta imaginaria que une el ojo de un observador con el lugar observado. a) Una solución b) Dos soluciones c) Tres soluciones d) Que uno de los ángulos pertenece al I C e) Que hay dos arcos que pertenecen al IV C 20.1.2 Angulo de Elevación.- Es el ángulo formado por la línea visual y horizontal del observador; cuando el objeto está situado por encima de la línea horizontal. 20.1.3 Angulo de Depresión.- Es el ángulo formado por la línea horizontal y visual del observador; cuando el objeto está situado debajo de la línea horizontal. 17. Cuál es el menor ángulo positivo que satisface a la ecuación: Tg α − Cotg α = 2 π 3π a) b) 4 8 c) Tgx + 18. Sea la ecuación: a) 23 b) 22 3π 4 d) 3 =4 Tgx π 8 e) π 6 Un valor de “x” en el I C es: c) 22°33’ d) 45 e) 75 19. Calcular el valor del seno de un ángulo para el cual se verifica que su secante es igual a la suma de su seno y coseno a) 3 ;0 2 1 ;1 2 b) c) 2 ;0 2 d) 1 1 − ; 2 2 e) 1 ;0 2 20. Hallar el menor ángulo agudo en el intervalo 7π ; 11π que verifique a la 3 3 ecuación 2Tg 2 x + 3Secx = 0 a) 10π 3 b) 2π 3 c) 4π 3 d)0 e) 8π 3 CLAVE 01. D 11. D 02. E 12. D 03. A 13. C 04. D 14. A 05. C 15. E 06. A 16. C 07. A 17. B 08. A 18. D 09. E. 19. C 10. A 20. E 78 ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 3.3 Ley de las Tangentes. “Se cumple que la suma de dos lados es a su diferencia, como la tangente de la semisuma de los ángulos que se oponen a dichos lados es a la tangente de la semidiferencia de los mismos” 20.2. Ángulos Horizontales.- Los ángulos horizontales son ángulos agudos contenidos en un plano horizontal, se determinan tomando como punto de referencia los puntos cardinales norte (N), sur (S), este (E) y oeste (O). A+B tg a+b 2 = a−b A−B tg 2 b+c = b−c B+C tg 2 B−C tg 2 c+a = c−a C tg C tg + A 2 − A 2 20.3. Triángulos Oblicuángulos Problemas a, b y c son los lados del triangulo. A, B y C son los vértices del triángulo. 20.3.1 Ley de Senos: “ En todo triángulo las longitudes de los lados son proporcionales a los senos de los ángulos opuestos ” NIVEL I 1.- Una persona observa en un mismo plano vertical dos ovnis volando a una misma altura con ángulos de elevación de 53 o y 37 o si la distancia entre los ovnis es de 70m ¿A qué altura están los ovnis? a) 30m b) 60m c) 90m d) 120m e) 150m a b c = = senA senB senC 20.3.2 Ley de Cosenos.- Se cumple para todo triángulo agudo y obtuso. “Donde, el cuadrado de cualquier lado de un triángulo es igual a la suma de los cuadrados de los otros dos, menos el doble de su producto por el coseno del ángulo comprendido entre ellos” 2.- Un trabajador parte de un punto F y recorre 40 km en la dirección N 53 o O a 2 = b 2 + c 2 − 2 bc . cos A b 2 = a 2 + c 2 − 2 ac . cos B c 2 = a 2 + b 2 − 2 ab . cos C luego recorre 40 2 km en la dirección S O , finalmente recorre 60 km hacia el este. ¿A qué distancia se encuentra el trabajador con respecto a F? a) 79 5m b) 10m c) 15m d) 20m e) 30m ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 3.- El sonar de un barco de salvamento localiza los restos de un naufragio en un ángulo de depresión de 15 ° . Un buzo es bajado 40 metros hasta el fondo del mar. ¿Cuánto necesita avanzar el buzo por el fondo para encontrar los restos del naufragio? a) 40 ( 2 + 2) b) 40 ( 2 + 3) c) 40 (3 + 2) d) 40 ( 4 + 2) e) 40 ( 4 − 2) 7.- a) b) c) d) e) 1.30 m 1.50 m 1.55 m 1.73 m 1.80 m tan β = 1 . 185 Calcular la altura del acantilado. a) 125m b) 248m c) 273m d) 284m e) 237m 10.- Uno de los lados de un triángulo es el doble del otro y el ángulo comprendido vale 60 o , Calcular el menor ángulo. BC = 3 2 a) 15° b) 30° c) 37° d) 45° e) 53° NIVEL II 1.- Si el coseno del mayor ángulo agudo de un triángulo de lados enteros consecutivos es 1/5. Hallar el perímetro de dicho triángulo. a) b) c) d) e) si 8.- Desde un punto de la tierra se divisa lo alto de un faro con un ángulo de elevación α . Si nos ubicamos a la mitad de la distancia que nos separa del faro, el ángulo de elevación es el complemento de α , calcular cot α a) 1 b) 3 c) 2 d) 3 e) 3 9.- Una torre de 15m de altura esta al borde de un acantilado; y desde un punto que esta en el suelo las elevaciones angulares para la parte superior e inferior de la torre son α y β respectivamente. Si tan α = 1 . 26 y a) 1500 m b) 1000 m c) 900 m d) 800 m e) 1200 m 6.- x: 3 ≅ 1, 732 . 4.- Desde el último piso de un edificio se observa un avión con un ángulo de elevación de 37°. Si la altura a la que vuela el avión es de 1000 metros y la altura del edificio es de 100 metros. Calcula la distancia del avión al último piso del edificio. 5.- En un triangulo ABC se cumple que el segmento AB = 2 3 , y el ángulo A mide 60°. Calcular la medida del ángulo B. a) 15° b) 45° c) 60° d) 75° e) 135° En la siguiente figura adjunta calcular el valor aproximado de 6 12 15 18 21 80 Una persona ubicada en la misma horizontal del pie de una torre, observa la parte superior de ésta con un ángulo de elevación de 30 o ¿Cuántos metros debe caminar hacia la torre para estar 120 metros de ella y divisar su cúspide con un ángulo de elevación igual al complemento del anterior? a) 360 m b) 240 m c) 60 m d) 180 m e) 210 m ________________________________________________________________MATEMÁTICA_______________________________________________________________ 6.2.- Annie y Sashi están acampando en la Sierra Nevada. Caminan 8 km desde su campamento base, con un rumbo de 45°. Después del almuerzo, cambian de dirección con un rumbo de 143° y caminan otros 5 2 km. ¿Con qué rumbo deben caminar Sashi y Annie para regresar a su campamento base? a) 180° b) 217° c) 233° d) 270° 4.- b) 37 ° c) 53 ° d) 8° 7.- Un alumno de 2m de estatura observa la parte más alta de una torre con un ángulo de elevación θ , luego se acerca 14m y se observa nuevamente al mismo punto con un ángulo de elevación que es el complemento de θ . Calcular la distancia que le falta recorrer para llegar a la torre si se cumple que: Sec 7 (θ − 10 ° ) − Csc 3 ( 4 ° − θ ) = 0 . a) 6m b) 18m c) 24m d) 26m e) 30m e) 16 ° Un avión vuela en línea recta y horizontal, en un cierto instante el piloto observa una base militar con un ángulo de depresión de 37 o . Luego de 3 minutos el piloto observa nuevamente la base militar esta vez con un ángulo de depresión de 53 o , si la velocidad del avión es de 14km/min. ¿A que altura esta volando el avión? a) b) c) d) e) 8.- En un triangulo ABC de segmentos a = BC , b = AC y c = AB . Se tiene a2 + b2 =1. 10 − c 2 R = bc . cos A + ac . cos B + ab . cos C la 18km 36km 54km 63km 72km a) 9.- 5.- La estación de Zulú de los guardacostas se encuentra a 120 millas al oeste de la estación Rayos X. Un barco en el mar envía una llamada de auxilio la cual es recibida por ambas estaciones. La llamada a la estación Zulú indica que la posición del barco es 37 o al este del norte; la llamada a la estación Rayos X siguiente 5 relación b) 7 Calcular c) 10 b) 60° el valor d) 15 En un triangulo de lados: 2 , 6 + 2 y complemento del suplemento de su ángulo mayor. a) 30° c) 90° de: e) 20 3+ 3 . Calcular el d) 120° e) 150° 10.- Los lados de un triángulo están representadas por tres números consecutivos. Si el ángulo mayor es el doble del menor. Hallar el perímetro de dicho triángulo indica que la posición del barco es de 30 o al oeste del norte. Si un helicóptero que puede volar a 200 millas por hora sale desde la estación más cercana al barco, ¿Cuánto tiempo tardará en llegar a éste? a) b) c) d) e) 13 ≅ 3 . 60 ) en 15 millas por hora y a) 7.20 horas b) 1.20 horas c) 2.80 horas d) 5.20 horas e) 4.20 horas e) 307° 3.- Se tiene dos postes de 7m y 1m de altura distanciadas 8m. Calcular el mínimo valor del ángulo de elevación con que una hormiguita observaría lo alto del poste menor, desde un punto ubicado entre los postes; sabiendo que el ángulo de elevación para el poste mayor, desde ese punto, es el complemento del que se pide calcular. a) 45 ° Un bote de motor sale de Naples, Florida Hacia Key West, a 150 millas de distancia. Lleva una velocidad constante de 15 millas por hora pero navega con fuertes corrientes y vientos cruzados. La tripulación descubre, después de 4 horas que el bote esta fuera del curso por 37° ¿Cuánto tiempo se agrego al viaje debido a la desviación del curso? (suponga que la velocidad se mantiene a) 10 34.30 min. 57.17 min. 29.71 min. 49.71 min. 36.00 min. N-I N-II 81 b) 12 1-d 1-d 2-d 2-b c) 15 3-b 3-d d) 18 Clave de respuestas 4-a 5-d 6-d 4-e 5-a 6-b e) 21 7-a 7-b 8-c 8-a 9-e 9-a 10-b 10-c