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TEMA 2: NÚMEROS RACIONALES: FRACCIONES. 2.1 Conjunto de los Números Racionales, Q. El conjunto de los números racionales es una ampliación de los números enteros, a los que se le añaden nuevos números que se construyen con 2 números enteros y se llaman FRACCIONES. Son del tipo a , siendo a y b números enteros de modo que b tiene que ser b distinto de 0. A “a” se le llama numerador de la fracción y a “b” denominador de la fracción. Al nuevo conjunto se le nota con la letra Q. a Con el lenguaje matemático lo anterior se expresa: Q = tal que : a, b ∈ Ζ, b ≠ 0 b → Si b = 1 la fracción es un número entero, a = a . Por eso decimos que los Números 1 Enteros, Z, son una parte de los Números Racionales, Q, es decir Z ⊂ Q • Hay racionales que no son enteros. • Todos los enteros son racionales. N Z Q 2.2 Fracciones Equivalentes. Las fracciones se utilizan para dividir cantidades en partes iguales, para establecer proporciones o porcentajes. Hay fracciones que representan al mismo número, éstas se llaman FRACCIONES EQUIVALENTES, por ejemplo 1 2 y . Si dividimos una cantidad en dos partes iguales y nos 2 4 quedamos con una, esto es lo mismo que si esa cantidad la dividimos en cuatro partes iguales y nos quedamos con 2. Veamos, ahora, qué tienen que cumplir dos fracciones para ser equivalentes. ○ Dos FRACCIONES son EQUIVALENTES si sus productos cruzados son iguales: Es decir: a c = si a · d = b · c . b d 1 1 2 = , 1· 4 = 4 = 2 · 2 2 4 Para generar fracciones equivalentes podemos multiplicar o dividir el numerador y el Por ejemplo denominador de la fracción por un mismo número distinto de cero. Si dividimos, debe de ser por un divisor común y lo que estaremos haciendo es SIMPLIFICAR LA FRACCIÓN. Cuando ya no podamos simplificar más, es decir, el numerador y el denominador son primos relativos (único divisor común el 1) hemos obtenido la FRACCIÓN IRREDUCIBLE. Por ejemplo: 1 1·5 5 = = 2 2·5 10 12 12 : 2 6 6:3 2 Dividiendo: = = = = , hemos obtenido, simplificando, la fracción irreducible. 30 30 : 2 15 15 : 3 5 Multiplicando por 5: ACTIVIDADES 1, 2, 3, 4, 5, 6 DE LA PÁGINA 60 2.3 Reducción de Fracciones a Común Denominador. En algunos casos es muy útil transformar una serie de fracciones dadas en otras equivalentes con el mismo denominador, por ejemplo para ordenarlas o sumarlas. Esto se hace fijando como común denominador un común múltiplo de los denominadores, el más pequeño será el mínimo común múltiplo. Veamos con un ejemplo cómo se hace: 7 13 11 , , . 12 30 20 Elegimos para el común denominador, el mcm(12, 30, 20). Se puede elegir cualquier múltiplo común. Partimos de las fracciones: 12 = 2 2 · 3 30 = 2 · 3 · 5 ⇒ mcm(12, 30, 20 ) = 2 2 · 3 · 5 = 60 2 20 = 2 · 5 Ahora ajustamos los numeradores, sabiendo porqué números hay que multiplicar los denominadores para obtener 60. ? 7 · 5 35 7 12 = 60 = 12 · 5 = 60 13 ? 13 · 2 26 = = = 30 60 30 · 2 60 11 ? 11· 3 33 = = = 20 60 20 · 3 60 ACTIVIDADES 1, 2, DE LA PÁGINA 61 2 2.4 Suma de Fracciones. Para sumar fracciones tienen que tener el mimo denominador, entonces se sumarán los numeradores y se deja el mismo denominador: a c a+c + = b b b Si nos proponen sumar fracciones con distinto denominador, hay que reducir a común denominador como se explica en el epígrafe anterior. Veamos algunos ejemplos: 1) 2 3 5 + = =1 5 5 5 2) 2 7 − = ?? 12 15 12 = 2 2 · 3 ⇒ mcm(12, 15 ) = 2 2 · 3 · 5 = 60 15 = 3 · 5 2 7 2 · 5 7 · 4 10 28 − 18 3 − = − = − = =− 12 15 60 60 60 60 60 10 3) 2− 5 2 5 14 5 9 = − = − = 7 1 7 7 7 7 ACTIVIDADES 3, 4, 5, 6, 7 DE LA PÁGINA 63 ACTIVIDADES 8, 9, 12, 13 DE LA PÁGINA 63 2.5 Producto y División de Fracciones. Para multiplicar o dividir fracciones no es necesario que tengan el mismo denominador. PRODUCTO: a c a·c · = b d b·d DIVISIÓN: a c a·d : = b d b·c Veamos dos ejemplos: 1) 2 5 10 · = 3 7 21 3 ) 3· 5 3 5 15 = · = 7 1 7 7 2) 2 5 14 : = 3 7 15 4 ) 3: 5 3 5 21 = : = 7 1 7 5 3 2.6 Potencias de Fracciones. Veamos cómo se comportan las fracciones con las potencias: A ) POTENCIA DE UNA FRACCIÓN: La potencia de una fracción es igual a la fracción de las potencias. n n an a a a a ·... · a an a = = . Por tanto: = · ... · = b b b b ·... · b bn bn b 4 2 4 16 2 = Ejemplo: = 3 3 4 81 B ) POTENCIA DE UN PRODUCTO: La potencia de un producto es igual al producto de las potencias. n n a c a c · = · b d b d n 3 3 3 23 5 3 8 125 1000 2 5 2 5 Ejemplo: · = · = = = · · 3 3 27 343 9261 3 7 3 7 3 7 C ) POTENCIA DE UN COCIENTE: La potencia de un cociente es igual al cociente de las potencias. n n a c a c : = : b d b d 2 5 3 n 2 3 5 3 23 5 3 8 125 2744 Ejemplo: : = : = : = : = 3 7 3 7 3 3 7 3 27 343 3375 D ) PRODUCTO DE POTENCIAS DE LA MISMA BASE: Se deja la misma base y se suman los exponentes. n a a · b b m a = b 3 2 2 n+m 3 2 6 26 64 Ejemplo: · = = = 5 5 5 5 6 15625 E ) COCIENTE DE POTENCIAS DE LA MISMA BASE: Se deja la misma base y se restan los exponentes: n a a : b b m 2 a = b 5 2 n −m 3 2 2 22 4 = Ejemplo: : = = 5 5 5 5 2 25 4 F ) POTENCIA DE OTRA POTENCIA: Se multiplican los exponentes. a n b m a = b n·m 3 9 1 3 19 1 1 Ejemplo: = = = 9 2 512 2 2 G ) POTENCIA DE EXPONENTE 0: Siempre valen 1. 0 a =1 b ACTIVIDADES PARA TRABAJAR EN CLASE Y EN CASA: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 DE LA PÁGINA 72. 2.7 Potencias de Exponente Negativo. Para definir las potencias de exponente negativo se utilizan las fracciones. a −n = a b −n 1 an , n>0 b = a n Ejemplos: 2 − 3 = 1 2 3 = 2 3 1 , 8 −2 2 9 3 = = , 4 2 1 2 −3 = 23 = 8 . ACTIVIDADES PARA TRABAJAR EN CLASE Y EN CASA: 10, 11, 12, 13, 14 DE LA PÁGINA 72. 2.8 Potencias de Base 10. Recordar las potencias de base 10 es muy sencillo, tanto las de exponentes positivos, como negativos: 10 −3 = 0.001 10 −2 = 0.01 10 −1 = 0.1 10 0 = 1 101 = 10 10 2 = 100 10 3 = 1 000 . Con ellas podemos expresar números muy grandes y muy pequeños, a esta forma de escribir los números se le llama NOTACIÓN CIENTÍFICA. Ejemplos: Distancia media aproximada de la Tierra al Sol en km: 150 000 000 = 150 · 1 000 000 = 150 · 10 6 = 1.5 · 10 8 . Diámetro aproximado de un glóbulo rojo en m: 0.000008 = 8 · 0.000001 = 8 · 10 -6 . ACTIVIDADES PARA TRABAJAR EN CLASE Y EN CASA: 16, 17, 18 DE LA PÁGINA 73. 5 2.9 Expresión Decimal de los Números Racionales. Sabemos que los números racionales son fracciones, veamos ahora cómo se clasifican desde el punto de vista decimal: A ) NÚMEROS ENTEROS: No tienen parte decimal. Sus fracciones irreducibles tienen denominador 1. Ejemplo: 3 = 3 . 1 B ) DECIMALES EXACTOS: La parte decimal es finita (limitada). Sus fracciones irreducibles tienen un denominador cuyos factores primos 2 ó 5. Ejemplo: 0.3 = 3 . 10 C ) PERIÓDICOS PUROS: La parte decimal es infinita, de modo que cierto número, llamado PERIODO, se repite indefinidamente. Sus fracciones irreducibles tienen un denominador cuyos factores primos no pueden ser ni 2 ni 5. Ejemplo: 0.33333333 ... = 0.3 = ⌢ 1 3 Periodo : 3 . D ) PERIÓDICOS MIXTOS: La parte decimal es infinita, de modo que cierto número, llamado PERIODO, se repite indefinidamente, después de otro número, llamado ANTEPERIODO. Sus fracciones irreducibles tienen un denominador cuyos factores primos son 2 ó 5 y otros. Ejemplo: 0.233333333 ... = 0.23 = ⌢ 7 30 Periodo : 3 Anteperiodo : 2 . El resto de los números con expresiones decimales distintas a las anteriores no son Racionales y no se pueden expresar en forma de fracción, se llaman IRRACIONALES. Veamos con varios ejemplos cómo pasar de la expresión decimal a la fraccionaria. Es decir, como se obtiene la FRACCIÓN GENERATRIZ de un número decimal: ENTERO: − 2 = − 2 1 DECIMAL EXACTO: 3.45 = 345 69 = 100 20 PERIÓDICO PURO: 2.3 ? ⌢ x = 2.333 ... 10 x = 23 .3333 ... ⌢ 7 21 7 9 x = 21 ⇒ x = = . Por tanto : 2.3 = 9 3 3 PERIÓDICO MIXTO: ⌢ 2 .4 3 ? 10 x = 24 .333 ... 100 x = 243 .333 ... ⌢ 73 219 73 90 x = 219 ⇒ x = . Por tanto : 2.43 = = 90 30 30 ACTIVIDADES PARA TRABAJAR EN CLASE Y EN CASA: 1, 2, 3, 4 DE LA PÁGINA 75. 6