TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 1. NÚMEROS REALES Los números reales son cualquier número que corresponda a un punto en la recta real y pueden clasificarse en números naturales, enteros, racionales e irracionales. En otras palabras, cualquier número real está comprendido entre menos infinito y más infinito y podemos representarlo en la recta real. Los números reales son todos los números que encontramos más frecuentemente dado que los números complejos no se encuentran de manera accidental, sino que tienen que buscarse expresamente. Los números reales se representan mediante la letra R ↓ 1.2 Dominio de los números reales Entonces, tal y como hemos dicho, los números reales son los números comprendidos entre los extremos infinitos. Es decir, no incluiremos estos infinitos en el conjunto. Dominio de los números reales. Números reales en la recta real Esta recta recibe el nombre de recta real dado que podemos representar en ella todos los números reales. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 1 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 2.3 Los números reales y la Matrioshka Tenemos que entender el conjunto de reales como la Matrioshka, es decir, como el conjunto de muñecas tradicionales rusas organizadas de mayor a menor. La serie de las muñecas sería tal que la muñeca más grande contiene la siguientes muñecas más pequeñas. Este conjunto de muñecas recogido dentro de la muñeca más grande se llama Matrioshka. Esquemáticamente: (Muñeca A > Muñeca B > Muñeca C) = Matrioshka Esquema Martioshka La Matrioshka la podemos ver de lado (figura a la izquierda del igual) y también desde arriba o abajo (figura a la derecha del igual). De las dos formas podemos ver claramente la jerarquía de dimensiones que sigue la serie. Entonces, de la misma manera que recogemos las muñecas rusas también podemos organizar los números reales siguiendo el mismo método. Esquema de los números reales En este esquema podemos ver claramente que la organización de los números reales es similar al juego de muñecas rusas visto desde arriba o abajo. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 2 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 2.4 Clasificación de los números reales Tal y como hemos visto, los números reales pueden clasificarse entre números naturales, enteros, racionales e irracionales. 2.4.1Números naturales Los números naturales es el primer conjunto de números que aprendemos de pequeños. Este conjunto no tiene en cuenta el número cero (0) excepto que se especifique lo contrario (cero neutral). Expresión: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 3 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Pista → Nos podemos acordar de los números naturales pensando en que son los números que usamos “naturalmente” para contar. Cuando contamos con la mano obviamos el cero, lo mismo para los números naturales. Primeros elementos del conjunto de números naturales. 2.4.2 Números enteros Los números enteros son todos los números naturales e incluyen el cero (0) y todos los números negativos. Expresión: Ejemplo de algunos de los elementos del conjunto de números enteros. Ejemplos de números reales En el siguiente ejemplo sobre los números reales, comprueba que los siguientes números corresponden a punto en la recta real. Números naturales: 1,2,3,4… Números enteros: …,-4,-3,-2,-1, 0, 1, 2, 3, 4… Números racionales: cualquier fracción de números enteros. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 4 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Números irracionales: 2. PROPIEDAD DE LOS NUMEROS REALES 1. La suma de dos números reales es cerrada, es decir, si a y b ∈ ℜ, entonces a+b ∈ ℜ. 2. La suma de dos números reales es conmutativa, entonces a+b=b+a. 3. La suma de números es asociativa, es decir, (a+b)+c= a+(b+c). 4. La suma de un número real y cero es el mismo número; a+0=a. 5. Para cada número real existe otro número real simétrico, tal que su suma es igual a 0: a+(-a)=0 6. La multiplicación de dos números reales es cerrado: si a y b ∈ ℜ, entonces a. b ∈ ℜ. 7. La multiplicación de dos números es conmutativa, entonces a. b= b. a. 8. El producto de números reales es asociativo: (a.b).c= a.(b .c) 9. En la multiplicación, el elemento neutro es el 1: entonces, a. 1= a. 10. Para cada número real a diferente de cero, existe otro número real llamado el inverso multiplicativo, tal que: a. a-1 = 1. 11. Si a, b y c ∈ ℜ, entonces a(b+c)= (a . b) + (a . c) SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 5 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 3. EXPONENTES Y RADICALES La operación de elevar un número a potencia es un caso especial de multiplicación en el que los factores son todos iguales. En ejemplos tales como 42 = 4 x 4 = 16 y 53 = 5 x 5 x 5 = 125, el número 16 es la segunda potencia de 4 y el número 125 es la tercera potencia de 5. La expresión 5 3 significa que tres 5 se multiplican entre sí. Similarmente, 42 significa 4 x 4. La primera potencia de cualquier número es el número mismo. La potencia es el número de veces que el número mismo debe ser tomado como factor. El proceso de determinar una raíz es la inversa de elevar un número a una potencia. Una raíz es un factor especial de un número, tal como cuatro en la expresión 42 = 16. Cuando un número se toma como factor dos veces, como en la expresión 4 x 4 = 16, se llama raíz cuadrada. Entonces, 4 es una raíz cuadrada de 16. Por el mismo razonamiento 2 es una raíz cúbica de 8, dado que 2 x 2 x 2 = 8. Esta relación se escribe generalmente como 23 = 8. La potencia de un número está indicada por un EXPONENTE, que es un número más pequeño colocado a la derecha y arriba de la parte superior del número. Entonces, en 43 = 64, el número 3 es el EXPONENTE del número 4. El exponente 3 indica que el número 4, llamado BASE, se eleva a su tercera potencia. La expresión se lee "cuatro a la tercera potencia (o cuatro al cubo) igual sesenta y cuatro". Similarmente, 52 = 25 se lee "cinco a la segunda potencia (o cinco al cuadrado) igual veinticinco". Las potencias más elevadas se leen de acuerdo con el grado indicado; por ejemplo, "cuarta potencia", "quinta potencia” etcétera. Cuando aparece un exponente siempre se debe escribirlo, a no ser que su valor sea 1. El exponente 1 por lo general no se escribe, pero se sobreentiende. Por ejemplo, el número 5 es en realidad 51. Cuando trabajamos con exponentes es importante recordar que todo número que no tiene exponente escrito posee en realidad un exponente igual a 1. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 6 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS La raíz de un número puede indicarse colocando un signo radical sobre la cantidad y designando la raíz con un pequeño número dentro del ángulo del signo radical. Entonces, indica la raíz cúbica de 64, y señala la quinta raíz de 32. El número que indica la raíz se llama ÍNDICE de la raíz; en el caso de la raíz cuadrada, el índice 2 generalmente no se indica. Cuando un radical no tiene índice se sobreentiende que se trata de una raíz cuadrada. Por ejemplo, señala la raíz cuadrada de 36. La línea por encima del número cuya raíz debe determinarse es un símbolo de agrupamiento llamado vínculo. Cuando se usa un símbolo radical debe trazarse un vínculo lo bastante largo para que se extienda sobre la totalidad de la expresión cuya raíz debe determinarse. 3.1 Enteros negativos La elevación a potencia es una multiplicación en la cual todos los números que se multiplican entre sí son iguales. El signo del producto está determinado, como en la multiplicación común, por el número de signos negativos. El número de signos negativos es par o impar, dependiendo de si el exponente de la potencia es par o impar. Por ejemplo, en el problema (-2)3 = (-2)(-2)(-2) = -8 hay tres signos menos. El resultado es negativo. En (-2)6 = 64 hay seis signos menos. El resultado es positivo. Entonces, cuando el exponente de un número negativo es impar la potencia es negativa; cuando el exponente es par, la potencia es positiva. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 7 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Para dar otros ejemplos, consideremos los siguientes: Los números positivos y negativos pertenecen a la clase llamada números REALES. El cuadrado de un número real es positivo. Por ejemplo, (- 7) 2 = 49, y 72 = 49. La expresión (-7)2 se lee "menos siete al cuadrado". Observe que siete al cuadrado o menos siete al cuadrado nos dan + 49. No podemos obtener - 49 o cualquier otro número negativo elevando al cuadrado un número real, positivo o negativo. Puesto que no hay números reales cuyos cuadrados sean números negativos, se dice a veces que la raíz cuadrada de un número negativo no existe. Sin embargo, una expresión bajo un signo de raíz cuadrada podría tomar valor negativo. Si bien no es posible determinar la raíz cuadrada de un número negativo se puede indicarla. La raíz cuadrada indicada de un número negativo se llama NÚMERO IMAGINARIO. El numero , por ejemplo, se dice que es imaginario. Se lee "raíz cuadrada de menos siete". Los números imaginarios serán explicados mas adelante en este curso. 3.2 Fracciones Recordamos que el exponente de un número nos dice la cantidad de veces que el número se toma como factor. Una fracción se eleva a potencia elevando el numerador y el denominador separadamente a la potencia indicada. La expresión (3/7)2 significa 3/7 tomado dos veces como factor. Entonces, SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 8 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Dado que un signo menos puede ocupar cualquiera de las tres posiciones en una fracción, observe que calcular (-1/5)2 equivale a El proceso de extraer una raíz de un número es el inverso del proceso de elevar un número a una potencia, y el método de extraer la raíz de una fracción es similar. Extraemos simplemente la raíz de cada término por separado y escribimos el resultado como una fracción. Consideremos los siguientes ejemplos: 3.3 Decimales Cuando un decimal se eleva a una potencia, el número de lugares decimales en el resultado es igual al número de lugares en el decimal multiplicado por el exponente. Por ejemplo, consideremos (0,12)3. Hay dos lugares decimales en 0,12 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 9 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS y 3 es el exponente; por tanto, el número de lugares en la potencia será 3 (2) = 6. El resultado es como sigue: (0,12)3 = 00001728 Lo cierto de esto es evidente cuando recordamos la regla para multiplicar decimales. Parte de la regla establece: Marcar tantos lugares decimales en el producto como lugares decimales haya en los factores juntos. Si efectuamos la multiplicación (0,12) x (0,12) x (0,12) es obvio que hay seis lugares decimales en los tres factores juntos. La regla puede demostrarse para cualquier decimal elevado a cualquier potencia, simplemente efectuando la multiplicación indicada por el exponente. Consideremos estos ejemplos: Determinar una raíz de un número es la inversa de elevar un número a una potencia. Para determinar el número de lugares decimales en la raíz de una potencia perfecta dividimos el número de lugares decimales en el radicando por el índice de la raíz. Observe que esto es exactamente lo opuesto de lo que se hizo al elevar un número a una potencia. Consideremos . La raíz cuadrada de 625 es 25. Hay cuatro lugares decimales en el radicando 0,0625 y el índice de la raíz es 2. En consecuencia 4/2 = 2 es el número de lugares decimales en la raíz. Tenemos: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 10 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 3.4 LEYES DE LOS EXPONENTES Todas las leyes de los exponentes pueden desarrollarse de manera directa de la definición de los exponentes. Para los cinco casos que siguen se han establecido leyes separadas: 1. Multiplicación. 2. División. 3. Potencia de una potencia. 4. Potencia de un producto. 5. Potencia de un cociente. 3.5 Multiplicación Para ilustrar la ley de la multiplicación examinemos el siguiente problema: 43 x 4 2 = ? Recordando que 43 significa 4 x 4 x 4 y 42 significa 4 x 4, vemos que 4 se usa como factor cinco veces. Por tanto, 43 x 42 es lo mismo que 45. Este resultado podría escribirse como sigue: 43 x 4 2 = 4 x 4 x 4 x 4 x 4 = 4 5 Observe que tres de los cinco 4 provienen de la expresión 43 y los otros dos 4 provienen de la expresión 42. Entonces podríamos volver a escribir el problema como sigue: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 11 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS La ley de los exponentes para la multiplicación puede establecerse del modo siguiente: Para multiplicar dos o más potencias de la misma base se suman los exponentes y se eleva la base común a la suma de los exponentes. Esta ley se ilustra con los ejemplos que siguen: Sea a ≠ 0, un número real, y sea n un número natural. Entonces se define Si n = 0, se define a0 = 1. Así por ejemplo : Así, hemos definido am, cuando m es un entero. Para extender esta definición a exponente racional no entero se necesita definir la raíz n-ésima de un número real, donde n es un entero positivo. Sea a un número real y n un número natural, tal que existe un número real b tal que bn = a, entonces se llamará a b la raíz n-ésima de a. Este número b lo denotaremos por a 1/n ó SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 12 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Si n= 2, entonces a 1/2 se llamará la raíz cuadrada de a y escribimos . Si n = 3, entonces a 1/3, se llamará la raíz cúbica de a y escribimos . Dado un número real a y un número natural n, no siempre existe un número real b tal que bn = a. Por ejemplo si a es negativo y n es par nunca existe un número real b verificando bn = a. Como se observa en los ejemplos anteriores, un número real positivo puede tener dos raíces, de hecho cada número real positivo tiene dos raíces cuadradas. Por notación cuando escribamos √a denotaremos la raíz cuadrada positiva de a y por √a denotaremos la raíz cuadrada negativa de a, cuando se quiera denotar ambas, pondremos ± √a. Así, por ejemplo Dados tres números reales am, an y bn distintos de cero. Se tiene que verifican las siguientes propiedades: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 13 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS División La ley de los exponentes para la división puede desarrollarse a partir del siguiente ejemplo: La simplificación de cinco 6 en el divisor con cinco de los 6 en el dividendo nos deja solamente dos 6, el producto de los cuales es 62. Este resultado puede alcanzarse en forma directa observando que 62 es equivalente a 6 (7-5). En otras palabras, tenemos lo siguiente: 67 ÷ 65 = 6(7-5) = 62 En consecuencia, la ley de los exponentes para la división es esta: para dividir una potencia por otra que tenga la misma base, restamos el exponente del divisor del exponente del dividendo. El número resultante de esta división se emplea como exponente de la base en el cociente. El empleo de esta regla produce a veces un exponente negativo o un exponente cuyo valor es cero. Estos dos tipos especiales de exponentes se explican más adelante en el presente capítulo. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 14 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Potencia de una potencia Consideremos el ejemplo (32)4. Recordando que un exponente indica el número de veces que la base se toma como factor y teniendo en cuenta que en este caso 32 es considerada la base, resulta (3 2)4 = 3 2 . 32 . 32 . 32 También en la multiplicación sumamos los exponentes. Entonces, 3 2 . 32 . 32 . 32 = 3(2+2+2+2) = 38 Por tanto, (3 2)4 = 3(4 x 2 ) = 38 Las leyes de los exponentes para la potencia de una potencia pueden establecerse como sigue: para determinar la potencia de una potencia se multiplican los exponentes. Se observará que este caso es el único en el cual se realiza la multiplicación de los exponentes. 3.6 Potencia de un producto Consideremos el ejemplo (3. 2. 5) 3. Sabemos que (3 .2 .5) 3 = (3 .2 .5) (3 .2 .5) (3 .2 .5) Entonces, 3, 2 y 5 aparecen tres veces cada uno como factores, y podemos demostrar esto con exponentes como 33, 23 y 53. Por tanto, (3 .2 .5)3 = 3 3 .23 .53 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 15 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS La ley de los exponentes para la potencia de un producto es como sigue: La potencia de un producto es igual al producto obtenido cuando cada uno de los factores originales se eleva a la potencia indicada y las potencias resultantes se multiplican entre sí. 3.7 Potencia de un cociente La ley de los exponentes para la potencia de un cociente indicado puede desarrollarse a partir del siguiente ejemplo: La ley se establece así: La potencia de un cociente es igual a un cociente obtenido cuando el dividendo y el divisor se elevan cada uno a la potencia indicada separadamente, antes de realizar la división. 4. EXPRESIONES ALGEBRAICAS Una expresión algebraica es unas combinaciones de letras y números ligadas por los signos de las operaciones: adición, sustracción, multiplicación, división y potenciación. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 16 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Las expresiones algebraicas nos permiten, por ejemplo, hallar áreas y volúmenes. Longitud de la circunferencia: L = 2 r, donde r es el radio de la circunferencia. Área del cuadrado: S = l2, donde l es el lado del cuadrado. Volumen del cubo: V = a3, donde a es la arista del cubo. Valor numérico de una expresión algebraica El valor númerico de una expresión algebraica, para un determinado valor, es el número que se obtiene al sustituir en ésta por valor numérico dado y realizar las operaciones indicadas. L(r) = 2 r = 5 cm. r L (5)= 2 · · 5 = 10 cm S(l) = l2 l = 5 cm A(5) = 52 = 25 cm2 V(a) = a3 a = 5 cm V(5) = 53 = 125 cm3 4.1 Tipos de expresiones algebraicas: Monomio Un monomio es una expresión algebraica formada por un solo término. Binomio Es una expresión algebraica formada por dos términos. Trinomio Un trinomio es una expresión algebraica formada por tres términos. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 17 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Polinomio Un polinomio es una expresión algebraica formada por más de un término. 4.2 Expresión algebraica es una expresión matemática en la que se combinan números y letras. 3a + 2 Los números se denominan “coeficiente” y las letras “parte literal”. La letra “a” representa una incógnita, es decir una variable de la que desconocemos su valor y que hay que calcular. El número que acompaña a la letra la va multiplicando. 3a = 3 x a Por ejemplo: Pedro tiene el doble de años que Juan. ¿Qué edad tiene Pedro? Edad de Pedro = 2a La “a” representa la edad de Juan; es una incógnita ya que por el momento desconocemos su valor El coeficiente 2 quiere decir que Pedro tiene el doble de edad que Juan. Si alguien nos dice la edad de Juan, por ejemplo 7 años, sabremos el valor de la “a”. a = 7 años Luego ya podemos calcular la edad de Pedro. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 18 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Edad de Pedro = 2a = 2 x 7 = 14 años La expresión algebraica puede tener varios sumandos. Cada sumando se denomina término. 3a + 5b + 3c – 7a “3a” es un término, “5b” es otro término… Cuando llego a conocer los valores de las letras (incógnitas) la expresión algebraica se transforma en una expresión numérica. Por ejemplo, si en el ejemplo anterior el valor de las letras fuera: a=3 b=2 c=5 La expresión algebraica se transformaría: 3a + 5b + 3c – 7a = (3 x 3) + (5 x 2) + (3 x 5) – (7 x 3) = 13 A.- Monomios Cuando una expresión algebraica tan sólo tiene un término se denomina monomio. 3b Dos monomios que tienen la misma parte literal se dice que son semejantes: Por ejemplo: En el jardín hay dos piedras, la primera pesa el doble que un ladrillo, y la segunda el triple. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 19 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Peso de la primera piedra: 2a Peso de la segunda piedra: 3a Ambos monomios, 2a y 3a, tiene la misma parte literal, la letra “a” (que representa el peso del ladrillo), luego ambos monomios son semejantes. B.- Suma y resta de monomios Si son monomios semejantes se mantiene la parte literal y se suman (restan) sus coeficientes: 3a + 4a = 7a 8a - 5a = 3a Si los monomios no son semejantes no se pueden agrupar sus términos. 5a + 3b 9a – 8c C.- Multiplicación y división de un monomio por un número Se multiplica (o divide) el coeficiente por el número y se mantiene la parte literal. 4a x 2 = 8a 6a : 3 = 2a SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 20 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 5. SUMA DE POLINOMIOS Para realizar la suma de dos o más polinomios, se debe sumar los coeficientes de los términos cuya parte literal sean iguales, es decir, las variables y exponentes (o grados) deben ser los mismos en los términos a sumar. Método 1 para sumar polinomios Pasos: 5.1 Ordenar los polinomios del término de mayor grado al de menor. 5.2 Agrupar los monomios del mismo grado. 5.3 Sumar los monomios semejantes. Ejemplo del primer método para sumar polinomios Sumar los polinomios P(x) = 2x³ + 5x − 3, Q(x) = 4x − 3x² + 2x³. Ordenamos los polinomios, si no lo están. P(x) = 2x³ + 5x − 3 Q(x) = 2x³ − 3x² + 4x Agrupamos los monomios del mismo grado. P(x) + Q(x) = (2x³ + 5x − 3) + (2x³ − 3x² + 4x) P(x) + Q(x) = (2x³ + 2x³) + (− 3 x²) + (5x + 4x) + (− 3) SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 21 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Sumamos los monomios semejantes. P(x) + Q(x) = 4x³ − 3x² + 9x – 3 Método 2 para sumar polinomios También podemos sumar polinomios escribiendo uno debajo del otro, de forma que los monomios semejantes queden en columnas y se puedan sumar. ¿Necesitas un profesor de matemáticas? Ejemplo del segundo método para sumar polinomios Sumar los polinomios P(x) = 7x4 + 4x² + 7x + 2, Q(x) = 6x³ + 8x +3. Acomodar en columnas a los términos de mayor a menor grado, y sumar. Así, P(x) + Q(x) = 7x4 + 6x³ + 4x² + 15x + 5 sí pues, una suma de polinomios se puede realizar de dos formas distintas: con el método vertical o con el método horizontal. A continuación tienes la explicación de ambos procedimientos, pero te aconsejamos que primero aprendas cómo sumar polinomios de manera vertical y luego pases al método horizontal. Aunque evidentemente quédate con el que tú prefieras. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 22 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Suma de polinomios vertical A continuación vamos a ver cómo se suman dos polinomios de manera vertical mediante un ejemplo: Realiza la suma de los siguientes dos polinomios: Lo primero que debemos hacer es colocar un polinomio debajo de otro, de manera que los términos semejantes de los dos polinomios estén alineados por columnas: Atención: Si un polinomio no tiene término de un determinado grado, debemos dejar el espacio en blanco. Por ejemplo no tiene monomio de grado 2, por eso hay un espacio en blanco en su sitio. Una vez hemos puesto todos los términos por orden de mayor a menor grado, sumamos los coeficientes de cada columna manteniendo las partes literales iguales: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 23 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Por lo tanto, el resultado obtenido de la suma de los 2 polinomios Ahora que ya entiendes la suma de polinomios, debes saber que también se pueden hacer sumas de fracciones formadas por polinomios. A este tipo de operación se le llama suma de fracciones algebraicas. Haz click en este enlace y descubre no solo cómo se calculan las sumas de fracciones algebraicas, sino también cómo se resuelven todas las operaciones con fracciones algebraicas. Suma de polinomios horizontal Acabamos de ver cómo se suman los polinomios verticalmente, pero ahora vamos a ver el otro método que hay para hacer una suma de polinomios: sumar polinomios horizontalmente. Seguramente este procedimiento es más rápido que el anterior, sin embargo es necesario tener más dominio de los conceptos de los polinomios. Así pues, veamos en qué consiste este método de sumar polinomios mediante un ejemplo. Y para que puedas ver las diferencias entre los dos métodos, sumaremos los mismos polinomios que en el ejemplo anterior: Calcula la suma de los siguientes dos polinomios: En primer lugar, tenemos que posicionar los dos polinomios en una misma operación, o dicho con otras palabras, uno detrás del otro: Y ahora sumamos los términos que tienen partes literales idénticas, es decir, los términos con las mismas variables (letras) y los mismos exponentes. Los términos que no son semejantes no se pueden sumar. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 24 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS De modo que el polinomio resultante de la suma es: Como puedes comprobar, hemos obtenido el mismo resultado con los dos métodos, así que cuando hagas una adición de polinomios puedes usar el que te vaya mejor. La suma de polinomios cumple con las siguientes características: Propiedad asociativa: cuando se suman 3 o más polinomios no importa cómo se agrupen los polinomios, ya que el resultado siempre es el mismo. Es decir, se cumple la siguiente igualdad: Propiedad conmutativa: en la suma de polinomios el orden de los sumandos no altera el resultado de la suma. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 25 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Elemento neutro: evidentemente, sumar un polinomio más cualquier otro polinomio de valor numérico cero es equivalente al primer polinomio. Elemento opuesto: el resultado de sumar cualquier polinomio más su polinomio opuesto siempre es nulo. 6. Resta de polinomios La resta de polinomios consiste en sumar al minuendo el opuesto del sustraendo. Para realizar una resta de polinomios, es necesario agrupar los monomios (las expresiones de un único término) de acuerdo a sus características y proceder a la simplificación de aquellos que resultan semejantes. La operación en sí se realiza sumando el opuesto del sustraendo al minuendo. Tomemos el siguiente ejemplo: P(x) − Q(x) = (4×3 + 2x − 5) − (3×3 − 4×2 + 5x) Para realizar una resta de polinomios, es necesario agrupar los monomios (las expresiones de un único término) de acuerdo a sus características y proceder a la simplificación de aquellos que resultan semejantes. La operación en sí se realiza sumando el opuesto del sustraendo al minuendo. Tomemos el siguiente ejemplo: P(x) − Q(x) = (4×3 + 2x − 5) − (3×3 − 4×2 + 5x) Según lo explicado anteriormente, tenemos que modificar los signos del sustraendo para realizar la operación: 4×3 + 2x − 5 − 3×3 + 4×2 − 5x. Como se puede advertir, los signos del minuendo no cambian (4×3 + 2x − 5). Hecho esto, debemos agrupar y simplificar los monomios: 4×3 − 3×3 + 4×2 + 2x − 5x − 5. Finalmente completamos la operación de acuerdo a los monomios que quedaron: x3 + 4×2 − 3x − 5. El resultado de la resta de polinomios (4×3 + 2x − 5) − (3×3 − 4×2 + 5x) es, en definitiva, x3 + 4×2 − 3x − 5. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 26 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Otra forma de restar polinomios consiste en escribir el opuesto de cada uno debajo del otro. Así, los monomios semejantes quedarán encolumnados y podemos proceder a sumarlos. Ejemplo de resta de polinomios: 6.1 Restar los polinomios P(x) = 2x3 + 5x - 3, Q(x) = 2x³ - 3x² + 4x. P(x) − Q(x) = (2x³ + 5x − 3) − (2x³ − 3x² + 4x) 6.2 Obtenemos el opuesto al sustraendo de Q(x). P(x) − Q(x) = 2x³ + 5x − 3 − 2x³ + 3x² − 4x 6.3 Agrupamos. P(x) − Q(x) = 2x³ − 2x³ + 3x² + 5x − 4x – 3 6.4 Resultado de la resta. P(x) − Q(x) = 3x² + x − 3 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 27 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 7. PRODUCTO DE POLINOMIOS ¿Qué es un polinomio? Los Polinomios son expresiones algebraicas racionales enteras y están constituidos por un conjunto finito de variables no determinadas (o desconocidas) y constantes llamadas coeficientes, con las operaciones de suma, resta y multiplicación, así como también exponentes enteros positivos. Todo polinomio puede tener una o más variables y dependiendo cuantos términos presenten pueden ser: Monomio al tener un término, Binomio al tener dos términos. Trinomio cuando tiene tres términos y así sucesivamente. Veamos el siguiente recuadro: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 28 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS “Por definición y en forma práctica se dice que un polinomio es la suma de monomios”. Ejemplos de Polinomios Son Polinomios los siguientes ejemplos: P(x) = 7x2 + 2x + 7 Q(y) = 3x – 9 R(x) = x3 + 4x2 + π M(x) = x – 2x3 + 8x5 + 4x2 + √3 T (x, y) = 4x3y + 3x2y2 + 8 Las notaciones: P(x), Q(x), R(x) y M(x) representan el polinomio de variable «x». En el caso T (x, y) representa a un polinomio de variable «x» e «y». Nota: Recuerde que en todo polinomio los exponentes deben ser números enteros positivos. Además, el mayor exponente expresa el Grado del Polinomio. 7.1 Elementos y Partes de un Polinomio Los polinomios tienen elementos y podemos describirlos a partir del siguiente polinomio de una sola variable: P(x) = a0xn + a1xn – 1 + a2xn – 2 + …+ an SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 29 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Tenemos los siguientes elementos o partes del Polinomio: Variable: La variable para este polinomio es «x». Grado del Polinomio: Es el mayor exponente de la variable “x”, entonces sería: «n «. Coeficientes: Son los siguientes números reales: a0, a1, a2, …, an. Coeficiente principal: Es el coeficiente del término que contiene el grado del polinomio: a0. Término Independiente: Es aquel donde no está presente la variable “x”, en este caso sería: an. A continuación, un ejemplo gráfico de un Polinomio con sus partes. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 30 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Partes de un polinomio 7.2 Polinomio de una sola Variable Los polinomios de una variable son expresiones algebraicas de la forma: P(x) = a0xn + a1xn – 1 + a2xn – 2 + …+ an Donde: n: es el grado del polinomio, además n ∈ Z+ a0: coeficiente principal, tal que a0 ≠ 0 an: es el término independiente ¡Importante! Por lo general, aunque no es una regla, se ordena el polinomio de forma descendente con respecto al exponente de la variable. Por ejemplo: 1. x + 3 2. x² + x + 1 3. 5x² – 7 4. 7x³ + 1 5. 3x³ + 2x² + x + 5 ¿Qué hacemos? La multiplicación y división de monomios y polinomios son operaciones que se resuelven siguiendo algunos algoritmos. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 31 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Un algoritmo se refiere a seguir una serie de pasos definidos, y como todo algoritmo, seguir los pasos en la solución de estas operaciones demanda que se realicen con orden y lógica. Para lograrlo, el saber nombrar e identificar a cada objeto matemático por su nombre te ayudará en el camino. Los polinomios se pueden nombrar según el número de términos que lo forman, así, con un sólo término se le llama monomio. El prefijo mono hace referencia a 1, como en monociclo a una sola rueda o en monoaural a un canal de audio. Con dos términos se llama binomio. Con tres términos, trinomio. Igual que con el prefijo mono, los prefijos bi y tri significan 2 y 3. Y de cuatro términos en adelante, se utiliza en general: polinomios. Porque el prefijo “poli” hace referencia a varios términos. Cuando se refiere a un término es importante tener en mente todos sus elementos y saber que siempre están presentes, aun cuando no estén escritos. Los elementos de un término son: el signo, el cual, si no está escrito, es positivo. Por ejemplo, en el monomio 5x^2, el primer elemento de este término es el signo que, si no está escrito, es positivo. El segundo elemento es el coeficiente, que es el número que multiplica a la literal. Este número puede ser entero, una fracción, un decimal, entre otros. Cuando el coeficiente no está escrito, su valor es 1. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 32 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS El tercer elemento es la literal, que representa un número desconocido o variable. Las literales que usarás con más frecuencia son la “x” y la “ye”, pero puedes usar cualquier letra del abecedario del español y también del griego, o del ruso e inclusive del japonés. Sólo debes tener en mente que representa un número que no se conoce o que toma varios valores diferentes. Entonces, es posible que un término tenga más de una literal. Por ejemplo: 3 negativo x^2y es un término con dos literales, y 0.25abcd es un término con cuatro literales. Y el cuarto elemento de un término es el exponente de la literal, que indica cuántas veces se multiplica por sí mismo el valor de la literal, que en este caso es 2. En la multiplicación de polinomios se emplean siempre estos cuatro elementos para realizar la operación. Primero, el signo. Segundo, el coeficiente. Tercero, la literal o literales. Y cuarto, el exponente de cada literal. Y con ese mismo orden es que se iniciará a multiplicar dos monomios. Por ejemplo, si se multiplica el monomio 3x por el monomio 5x se inicia por el signo. Para la multiplicación de signos positivo y negativo se sigue la regla de los signos de la multiplicación. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 33 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS La regla de los signos de la multiplicación de números enteros y el plano cartesiano Cuando se multiplican números con igual signo, se obtiene un número positivo. Y al multiplicar números con signo distinto se obtiene un número negativo. En esta primera multiplicación, ambos términos tienen signo positivo, y su resultado es positivo. El siguiente elemento es el coeficiente y se realiza la multiplicación de ambos números. En este caso, la multiplicación es 3 por 5 y el resultado es 15. ¿Cuál es el siguiente elemento por multiplicar? Si ya terminaste con los signos y con los coeficientes, siguen las literales. Pero ¿cómo es posible multiplicar las literales? Para comprenderlo se necesita tener presente que una literal únicamente está ocupando el lugar de un número y se debe tratar como tal. Si la multiplicación es “a” por “b” y, como no se conoce su valor numérico, se queda la operación expresada “ab” y, en álgebra, se deben de ver dos literales juntas como una multiplicación de esos dos valores, aunque no tengan los paréntesis. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 34 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Entonces, al multiplicar (d) por (e), el resultado es “de” y el resultado de multiplicar (abc) por (xy) es “abcxy”. Falta hacer una observación; cuando es la misma literal, como multiplicar (y) por (y), no se puede tener como resultado “yy”, lo correcto es usar exponentes que indican cuántas veces se multiplica por sí misma esa literal. En este caso, lo correcto es “y2”. El último elemento de un término son los exponentes. ¿Y cómo se operan estos exponentes en la multiplicación? Sólo se tienen que sumar cuando se trata de la misma literal, ¿estoy en lo correcto? Regresa al ejemplo: al multiplicar (3x) (5x), los exponentes de las literales “x” son 1, al sumarlos 1+1 es igual a 2 y se escribe “x” con superíndice 2 Entonces, el resultado de multiplicar 3x por 5x es igual a positivo 15x al cuadrado, SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 35 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Ya se ha completado la multiplicación de dos monomios. Y este recorrido por las partes de un término ayudó a realizarlo. Otro ejemplo es: 3ax al cuadrado por menos 4bx. Se multiplica cada una de las partes de los términos, y se llega al resultado. Comienzas por los signos. En el primer término no está presente el signo, por lo que es positivo y el segundo término es negativo. Y el resultado, por ser signos diferentes, es negativo. Lo siguiente son los coeficientes, en el primer término, el coeficiente es 3 y en el segundo término, el coeficiente es 4. Al multiplicarlos, el resultado es 12. Y las literales, al no ser las mismas, se indican las de ambos términos. En este caso, la literal “a” y la “b” son únicas, pero puedes ver que hay dos literales “x” con exponente 1 que dan como resultado x^2. De esta manera, se terminan de multiplicar los dos monomios, de los cuales se tiene como resultado 12abx ^2 negativo. Para continuar con la sesión se va a multiplicar un monomio por un binomio. Y la forma en que se va a operar es multiplicar el monomio por cada uno de los términos del binomio. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 36 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Al multiplicar el monomio 5d por el binomio (-3d +8x), se tiene la opción de separarlos en dos multiplicaciones, facilidad que permite la propiedad distributiva. La primera multiplicación es 5d por 3d negativo y la segunda multiplicación es 5d por 8x. Si se separa la operación en dos partes, se están resolviendo multiplicaciones de monomios como los que acabas de realizar. Realiza las dos operaciones al aire. Primero 5d por 3d negativo. Primero los signos, que al ser diferentes el resultado es negativo. Los coeficientes, al multiplicarlos 5 por 3, el resultado es 15. Y las literales, como son iguales, se suman los exponentes 1+1 y se obtiene “d” al cuadrado. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 37 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Entonces, al multiplicar 5d por 3d negativo, el resultado es 15 d al cuadrado negativo. Has completado la primera parte de la operación. Y ya logras hacer las literales y sus exponentes al mismo tiempo. Continúa, con la siguiente operación: 5d por 8x 5 positivo por 8 positivo, es igual a 40 positivo. En cuanto a las literales, son distintas y se escriben juntas, indicando su multiplicación. El resultado de multiplicar 5d por 8x es 40 dx positivo. Sólo falta formar un polinomio con ambos resultados. Para este ejercicio, la respuesta final es el binomio 15d cuadrada negativo más 40 dx. Ahora observa el siguiente video del minuto 08:22 a 11:08 donde a través de un problema se aplica lo que has estudiado. ¿Cómo multiplicar y dividir polinomios? La siguiente operación es la división de monomios, y se resuelve con la misma estrategia, operando cada uno de los elementos de cada término. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 38 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Recuerda que se comienza por los signos. Si son signos iguales, el resultado es positivo y cuando son signos diferentes, el resultado es negativo. Si se dividen los monomios 15 x^2 entre 5x, los signos de ambos son positivos, y el resultado de la división es positivo. A continuación, opera los coeficientes y, en este caso, se divide el 15 entre 5, el resultado, 3. Ya se terminó con los signos y los coeficientes, ahora ¿cómo se operan las literales? Operan como en la multiplicación, cuando son literales distintas, únicamente se deja indicada la división. Por ejemplo, “a” entre “b” es igual a “a” entre “b” y, si fuera 3abc entre 5xy2z, la respuesta es 0.6 abc entre xy2z, y no se puede hacer nada más. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 39 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Pero si son literales iguales, como en el ejercicio que se está resolviendo, se debe de restar: El exponente del dividendo, que es 2, menos el exponente del divisor, que es 1 y cuyo resultado es “x” al exponente 1. Pero ¿por qué se puede hacer esto? Si se escriben las dos “x” que se multiplican en lugar de tener x^2 y se divide entre una “x”, queda un mismo elemento que multiplica y divide, eso es igual a 1. Este 1 multiplica a los factores que quedan, en este caso sólo una “x” que, al multiplicarla por 1, queda la misma “x”. Entonces, el resultado final es 3x. Un par de casos especiales con este tipo de notación que se está utilizando son: Resuelve la siguiente división: 12d^7 negativo entre 3d^7. Se inicia con la división de 12 negativo entre 3, esto es igual a 4 negativo. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 40 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Y como es la misma literal, se resta el exponente del dividendo del exponente del divisor, es decir, 7 menos 7, que es igual a cero. ¿Entonces el resultado final es 4d^0 negativo? Y, como ya se sabe, cualquier literal elevada a la potencia cero es uno. Entonces, el resultado final es 4 negativo. Este es el primer caso. Ahora, continúa con el siguiente ejercicio. Divide el monomio 8x cuadrada entre el monomio 2x a la séptima potencia. La división de 8 entre 2 da como resultado 4. Las literales son iguales, se resta el exponente del dividendo menos el exponente del divisor, 2 menos 7 y el resultado es igual a 5 negativo. El resultado final es 4x a la potencia 5 negativo. Cuando esto suceda, se puede escribir el resultado de la siguiente manera: 4 entre “x” a la quinta potencia. Se puede ver que la potencia ya no es negativa y que la “x” es parte del divisor. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 41 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Pero, ¿por qué pasa esto? Al separar en factores, el dividendo es “x” por “x” y el divisor es “x”, por “x”, por “x”, por “x”, por “x”, por “x”, por “x”. Ahora, al operar la división, “x” entre “x” es igual a 1 y se realiza con las dos “x” del dividendo, quedando sin literales y, en el caso del divisor únicamente hay 5 “x”, por eso es “x” a la quinta potencia. Es el caso de que sea un binomio entre un monomio. Bien, que sean el binomio (-4a2b + 6 x) entre el monomio 3a. Primero, se procede a separar la operación en dos divisiones. La primera, 4a^2b negativo entre 3a y la segunda 6x entre 3a. En la primera operación se divide 4 negativo entre 3, pero como el resultado de esa división es un número con decimal periódico, entonces se queda indicada la operación. Con las literales, la “a” cuadrada del dividendo se divide entre “a” del divisor, y queda el resultado “a”. La literal b no tiene con quien dividirse y se queda igual. El resultado es 4ab negativo entre 3 Para la segunda operación, la división 6x entre 3, los coeficientes 6 y 3, al dividirse, dan como resultado 2. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 42 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Y las literales se quedan como están, porque no hay literal “x” en el divisor ni “a” en el dividendo. Así, el resultado de esta división es 2x entre a. Ya con los dos resultados se forma un polinomio que es el resultado de la división original. En el ejercicio (-4a2b + 6 x) entre el monomio 3a, el resultado es 4 tercios de ab negativo, más 2x entre a. Con este ejercicio se aplica la división de un binomio entre un monomio. Ahora observa el siguiente video del minuto 11:22 a 12:29 en donde se resuelve un problema ocupando la división de polinomios, pero con un método complementario. ¿Cómo multiplicar y dividir polinomios? La propiedad distributiva de la multiplicación sobre la suma o de manera abreviada la propiedad distributiva, es la que dice que el resultado de un número multiplicado por la suma de dos o más sumandos es igual a la suma de los productos de cada sumando por ese número. Un ejemplo es: 5(2+3) = 5(2) + 5(3) En el primer miembro, primero resuelves lo que está en el paréntesis, 2+3, que es igual a 5 y 5 por 5 es igual a 25. el segundo miembro: 5(2) es 10 y 5(3) es 15, al sumar las dos cantidades da como resultado 25. Que es igual al primer resultado. Un error común, cuando se aprende división de polinomios, es querer usar la propiedad distributiva si el divisor es un binomio. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 43 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS (a+b) entre “c” sí es igual a “a/c” más “b/c”. Pero c entre (a+b) no es igual a “c/a” más “c/b”. Para multiplicar dos polinomios, multiplicamos cada término del primer polinomio por todos los términos del segundo polinomio. Ejemplo: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 44 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 8. PRODUCTO NOTABLES Sabemos que se llama producto al resultado de una multiplicación. También sabemos que los valores que se multiplican se llaman factores. Se llama productos notables a ciertas expresiones algebraicas que se encuentran frecuentemente y que es preciso saber factorizarlas a simple vista; es decir, sin necesidad de hacerlo paso por paso. Se les llama productos notables (también productos especiales) precisamente porque son muy utilizados en los ejercicios. A continuación, veremos algunas expresiones algebraicas y del lado derecho de la igualdad se muestra la forma de factorizarlas (mostrada como un producto notable). Cuadrado de la suma de dos cantidades o binomio cuadrado a 2 + 2ab + b 2 = (a + b) 2 El cuadrado de la suma de dos cantidades es igual al cuadrado de la primera cantidad, más el doble de la primera cantidad multiplicada por la segunda, más el cuadrado de la segunda cantidad. Demostración: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 45 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Entonces, para entender de lo que hablamos, cuando nos encontramos con una expresión de la forma a 2 + 2ab + b 2 debemos identificarla de inmediato y saber que podemos factorizarla como (a + b) 2. Cuadrado de la diferencia de dos cantidades a 2 – 2ab + b 2 = (a – b) 2 El cuadrado de la diferencia de dos cantidades es igual al cuadrado de la primera cantidad, menos el doble de la primera cantidad multiplicada por la segunda, más el cuadrado de la segunda cantidad. Demostración: Entonces, para entender de lo que hablamos, cuando nos encontramos con una expresión de la forma a 2 – 2ab + b 2 debemos identificarla de inmediato y saber que podemos factorizarla como (a – b) 2. Producto de la suma por la diferencia de dos cantidades (o producto de dos binomios conjugados) (a + b) (a – b) = a 2 – b 2 El producto de la suma por la diferencia de dos cantidades es igual al cuadrado de la primera cantidad, menos el cuadrado de la segunda. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 46 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Demostración: Entonces, para entender de lo que hablamos, cuando nos encontramos con una expresión de la forma (a + b) (a – b) debemos identificarla de inmediato y saber que podemos factorizarla como a 2 – b 2. Producto de dos binomios con un término común, de la forma x 2 + (a + b)x + ab = (x + a) (x + b) Demostración: Veamos un ejemplo explicativo: Tenemos la expresión algebraica x 2 + 9 x + 14 Obtenida del producto entre (x + 2) (x + 7). ¿Cómo llegamos a la expresión? a) El cuadrado del término común es (x)(x) = x 2 b) La suma de términos no comunes multiplicada por el término común es (2 + 7) x=9x c) El producto de los términos no comunes es (2)(7) = 14 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 47 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Así, tenemos: x 2 + 9 x + 14 = (x + 2) (x + 7) Entonces, para entender de lo que hablamos, cuando nos encontramos con una expresión de la forma x 2 + (a + b)x + ab debemos identificarla de inmediato y saber que podemos factorizarla como (x + a) (x + b). Producto de dos binomios con un término común, de la forma x 2 + (a – b)x – ab = (x + a) (x – b) Demostración: Entonces, para entender de lo que hablamos, cuando nos encontramos con una expresión de la forma x 2 + (a – b)x – ab debemos identificarla de inmediato y saber que podemos factorizarla como (x + a) (x – b). Producto de dos binomios con un término común, de la forma x 2 – (a + b)x + ab = (x – a) (x – b) Demostración: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 48 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Entonces, para entender de lo que hablamos, cuando nos encontramos con una expresión de la forma x 2 – (a + b)x + ab debemos identificarla de inmediato y saber que podemos factorizarla como (x – a) (x – b). Producto de dos binomios con un término común, de la forma mnx 2 + ab + (mb + na)x = (mx + a) (nx + b) En este caso, vemos que el término común (x) tiene distinto coeficiente en cada binomio (mx y nx). Demostración: Entonces, para entender de lo que hablamos, cuando nos encontramos con una expresión de la forma mnx 2 + ab + (mb + na)x debemos identificarla de inmediato y saber que podemos factorizarla como (mx + a) (nx + b) . Cubo de una suma a 3 + 3a 2 b + 3ab 2 + b 3 = (a + b) 3 Entonces, para entender de lo que hablamos, cuando nos encontramos con una expresión de la forma a 3 + 3a 2 b + 3ab 2 + b 3 debemos identificarla de inmediato y saber que podemos factorizarla como (a + b) 3 . SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 49 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Cubo de una diferencia a 3 – 3a 2 b + 3ab 2 – b 3 = (a – b) 3 Entonces, para entender de lo que hablamos, cuando nos encontramos con una expresión de la forma a 3 – 3a 2 b + 3ab 2 – b 3 debemos identificarla de inmediato y saber que podemos factorizarla como (a – b) 3 . A modo de resumen, se entrega el siguiente cuadro con Productos notables y la expresión algebraica que lo representa: Producto notable Expresión algebraica Nombre (a + b) 2 = a 2 + 2ab + b 2 Binomio al cuadrado (a + b) 3 = a 3 + 3a 2 b + 3ab 2 + b 3 Binomio al cubo a 2- b 2 = (a + b) (a - b) Diferencia de cuadrados a 3- b 3 = (a - b) (a 2 + b 2 + ab) Diferencia de cubos a 3+ b 3 = (a + b) (a 2 + b 2 - ab) Suma de cubos a 4- b 4 = (a + b) (a - b) (a 2 + b 2 ) Diferencia cuarta (a + b + c) 2 = a 2 + b 2 + c 2 + 2ab + 2ac + Trinomio al cuadrado 2bc SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 50 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Identidades Notables Principales Binomio al Cuadrado: El desarrollo de un binomio al cuadrado nos da un trinomio cuadrado perfecto, esto es «el cuadrado del primer término, más el doble del primer término por el segundo término, más el cuadrado del segundo término». (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 Análogamente con el binomio diferencia al cuadrado: (a – b)2 = a2 – 2ab + b2 El binomio al cuadrado es el más conocido de los productos notables y quizá el más utilizado en los problemas algebraicos. Identidades de Legendre: Las identidades de Legendre son dos identidades que relacionan los binomios suma y diferencia. (a + b)2 + (a – b)2 = 2(a2 + b2) (a + b)2 – (a – b)2 = 4ab Diferencia de Cuadrados: La diferencia de cuadrados nos dice que el producto de dos binomios; uno que presenta la suma de dos expresiones y el otro la diferencia de las mismas expresiones nos da el cuadrado de la primera, menos el cuadrado de la segunda. a2 – b2 = (a + b) (a – b) SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 51 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Trinomio al Cuadrado: Al desarrollar el trinomio de un cuadrado se obtiene la suma de los cuadrados de los tres términos, más el doble de la suma de los productos tomados de dos en dos (productos binarios). (a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 + 2(ab + bc + ac) Binomio al Cubo: Al desarrollar un binomio al cubo se obtiene el cubo del primer término, más el producto del triple del primero al cuadrado por el segundo, más el producto del triple del primero por el segundo al cuadrado, más el cubo del segundo término. (a + b) = a + 3a b + 3ab + b 3 3 2 2 3 Análogamente con el binomio diferencia al cubo: (a – b) = a – 3a b + 3ab – b 3 3 2 2 3 Asimismo, si le damos forma a estas dos expresiones tendremos los siguientes resultados del binomio al cubo, el cual puede ser muy importante para la resolución de los ejercicios. (a + b)3 = a3 + b3 + 3ab (a + b) (a – b)3 = a3 – b3 – 3ab (a – b) Suma y Diferencia de Cubos a3 + b3 = (a + b) (a2 – ab + b2) a3 – b3 = (a – b) (a2 + ab + b2) SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 52 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Trinomio al Cubo (a + b + c)3 = a3 + b3 + c3 + 3(a + b) (b + c) (a + c) Multiplicación de Binomios con un Término en Común: Al multiplicar dos binomios con un término en común se obtiene: el común al cuadrado, más el producto de la suma de no comunes por el común, más el producto de no comunes. (x + a) (x + b) = x2 + (a + b) x + ab Identidad de Argan´d (x2 + x + 1) (x2 – x + 1) = x4 + x2 + 1 Identidad de Gauss a3 + b3 + c3 – 3abc = (a + b + c) (a2 + b2 + c2 – ab – ac – bc) Ejemplo No. 1 Si: a + b = 4 y ab = 5 Calcular: a3 + b3 Resolución: Nos piden la suma de cubos, para este caso vamos a elevar al cubo el binomio que tenemos como dato. Tenemos: (a + b)3 = 43 Desarrollamos el binomio al cubo: a3 + b3 + 3ab(a + b) = 43 a3 + b3 = 43 – 3ab(a + b) = 64 – 3(5)(4) = 4 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 53 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Ejemplo No. 2 Si: a + b + c = 0; calcular: Resolución: Nos dicen que a + b + c = 0; si buscamos una identidad para aprovechar esta condición, tendría que ser la Identidad de Gauss. Entonces la expresión se reduce a lo siguiente: a3 + b3 + c3 = 3abc En lo sucesivo se tendrá que recordar esta propiedad especial de producto notable, lo vamos a colocar como nota. Ejemplo No. 3 Simplificar la expresión: Resolución: En este ejercicio notamos que la parte del numerador de la fracción podemos aplicar la identidad de Legendre y en el denominador diferencia de cuadrados. Tenemos: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 54 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Ejemplos No. 4 Si: x4 – 4x2 + 1 = 0; x ≠ 0 Se pide hallar: Resolución: Para resolver este ejercicio daremos forma al dato para llegar a lo que nos piden. Note como se hace: x4 – 4x2 + 1 = 0 Dividiremos entre x2 cada término, así: Sumamos «+6» a ambos miembros para formar un Trinomio Cuadrado Perfecto. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 55 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS De acuerdo a la teoría vista, el trinomio cuadrado perfecto es el resultado de un binomio al cuadrado, entonces: 9. FACTORIZACIÓN Para entender la operación algebraica llamada factorización es preciso repasar los siguientes conceptos: Cualquier expresión que incluya la relación de igualdad (=) se llama ecuación. Una ecuación se denomina identidad si la igualdad se cumple para cualquier valor de las variables; si la ecuación se cumple para ciertos valores de las variables, pero no para otros, la ecuación es condicional. Un término es una expresión algebraica que sólo contiene productos de constantes y variables; 2x, – a, 3x son algunos ejemplos de términos. La parte numérica de un término se denomina coeficiente. Los coeficientes de cada uno de los ejemplos anteriores son 2, – 1, y 3. Una expresión que contiene un solo término se denomina monomio; si contiene dos términos se llama binomio y si contiene tres términos, es un trinomio. Un polinomio es una suma (o diferencia) finita de términos. En este contexto, el grado es el mayor exponente de las variables en un polinomio. Por ejemplo, si el mayor exponente de la variable es 3, como en ax 3 + bx 2 + cx, el polinomio es de tercer grado. Una ecuación lineal en una variable es una ecuación polinómica de primer grado; es decir, una ecuación de la forma ax + b = 0. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 56 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Se les llama ecuaciones lineales porque representan la fórmula de una línea recta en la geometría analítica. Una ecuación cuadrática en una variable es una ecuación polinómica de segundo grado, es decir, de la forma ax 2 + bx + c = 0. Un número primo es un entero (número natural) que sólo se puede dividir exactamente por sí mismo y por 1. Así, 2, 3, 5, 7, 11 y 13 son todos números primos. Las potencias de un número se obtienen mediante sucesivas multiplicaciones del número por sí mismo. El término a elevado a la tercera potencia, por ejemplo, se puede expresar como a·a·a o a 3. Los factores primos de un cierto número son aquellos factores en los que éste se puede descomponer de manera que el número se puede expresar sólo como el producto de números primos y sus potencias. Descomposición de números naturales en sus factores primos Por ejemplo, un número natural como 20 puede expresarse como un producto de números de diferentes formas: 20 = 2 • 10 = 1 • 20 = 4 • 5 En cada uno de estos casos, los números que forman el producto son los factores. Es decir, cuando expresamos el número 20 como el producto 2 • 10, a cada uno de los números (2 y 10) se les denomina factor. En el caso de 1 • 20 los factores son 1 y 20 y finalmente en el caso de 4 • 5, los factores son 4 y 5. Cada uno de los números 1, 2, 4, 5, 10, 20 se denominan a su vez divisores de 20. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 57 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Otro ejemplo, los factores primos de 15 son 3 y 5. Del mismo modo, como 60 = 2 2 • 3 • 5, los factores primos de 60 son 2, 3 y 5. Debe recordarse, además, que cuando un número es divisible únicamente por sí mismo y por la unidad el número se denomina primo. 9.1 Factorización y productos notables Así como los números naturales pueden ser expresados como producto de dos o más números, los polinomios pueden ser expresadas como el producto de dos o más factores algebraicos. Cuando un polinomio no se puede factorizar se denomina irreducible. En los casos en que la expresión es irreducible, solo puede expresarse como el producto del número 1 por la expresión original. Al proceso de expresar un polinomio como un producto de factores se le denomina factorización. El proceso de factorización puede considerarse como inverso al proceso de multiplicar. Factorizar, entonces, quiere decir identificar los factores comunes a todos los términos y agruparlos. Los factores comunes son aquellos números que aparecen multiplicando a todos los términos de una expresión algebraica. Estos números pueden estar dados explícitamente o representados por letras. Así, factorizar un polinomio es descomponerlo en dos o más polinomios llamados factores, de tal modo que al multiplicarlos entre sí se obtenga el polinomio original. Por ejemplo, 2x 3 + 8x 2 y se puede factorizar, o reescribir, como 2x 2 (x + 4y). SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 58 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Algunos ejemplos: De la expresión ab 2 + 3cb - b 3 podemos factorizar b y obtenemos la expresión: b (ab + 3c - b 2) (1) Veamos paso a paso cómo se obtuvo la expresión: Ahora podríamos reacomodar la expresión que queda dentro del paréntesis: Finalmente, si sustituimos este último resultado en (1), obtenemos: ab 2 + 3cb - b 3 = b (b (a - b) + 3c) ab 2 + 3cb - b 3 = b (ab – b 2 + 3c) ab 2 + 3cb - b 3 = b (ab + 3c – b 2) SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 59 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Por otro lado, algunos productos sencillos que tienen una estructura determinada y que pueden ser evaluados de forma directa se denominan Productos notables . En general los casos de factorización corresponden a los casos de productos notables. Antes de mostrar ejercicios de aplicación de factorización y productos notables, es necesario recordar la forma de hallar el máximo común divisor (mcd) de un conjunto de números dados. Ejemplo: Determinar el máximo común divisor (mcd) de los números 56, 42 y 28. El máximo común divisor de un conjunto de números dados corresponde al mayor número natural que los divide simultáneamente, con residuo cero. Para hallar el mcd de un conjunto determinado de números, estos se dividen simultáneamente por los diferentes números primos (tomados en orden ascendente, y desechando los números primos por los cuales no se pueda hacer la división con residuo cero de todos los números de la fila) según el arreglo mostrado a continuación. El proceso termina, cuando los números que aparecen en la fila inmediatamente inferior a la última división simultánea, no pueden dividirse simultáneamente por algún número primo. El mcd buscado es el producto de los números primos que aparecen a la derecha: 56 42 28 ÷ 2 28 21 14 ÷ 7 4 3 2 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 60 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Los números originales (56, 42, 28) se escriben desde la izquierda hacia la derecha. A la derecha de ellos se escribe el 2 (primer número primo de la lista) y se divide cada uno de estos números por 2, escribiendo el resultado obtenido en la misma columna del número original. La segunda fila muestra estos resultados. Como los números 28, 21 y 14 no pueden dividirse simultáneamente por 3, este número primo se desecha. De forma similar se desecha el 5. El siguiente número primo en la lista es 7. En este caso se puede hacer la división simultáneamente obteniéndose los números 4, 3 y 2. Esta última fila no puede dividirse simultáneamente ni por 2 ni por 3. Como el siguiente número primo (5) es mayor que 4, el proceso termina. Por lo tanto, el mcd de los números 56, 42 y 28 es el producto de los números primos de la derecha: 2 • 7 = 14 Lo anterior se expresa como: mcd (56, 42, 28) = 14 (el máximo común divisor de los números 56, 42 y 28 es igual a 14) Ejemplo: Factorizar 9x + 6y - 12z Este es un ejemplo sencillo de la factorización por factor común. Dada una expresión algebraica se encuentra el máximo común divisor (mcd) de los coeficientes de los términos de la expresión algebraica. Este mcd corresponde al coeficiente del factor común. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 61 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Para la parte literal se toman las variables comunes a todos los términos con el menor exponente que aparezca. Para este ejercicio el mcd de 9, 6 y 12 es 3; además como no hay variables comunes en los tres términos tenemos: 9x + 6y - 12z = 3(3x + 2y - 4z) es decir, 9x + 6y - 12z se ha expresado como el producto de los factores 3 y 3x + 2y - 4z. Ejemplo: Factorizar 9xy 2 + 6y 4 - 12 y 3 z En este caso además del factor común 3 (mcd de 9, 6, 12) la variable y es común a los tres términos. La menor potencia común es y 2 por lo tanto la factorización queda: 9xy 2 + 6y 4 - 12y 3 z = 3y 2 (3x + 2y 2 - 4yz) Los factores en este caso son 3x + 2y 2 - 4yz y 3y 2. Para verificar, al realizar el producto indicado se obtiene la expresión original: 3y 2 (3x + 2y 2 - 4yz) = (3y 2 * 3x) + (3y 2 * 2y 2) - (3y 2 * 4yz) = 9xy 2 + 6y 4 - 12y 3 z Nótese que se ha aplicado la propiedad distributiva del producto. En general no es necesario hacer la verificación de la factorización, pero es conveniente cuando existan dudas sobre el resultado obtenido. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 62 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 10. TIPOS DE FACTORIZACIÓN La factorización se clasifica en factorización de un monomio, común monomio, común polinomio, común por agrupación de términos, diferencia de cuadrados perfectos, sumo de cubos perfectos, trinomio cuadrado perfectos y trinomio de la forma X2 + BX + C. La factorización obedece a un procedimiento matemático conforme a la cual, se procede a la descomposición de una operación aritmética en bloques conocidos como factores. Para los expertos en las ciencias exactas, la factorización viene siendo una operación contraria a la multiplicación, ya que, si en esta se procede a la búsqueda del producto por medio de los factores, en la factorización pasa todo lo contrario, esta consiste en la búsqueda de los factores del producto ya dado, que viene siendo la expresión matemática ya propuesta. El procedimiento para factorizar una expresión consiste en representarla en su producto, mientras en la multiplicación es al revés, veamos con un ejemplo, para esta última expresaremos que cinco (5) por dos (2) da como resultado diez (10), mientras que en el caso de la factorización tenemos diez (10), cuyos factores son cinco (5) por dos (2). 10.1 ¿Cuáles son los tipos de factorización? Factorización de un monomio Consistente en llevar los números o bien letras a sus factores, es decir, de modo tal, que lo único que debes es multiplicarlos entre sí, para que dé como resultado el monomio inicial. En este tipo de factorización se llega a buscar con cuales factores es que un término puede ser descompuesto: Ejemplo: 18ab = 3 x 5 a b. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 63 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Común monomio Consistente en la búsqueda de un factor que tiende a repetirse en la ecuación, por medio de este, se puede llegar a la ubicación del producto. Sucede al momento de buscar un factor que se llega a repetir en ambos términos. Ejemplo: b² + 3b = b (b + 3). Común polinomio Implica la repetición de un binomio en varios procesos matemáticos, es decir, en la identificación de dos factores en común, cuya expresión se haya de forma continua en la operación aritmética. Basta con encontrar el factor común del término, para luego proceder a dividir todo el resto de la operación entre este y poder determinar así el resultado. Ocurre cuando el factor se llega a repetir en varios términos, el cual es: (a + b), este se llega a representar como el factor de otro binomio. Ejemplo: x (a + b) + m (a + b) = (x + m) (a + b). SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 64 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Esta factorización es la más sencilla, donde se debe encontrar cuál es el factor común de un término, y luego se debe dividir todo entre este. Este tipo de factorización es muy similar a la factorización común monomio, sin embargo, el factor común a emplear será un binomio. Aquí se agrupan todos los términos y luego se suman aquellos que son semejantes. Común por agrupación de términos Es menester que existan más de cuatro caracteres o bien términos, para hacer la operación mucho más sencilla, se procede a agrupar los términos que pueden ser factorizados con facilidad, verbigracia los monomios, luego los de factor común monomio y para finalizar el común polinomio. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 65 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Diferencia de cuadrados perfectos Implica la factorización de términos que presentan cuadrados perfectos, siendo necesaria la obtención de las raíces de dichos términos, cuya utilización será necesaria para el producto, se procede a la multiplicación de las diferencias y se adicionan las raíces. Suma de cubos perfectos Factorización de igual presentación a la anterior, a excepción de la modificación que sufre el signo en el producto. Factorización muy similar a la diferencia de cuadrados, donde solamente cambia el signo de la respuesta. Trinomios cuadrados perfectos SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 66 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Amerita la inclusión de tres términos, los cuales serán sujetados a análisis para determinar con posterioridad cual método de los ya descritos resulta idóneo para la resolución del trinomio. Trinomio de la forma X2 + BX + C Factorización que procede exclusivamente con tres términos, los cuales pueden ser resueltos por medio de varios métodos, verbigracia el método cruzado, el cual se utiliza para la resolución de fracciones que implica la multiplicación del denominador de una fracción por el numerador de la otra, y viceversa para obtener el resultado. Se trata de las factorizaciones que se realizan únicamente con tres términos. Suele emplear tres métodos diferentes para factorizar, estos son: Método cruzado. Método de agrupación. Método de sustitución. Este trinomio suele llevar un coeficiente en el primer término. También puede ser resuelto por el método de agrupación, el SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 67 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS cual aplica a expresiones que presentan más de 4 elementos, para proceder a su agrupación en dos o más grupos para su fácil resolución, la idea es encontrar un factor común que haga sencilla su procesamiento, y con posterioridad se aplica el método de resolución de binomios y trinomios. Aunado a la clasificación de factorización que acabamos de describir, conviene aclarar que existen ciertas teorías para la resolución de los mismos cuales son: Teoría fundamental de la aritmética, que alude a los números enteros, se entiende por estos el conjunto de números naturales, que incluyen los positivos y los negativos. Ahora bien, en lo que respecta al teorema, este afirma que todo número entero de mayor valor a uno (1) equivale a un número primo o bien que el producto se corresponde con números primos. Se trata de un teorema de procedencia griega, que tiene por antecedentes el principio de reducción del absurdo y las pruebas constructivas, las cuales muestran en ocasiones los métodos correctos de obtener la factorización. Este se encuentra formado por medio de una serie de principios conforme a los cuales se demuestra, la relevancia que tienen los números primos en la resolución de los problemas. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 68 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Teorema fundamental de álgebra, conforme a la cual se resuelve, la factorización de polinomios, conforme a la cual se establece que todo polinomio con un grado mayor a cero debe tener una raíz, la variable que se presenta está formada por un conjunto de números complejos. Muchos consideran que el dominio de este teorema, amerita en gran medida una suma de pericia y conocimientos sólidos en matemática. Su postulado fundamental indica que el cuerpo de los números enteros es siempre cerrado algebraicamente. En efecto, factorizar consiste en expresar un determinado elemento como producto de otra operación más pequeña, donde se procede a la multiplicación que arrogará como objetivo el resultado o producto inicial. Se considera que esta es una operación que se encuentra de forma adversa a la multiplicación. Antes de proceder a la factorización es necesario evaluar la expresión aritmética frente a la cual nos encontramos, siendo necesario determinar si en todo el polinomio y sus términos existe un factor en común, a través del cual se llega a factorizar, ya que la idea es simplificar la operación expresada en tantos factores en común sea posible encontrar o formar. La idea de la factorización es sintetizar el proceso de multiplicación, lo cual hace en el campo de las ciencias exactas, relativamente más sencillo la simplificación de fracciones algebraicas, la resolución de ecuaciones y el desenvolvimiento de ciertos problemas matemáticos. En efecto, la idea es simplificar los trámites para la resolución de una operación matemática o algebraica compleja, que permite el salto de sumas y restas a simples multiplicaciones que hacen más sencilla la operación y evidentemente permiten ahorrar más tiempo en la resolución. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 69 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 11. EXPRESIONES FRACCIONARIAS Las expresiones algebraicas fraccionarias son aquellas en las que las variables están en los denominadores, o forman parte de un numerador con exponente negativo. Podemos definirlas como el cociente entre dos polinomios P(x)/Q(x), siempre que el divisor no sea el polinomio nulo o el de grado cero. Las operaciones que se pueden realizar con las expresiones algebraicas no enteras, son la suma, resta, multiplicación y división. Suma de Expresiones Algebraicas Fraccionarias Si tenemos dos expresiones de la forma P(x)/Q(x) y M(x)/N(x), entonces, podemos definir la suma como Para poder realizar la operación, antes, definiremos el mínimo común múltiplo de un grupo de polinomios. Si tenemos dos o más polinomios, se los factores y se considera el producto de los factores comunes, y no comunes, con su mayor exponente (esto sería el mínimo común múltiplo). Sea P(x)/Q(x) y M(x)/N(x), y sea, además, C(x) el mínimo común múltiplo de Q(x) y N(x) es: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 70 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Ejemplo de suma algebraica fraccionaria: Resta de Expresiones Algebraicas Fraccionarias SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 71 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS La diferencia o resta entre expresiones racionales fraccionarias, se define en términos de la suma, como la adición de una expresión, al opuesto de la otra. Es decir, se usa el opuesto del polinomio numerador del sustraendo. Sea P(x)/Q(x) y M(x)/N(x), la resta es: Ejemplo de resta algebraica fraccionaria: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 72 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Multiplicación de Expresiones Algebraicas Fraccionarias Dada dos expresiones algebraicas fraccionarias, se define la multiplicación de la siguiente manera: Ejemplo de multiplicación algebraica fraccionaria: División de Expresiones Algebraicas Fraccionarias Para definir la división de expresiones algebraicas fraccionarias, se define "la recíproca" para poder realizar dicha división, como una multiplicación. Sea M(x)/N(x) con M(x)≠0, la expresión N(x)/M(x) se llama recíproca de la anterior. Y con esto, la división se define en términos de la multiplicación: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 73 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Ejemplo de división algebraica fraccionaria: Obtener el valor numérico de una Expresión Algebraica Fraccionaria Las expresiones algebraicas fraccionarias pueden evaluarse asignando números a las variables. Hay que tener en cuenta de excluir en estos casos, los números αi que sean raíz de algunos de los polinomios denominadores, ya que la expresión carece de sentido. Sea P(x)/Q(x), y x=αi, que es raíz de Q(x), es decir, que Q(αi) =0, entonces: Siendo que P(αi) /0 no está definido. Por consecuencia, se pueden evaluar las expresiones algebraicas fraccionarias, pero podemos hacerlo para todos aquellos números que no sean raíz de algún denominador. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 74 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Ejemplo de valor numérico de una expresión algebraica fraccionaria: en el siguiente ejemplo, P(x)/Q(x) puede evaluarse para cualquier x, siempre y cuando, sea distinto de 3 12. ECUACIONES Una ecuación en matemática se define como una igualdad establecida entre dos expresiones, en la cual puede haber una o más incógnitas que deben ser resueltas. Las ecuaciones sirven para resolver diferentes problemas matemáticos, geométricos, químicos, físicos o de cualquier otra índole, que tienen aplicaciones tanto en la vida cotidiana como en la investigación y desarrollo de proyectos científicos. Las ecuaciones pueden tener una o más incógnitas, y también puede darse el caso de que no tengan ninguna solución o de que sea posible más de una solución. 12.1 Partes de una ecuación Las ecuaciones están formadas por diferentes elementos. Veamos cada uno de ellos. Cada ecuación tiene dos miembros, y estos se separan mediante el uso del signo igual (=). Cada miembro está conformado por términos, que corresponden a cada uno de los monomios. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 75 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Los valores de cada monomio de la ecuación pueden ser de diferente tenor. Por ejemplo: constantes; coeficientes; variables; funciones; vectores. Las incógnitas, es decir, los valores que se desean encontrar, se representan con letras. Veamos un ejemplo de ecuación. 12.2 Tipos de ecuaciones Existen diferentes tipos de ecuaciones de acuerdo a su función. Conozcamos cuáles son. Ecuaciones algebraicas Las ecuaciones algebraicas, que son las fundamentales, se clasifican o subdividen en los diversos tipos que se describen a continuación. a. Ecuaciones de primer grado o ecuaciones lineales Son las que involucran una o más variables a la primera potencia y no presenta producto entre variables. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 76 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Por ejemplo: a x + b = 0 Vea también: Ecuación de primer grado b. Ecuaciones de segundo grado o ecuaciones cuadráticas En este tipo de ecuaciones, el término desconocido está elevado al cuadrado. Por ejemplo: ax2 + bx + c = 0 c. Ecuaciones de tercer grado o ecuaciones cúbicas En este tipo de ecuaciones, el término desconocido está elevado al cubo. Por ejemplo: ax3+ bx2 + cx + d = d. Ecuaciones de cuarto grado Aquellas en las que a, b, c y d son números que forman parte de un cuerpo que puede ser ℝ o a ℂ. Por ejemplo: ax4 + bx3 + cx2 + dx + e = 0 Ecuaciones trascendentes Son un tipo de ecuación que no se puede resolver solo mediante operaciones algebraicas, es decir, cuando incluye al menos una función no algebraica. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 77 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Ecuaciones funcionales Son aquellas cuya incógnita son una función de una variable. Por ejemplo: Ecuaciones integrales Aquella en que la función incógnita se encuentra en el integrando. Ecuaciones diferenciales Aquellas que ponen en relación una función con sus derivadas. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 78 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 13. PROBLEMAS DE APLICACIÓN Un problema matemático es una incógnita acerca de una cierta entidad matemática que debe resolverse a partir de otra entidad del mismo tipo que hay que descubrir. Para resolver un problema de esta clase, se deben completar ciertos pasos que permitan llegar a la respuesta y que sirvan como demostración del razonamiento. En otras palabras, un problema matemático plantea una pregunta y fija ciertas condiciones, tras lo cual se debe hallar un número u otra clase de entidad matemática que, cumpliendo con las condiciones fijadas, posibilite la resolución de la incógnita. Veamos un ejemplo sencillo de problema matemático: Un automóvil que se desplaza a una velocidad constante de 80 kilómetros por hora pasa por una ciudad X y, noventa minutos después, arriba a una ciudad Y. ¿A qué distancia se ubican ambas ciudades? Este problema matemático nos ofrece varios datos. Por un lado, sabemos que el automóvil se moviliza a una velocidad de 80 kilómetros por hora, lo que quiere decir que recorre 80 kilómetros cada sesenta minutos. Por otra parte, el enunciado informa que el vehículo tarda noventa minutos para recorrer el trayecto entre la ciudad X y la ciudad Y. Si llevamos estos datos a enunciados matemáticos: 60 minutos = 80 kilómetros 90 minutos = x kilómetros (80 x 90) / 60 = 120 La ciudad X y la ciudad Y, por lo tanto, están separadas por 120 kilómetros. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 79 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Como se puede apreciar, en este caso nos encontramos ante un problema matemático sencillo que puede resolverse con la llamada regla de tres simple. Esta regla puede utilizarse para solucionar un problema de proporcionalidad en el que se conocen tres valores y se debe encontrar el cuarto. Lejos de los enunciados que todos hemos debido enfrentar en nuestra etapa estudiantil, hay problemas matemáticos que llevan siglos sin ser resueltos, a causa de basarse en cuestiones demasiado complejas o bien de requerir comprobaciones muy difíciles de llevar a cabo. Encontramos un claro ejemplo de esto en el trabajo de Johannes Kepler, un importantísimo matemático y astrónomo alemán nacido en el siglo XVI, quien propuso hace ya más de 400 años que la manera más eficaz de apilar objetos esféricos era armando una pirámide. Si bien se trata de un problema a simple vista sencillo, o menos complejo que algunas ecuaciones cargadas de variables que les quitan el sueño a muchos amantes de los números, para darle el visto bueno era necesario realizar pruebas con muchas esferas y contrastar la solución de Kepler con otras alternativas. Por dicha razón, recién a finales del año 2014 la comunidad matemática se dio por satisfecha, al someter este problema matemático a un profundo escrutinio, tanto de manera práctica y tangible como a través de dos programas informáticos desarrollados específicamente con este fin; el veredicto: Kepler tenía razón. Por otro lado, es importante señalar que la forma en la cual nos enseñan a entender las matemáticas suele ser muy limitada, ya que se basa en interiorizar una serie de datos y buscar una única respuesta en base a ellos, aplicando la teoría que hayamos aprendido hasta el momento. Poco se les enseña a los niños acerca del pensamiento lateral y las ventajas de dejarse llevar por la intuición a la hora de resolver un problema matemático. El pensamiento lateral se puede entender como una técnica basada en el uso de la creatividad para dar con una solución a un problema. Si bien suele SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 80 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS presentarse de la mano de la lógica, las matemáticas se benefician mucho de esta forma de pensar, especialmente cuando la complejidad es tal que los científicos se encuentran con un muro aparentemente imposible de derribar. Un problema matemático consiste en buscar una determinada entidad matemática de entre un conjunto de entidades del mismo tipo que además satisfaga las llamadas condiciones del problema. Formalmente todo problema puede reducirse a una terna (S, C (), r) donde S es un conjunto de objetos, C(s) es una condición (o condiciones) tal que dado s E S puede o no ser satisfecho (para ello la condición debe ser una fórmula lógica bien formada y cerrada). La resolución del problema es un procedimiento que determina cual es el único r E S que satisface C(r). Algunos problemas clásicos como el de la cuadratura del círculo u otros donde se trata de decidir si una afirmación P es o no cierta, pueden reducirse a la forma de terna si tomamos como S el conjunto de demostraciones posibles y C(X) como la condición de "X es una demostración válida de que la afirmación del problema P es cierta". 14.1. Ecuación Algebraica Un ejemplo sencillo sería encontrar los números enteros que satisfacen la siguiente igualdad r^ {2}-2r+1=0. Aquí el conjunto sobre el que se plantea el problema es conjunto de los números enteros {Z}, la condición es que se cumpla la anterior igualdad, y r, es el único número que la satisface (puede verse que r= 1).Más en general, la resolución de una ecuación algebraica es un problema matemático planteado sobre un conjunto {K} que tiene estructura de cuerpo o anillo algebraico consistente en buscar elementos r E K que cumplan la siguiente igualdad: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 81 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Si sólo existe un elemento que cumpla la anterior igualdad, esto se puede reformular como un problema del tipo K, C(r)=0, r) aunque normalmente el problema anterior admite más de una solución por lo que el problema matemático propiamente dicho es encontrar un conjunto de soluciones S, y por tanto cuando la solución no es única debemos resolver un problema de tipo donde P K es el conjunto de las partes de K 14.2 Problema geométrico elemental Otros problemas consisten en encontrar un procedimiento geométrico para trazar con regla y compás un circunferencia, ángulo, polígono o recta que cumpla ciertas condiciones. Un problema muy sencillo es el de fijados 3 puntos no alineados en el plano euclídeo, encontrar una circunferencia que pase por todos ellos. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 82 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS El problema matemático asociado podría ser denotado como donde C es el conjunto de todos los círculos posibles del plano euclídeo. El problema anterior se resuelve si se toma el segmento AB y se encuentra su recta mediatriz M1 y se toma el segmento BC y se encuentra su recta mediatriz M2 el centro O de la circunferencia buscada C1 coincide con la intersección de las mediatrices SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 83 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS el radio de la circunferencia buscada con la longitud de los segmentos que unen el centro con cualquiera de los puntos: 14.3. Problema de Cálculo Elemental Un tipo muy frecuente de problema matemático de cálculo elemental son los problemas de maximización o minimización. Por ejemplo: Para fabricar unos recipientes cilíndricos metálicos de chapa, encontrar la relación entre la altura: h y el radio: r necesaria para que pueda contener un volumen V prefijado (por ejemplo, V = 400 ml) usando la menor cantidad de chapa posible. Este es claramente un problema de minimización puesto que pretendemos usar la mínima cantidad de chapa. El problema matemático sería donde, es el conjunto teórico de todos los posibles recipientes cilíndricos metálicos de 400 ml de capacidad; S(r) es el área del recipiente en función del radio del mismo. La solución se presenta a continuación. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 84 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Llamemos S a la superficie total de chapa, que será directamente proporcional a la cantidad de chapa empleada en el recipiente, llamemos al radio del recipiente r y a su altura h. Entonces tenemos que su superficie: S y su volumen: V vienen dados por: Si substituimos despejamos h de la primera ecuación y la substituimos en la segunda tenemos que la cantidad de chapa necesaria para construir un recipiente cilíndrico de volumen V y radio r viene dada por: Para encontrar el mínimo podemos usar el cálculo elemental que nos dice que el valor de r para el cual la derivada de la anterior función se anula es el valor que minimiza la función: Con lo que queda definido r para un V dado, si el volumen no se conoce: Es decir, que de todos los recipientes cilíndricos de chapa de igual volumen el que menos chapa necesita para ser fabricado es uno en que la altura del mismo sea justo dos veces el radio. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 85 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 14. ECUACIONES CUADRATICAS Una ecuación cuadrática es una ecuación de segundo grado cuya forma estándar es: Método de factorización Una técnica importante para resolver educaciones cuadráticas tiene como base el hecho de que, si “m” y “n” son factores reales, tales que pq = 0, entonces p = 0 ó q = 0, de ahí que si puede expresarse como un producto de polinomios de primer grado, entonces pueden encontrarse soluciones igualando cada factor a cero. Si una ecuación cuadrática puede ser factorizada en una multiplicación de factores lineales, entonces puede decirse que es una ecuación factorizable. Por ejemplo: Es una ecuación factorizable porque puede ser factorizada por los factores lineales (3x - 4) y (x + 2). O sea: 3x2+2x -8= (3x - 4) (x + 2). Para resolver una ecuación mediante este método se siguen los siguientes pasos: 1. Primero se escribe la ecuación en la forma ax2 + bx + c = 0 2. Luego se factoriza la expresión en factores lineales 3. Se iguala cada factor a cero 4. Se determina el valor de x. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 86 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Ejemplo: Las raíces son 4/3 y -2 y cualquiera de ellas cumple exactamente la ecuación. Las técnicas de factoreo vistas anteriormente son usadas en gran medida en este tipo de ecuaciones. Fórmula cuadrática Cuando la ecuación cuadrática está en su forma estándar y se nos hace difícil encontrar sus raíces mediante factorización, podemos utilizar el método de la fórmula cuadrática. La fórmula cuadrática es: Pasos para Buscar las Raíces de una Ecuación Usando la Fórmula Cuadrática: 1. Llevar a la ecuación a su forma estándar 2. Determinar los valores de las constantes a, b y c. 3. Utilizar la fórmula cuadrática sustituyendo los valores por las variables, primero con el signo “+” para encontrar una raíz y luego con el signo “-” para encontrar la segunda raíz. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 87 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Ejemplo: Una ecuación cuadrática o de segundo grado es toda ecuación en la cual, una vez simplificada, el mayor exponente de la incógnita es 2. Así, ax2 + bx + c = 0 es una ecuación de segundo grado. En esta ecuación La “x” es la variable o incógnita y las letras a, b y c son los coeficientes, los cuales pueden tener cualquier valor, excepto que a = 0. Ecuaciones Cuadráticas Completas Son ecuaciones de la forma ax2 + bx + c = 0 que tienen un término x2, un término x y un término independiente de x. Así, 2x2 + 5x + 3 = 0 es una ecuación cuadrática completa. Ecuaciones Cuadráticas Incompletas Son ecuaciones de la forma ax2 + c = 0 que carecen del término x o de la forma ax2 + bx = 0 que carecen del término independiente. Así, 2x2 + 3 = 0 y 2x2 + 5x son ecuaciones cuadráticas incompletas. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 88 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Raíces de una Ecuación Cuadrática Son los valores de la incógnita que satisfacen la ecuación. Toda ecuación cuadrática tiene dos raíces. Resolución de Ecuaciones Cuadráticas Es hallar las raíces de la ecuación. Para ello hacemos uso de la fórmula: x = [ – b ± √ (b2 – 4ac)] / 2ª El “±” expresa que la ecuación tiene ¡dos soluciones! La parte “b2 – 4ac” se le denomina discriminante: sí es positivo, hay dos soluciones sí es cero sólo hay una solución, y si es negativo hay dos soluciones que incluyen números imaginarios. Ejemplo 1: Resolver la ecuación cuadrática 2x2 + 5x + 3 = 0. Los coeficientes son: a = 2; b = 5 y c = 3. Los sustituimos en la fórmula: x= [ – b ± √ (b2 – 4ac)] / 2a → x = {- 5 ± √ [52 – 4(2)(3)]} / [2(2)] Resolvemos x = {– 5 ± √ [25 – 24]} / 4 = {-5 ± √1} / 4 x1 = {- 5 + 1} / 4; x2 = {- 5 – 1} / 4 x1 = – 1; x2 = – 3/2 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 89 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 15. NUMEROS COMPLEJOS Un número complejo z se define como un par ordenado de números reales: z= (a, b) con a, b ∈ R donde el primer elemento del par ordenado se llama parte real del número complejo, y el segundo elemento se llama parte imaginaria: Re (z) = a Im (z) = b En los números complejos se definen las siguientes operaciones: (a, b) + (c, d) = (a+c, b+d) (a, b). (c, d) = (ac–bd, ad+bc) Con estas operaciones, puede demostrarse que el conjunto de los números complejos tiene las mismas propiedades que los reales con la suma y el producto. No nos extenderemos desarrollando esta cuestión algebraica porque en la práctica lo usual es operar con otras expresiones de los números complejos, como veremos a continuación. Podemos identificar de manera natural los complejos de parte imaginaria nula con los números reales: Por otra parte, los números de parte real nula: z= (0, b) se denominan imaginarios puros. Se define la unidad imaginaria: i= (0,1) unidad imaginaria SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 90 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Podemos entonces deducir otra forma de expresar un número complejo: z=a + bi forma binómica Observación: en algunos textos de Física y de Ingeniería la unidad imaginaria se designa como j, para no confundir con la i que suele indicar la intensidad de corriente eléctrica. Dado que hemos definido un número complejo como un par ordenado de números reales, es natural interpretarlo como un punto del plano. En el eje de abscisas (eje real) ubicaremos los complejos de parte imaginaria nula. Y en el eje de ordenadas (eje imaginario) ubicaremos los imaginarios puros: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 91 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Operaciones en forma binómica Suma y resta Si z1=a+bi y z2=c+di, entonces: z1+z2=(a+bi) +(c+di) =(a+c) +(b+d) i Análogamente: z1–z2=(a–c) +(b–d) i Multiplicación z1. z2=(a+bi). (c+di) =ac+adi+bic+bdi2[1] ¿Cuánto vale i2? De acuerdo con la multiplicación definida: (a, b). (c, d) = (ac–bd, ad+bc) [2] Para i= (0,1) resulta: i2= (0,1). (0,1) = (–1,0) que identificamos con el número real (–1). En resumen: i2=–1 Reemplazando en [1] resulta: z1.z2=(ac–bd) +i(ad+bc) Pueden verificar que es coherente con la definición [2]. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 92 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Conjugado de un número complejo El conjugado de z=a+bi, se define así: ¯z=a–bi Observamos que z y z son simétricos respecto del eje real, como muestra la siguiente figura: Propiedades: 1) z+¯z=a+bi+a–bi=2a=2Re(z) 2) z–¯z=a+bi–(a–bi) =2bi=2i.Im(z) (recordar que Im(z)∈R) 3) z.¯z=(a+bi) (a–bi) =a2–abi+bia–b2i2=(a2+b2) ∈R>0para todo z≠0 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 93 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS División en complejos Esta última propiedad nos permite calcular el cociente entre dos números complejos. Sean z1=a+bi, z2=c+di Para hallarz1/z2multiplicamos el numerador y el denominador por el conjugado del denominador: z1z2=z1z2. ¯¯¯¯¯z2¯¯¯¯¯z2 Entonces: 16. OTROS TIPOS DE ECUACIONES La intención de resolver las ecuaciones es encontrar sus raíces o soluciones de la ecuación. Lo primero que hay que saber es que toda ecuación algebraica de grado n con coeficientes reales o complejos tiene al menos una raíz real o compleja. Este enunciado es el teorema fundamental del álgebra. D'Alembert fue el primer matemático que dio una demostración, pero no era completa. Se considera a Gauss como el primer matemático que dio una demostración rigurosa. Conceptos básicos: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 94 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Igualdad: Es la expresión en la cual se indica que una expresión tiene el mismo valor que otra. La igualdad sólo se cumple para determinados valores de la expresión. 5 + 10 = 3*5 2m +8 = 12 Identidad: Es la expresión en la cual se indica que dos expresiones son iguales para cualquier valor que se ponga en lugar de las letras que figuran en la expresión. Ecuación: Es la expresión de igualdad condicionada por cantidades conocidas y cantidades desconocidas o incógnitas, que se cumplen únicamente para determinados valores. Las ecuaciones son igualdades. Nunca debemos olvidar esto. Y -2 = 6 se cumple si Y=8 3x + 5y = 23y se cumple si x = 6y Miembros: miembros de una ecuación son las expresiones colocadas a la derecha y a la izquierda del signo igual (=) 3x = 5 donde 3x es el primer miembro y 5 el segundo miembro. Términos: términos de una ecuación, son cada una de las expresiones que están conectadas con otra por los signos de suma y resta (+, –). SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 95 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Grado: el grado de una ecuación con una incógnita es el mayor exponente de esa incógnita. Raíz: se le llama raíz de una ecuación a cualquier valor numérico que al sustituirse por la incógnita satisfaga la ecuación. 3x = 15 la raíz es 5 pues 3(5) = 15 y cumple la condición. Conjunto solución: es el conjunto de todos los números que satisfacen la igualdad en una ecuación. Es el conjunto de todas las raíces de la ecuación. 3x2 = 12 {2, -2} son el conjunto solución pues ambos cumplen la condición. Debemos distinguir entre identidades y ecuaciones. Cuando dos expresiones son iguales para cualesquiera valores que se pongan en lugar de las letras que figuran en la expresión es una identidad. Cuando la igualdad sólo se cumple para determinados valores de la expresión es una ecuación. Comprobación de ecuaciones: la comprobación se realiza sustituyendo la raíz obtenida en la ecuación original, si ambos miembros dan el mismo resultado se confirma la respuesta. Por el número de incógnitas. Las ecuaciones pueden tener una o más incógnitas. Por ejemplo, la ecuación 3x + 4 = 10, sólo tiene una incógnita, la ecuación 3x - y = 5, tiene dos y 5xy - 3x2 + z = 8 tiene tres incógnitas. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 96 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Las ecuaciones con una incógnita se pueden imaginar como puntos sobre el eje x. Las de dos incógnitas como curvas en un plano. Las de tres incógnitas como curvas en un espacio de tres dimensiones. Por el grado de la incógnita. Las ecuaciones de una incógnita se pueden clasificar por el grado de la incógnita (el grado es el exponente más alto de la incógnita). Si el exponente más alto es uno entonces la ecuación es de primer grado. Si el exponente más alto es dos entonces la ecuación es de segundo grado o cuadrática. Si el exponente más alto es tres entonces la ecuación es de tercer grado o cúbica. Y así sucesivamente. Hay fórmulas generales para resolver las ecuaciones de grado 1 a 4 (pero las fórmulas son complicadas y difíciles de recordar para grado mayor que 2). Si no se puede descomponer la ecuación en factores, cualquier ecuación, sea del grado que sea, se puede resolver de esta forma: Sea la ecuación: xn + a1xn-1 + a2xn-2 + ... + an = 0 Si x1, x2, ..., xn son las soluciones de la ecuación, se cumplen las siguientes ecuaciones: x1 + x2 + ... + xn = -a1 x1x2 + x1x3+...+x1xn + x2x3+...+ x2xn + ...+ xn-1xn = a2 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 97 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS x1x2x3 + x1x2x4 + ...+ x1x2xn + x2x3x4 +...+ x2x3xn + ...+ xn-2xn-1xn = -a3 x1x2...xn = (-1) nan Utilizando estas ecuaciones, tendríamos un sistema de ecuaciones que nos permitiría obtener las soluciones. Por el número de términos Ecuaciones binómicas: Las ecuaciones con dos términos se llaman ecuaciones binómicas. Ecuaciones polinómicas: Las ecuaciones que tienen tres términos, se llaman trinómicas, y aunque podríamos seguir llamándolas en función del número de términos, se suelen llamar polinómicas. De acuerdo a su conjunto solución Ecuación identidad: x es la que se cumple para cualquier valor de la variable. Ecuación condicionada: es cuando se le añade a la ecuación una condición adicional. 5x + 2y = 9 tal que “x” y “y” pertenecen a N; la pertenencia a los números Naturales es la condición. Ecuaciones equivalentes: cuando el conjunto solución de una ecuación es igual al de otra ecuación se dice que estas ecuaciones son equivalentes. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 98 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Por su estructura: Ecuación entera: es aquella en que todos sus términos son enteros. 6y + 4x – 5 = 3x – 2 ; 2x – 3y = 9 Ecuación fraccionaria: aquella en que uno o más de sus términos poseen denominador. x + 5y – 2 = 3x +1; 5 3 2 x 12 + 3 = 5x y Ecuación racional: es en la que ninguno de sus términos lleva la incógnita bajo un radical. 2x – 3y = 9; √2 – 5m√32 = 7 x Ecuación irracional: es en la que al menos uno de sus términos lleva la incógnita bajo un radical. 2√x – 3y = 9 ; √x – 5m√m = 7 - m Ecuaciones lineales Las ecuaciones de la forma ax + b = 0 son muy sencillas de resolver, basta con despejar la x. Despejar la x significa dejar la x sola a un lado del signo igual. Para pasar un número, o una variable, al otro lado del signo igual tenemos que seguir estas reglas: Si está sumando pasa restando y si está restando pasa sumando. En nuestro caso quedaría ax = -b Si está multiplicando pasa dividiendo y si está dividiendo pasa multiplicando. En nuestro caso x = -b/a. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 99 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Una forma más sencilla de ver este método de despejar, es que a los dos miembros de las ecuaciones se le realizan exactamente las mismas operaciones a cada uno. Como son iguales, el uno y el otro, al realizarles exactamente la misma operación su resultado variara exactamente de la misma manera (en el caso que sea cero un multiplicando o un dividendo esta regla no se aplica). 17. DESIGUALDADES O INECUACIONES Una inecuación o desigualdad es lo mismo que una ecuación, pero cambiando el signo de igualdad por signo(s) de desigualdad. Los signos de desigualdad son Para resolver una desigualdad lineal se utilizan los mismos pasos que se usan para resolver una ecuación lineal. Como ejemplo, vamos a resolver la desigualdad 3 > x - 8. Sumando la misma cantidad a ambos lados: 3>x-8 3+8>x-8+8 11 > x Una regla importante en las desigualdades es que cuando se multiplica o divide por un número negativo, el signo de desigualdad cambia. Ejemplo: SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 100 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Normalmente la respuesta de una desigualdad se encuentra desde un numero hasta llegar a otro número, contando a todo número que se encuentre en medio de estos, esto normalmente es conocido como un intervalo (serán estudiados en la siguiente lección). Desigualdades que envuelven dos posibles soluciones. Hay desigualdades que envuelven dos posibles soluciones, una positiva y otra negativa. Por ejemplo: También existen sistemas de dos o más inecuaciones con respuestas iguales estas se trabajan igual que los sistemas de ecuaciones, cuyas reglas veremos en el capítulo 43. 17.1 Propiedades de las Desigualdades Algunas propiedades básicas de las desigualdades son las siguientes: Propiedades fundamentales: 1.- Si a > b y b > c entonces a > c. 2.- Si a > b entonces a+c > b+c y a-c > b-c. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 101 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS 3.- Si a > b y c > 0 entonces ac > bc y a/c > b/c. 4.- Si a > b y c < 0 entonces ac < bc y a/c < b/c. 17.2 Inecuaciones simultaneas Son inecuaciones que tienen soluciones comunes. Ejemplo: ¿Para qué valores de x se verifican simultáneamente las inecuaciones 10x-15 < 0 y 5x > 3? Resolviendo las inecuaciones, la primera se cumple para x < 3/2, y la segunda, para x > (3/5); por consiguiente, los valores mayores que 3/5 y menores que 3/2, verifican simultáneamente ambas inecuaciones. Este resultado se escribe así: 3/5 < x < 3/2 17.3 Inecuaciones Cuadráticas Ejemplo: Resolver la desigualdad x2 – 5x – 6 > 0 Solución: Se factoriza el trinomio (x – 6) (x + 1) > 0 Se buscan los valores que hacen cero el producto. En este caso son 6 y -1, con estos valores se determinan los intervalos: (- ∞, -1), (-1, 6), (6, ∞) Después se comprueba, sustituyendo un valor de cada intervalo en los factores, para determinar los signos de estos. Posteriormente se aplica la ley de los signos para el producto tomando como solución el intervalo o los intervalos que cumplen con la desigualdad. SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 102 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Para el intervalo (- ∞, -1) Se toma, por ejemplo, el valor de x = -4 y se sustituye en cada factor. (-4-6) (-4+1) = (-10) (-3) = 30 el producto es positivo -Para el intervalo (-1, 6) Se toma un valor como el de x = 0 y se sustituye en los factores (0-6) (0+1) = (-6) (1) = -6 el producto es negativo -Para el intervalo (6, ∞) Se toma el valor de x, como x = 7 y se sustituye en cada factor (7-6) (7+1) = (1)(8) = 8 el producto es positivo Los intervalos solución son aquellos en los cuales el producto es positivo, es decir, (- ∞, -1) (6, ∞) 17.4. Inecuaciones Racionales Ejemplo: Resolver la desigualdad 2/ (3x - 6) < 0 Solución: El numerador es positivo, entonces para que la desigualdad sea negativa (menor que cero) el denominador debe ser negativo, es decir: 3x – 6 < 0 SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 103 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS Despejando x queda x < 6/3 con lo cual se obtiene que x < 2 El intervalo de solución es (-∞, 2). 17.5 Inecuaciones con Valor Absoluto El valor absoluto de un número real x denotado por |x| se define por: x si x > 0 |x|= -x si x < 0 0 si x = 0 Ejemplos: |5| = 5 |-7| = - (-7) = 7 | - 1 / 9| = -(- 1 / 9) = 1 / 9 |0.98 | = 0.98 |0|=0 Si x es un número real y a > 0, entonces: a) |x| < a ↔ -a < x < a |x| > a ↔ x > a ó x < -a Otra forma de ver el valor absoluto a) |x| ≤ a ↔ -a ≤ x ≤ a b) |x| ≥ a ↔ x ≥ a o x ≤ -a SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 104 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 105 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 106 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 107 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 108 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 109 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 110 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 111 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 112 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 113 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 114 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 115 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 116 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 117 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 118 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 119 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 120 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 121 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 122 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 123 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 124 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 125 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 126 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 127 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 128 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 129 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 130 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 131 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 132 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 133 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 134 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 135 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 136 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 137 TEXTO PARALELO DE PERITO EN ADMINISTRACION DE EMPRESAS SINDY ANALLELY ALVARADO CRUZ-2021 138