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Matemáticas Secundaria 3 Matemáticas Luis Briseño, Guadalupe Carrasco, Pilar Martínez, Óscar Palmas, Francisco Struck, Julieta Verdugo 3 3 Matematicas 3 integral cov.indd 1 4/9/08 4:51:22 PM Matemáticas Luis Briseño, Guadalupe Carrasco, María del Pilar Martínez, Óscar Alfredo Palmas, Francisco Struck, Julieta del Carmen Verdugo 3 Matemáticas 3 El libro es una obra colectiva, creada y diseñada en el Departamento de Investigaciones Educativas de Editorial Santillana, con la dirección de Clemente Merodio López. 1 El libro Matemáticas 3 fue elaborado en Editorial Santillana por el siguiente equipo: Edición: Guillermo Trujano Mendoza Coordinación editorial: Roxana Martín-Lunas Rodríguez Revisión técnica: Valentín Cruz y Enrique Vega Corrección de estilo: Eduardo Mendoza Tello Diseño de portada: José Francisco Ibarra Meza Ilustraciones de personajes de portada: Teresa Martínez Diseño de interiores: Carlos Vela Turcott Coordinación de Diseño: José Francisco Ibarra Meza Coordinación de Iconografía: Germán Gómez López Ilustraciones: Héctor Ovando Jarquín, Carlos Vela Turcott Fotografía: Corel Stock Photo y Archivo Santillana Diagramación: Héctor Ovando Jarquín Matemáticas Matemáticas Luis Briseño, Guadalupe Carrasco, Pilar Martínez, Óscar Palmas, Francisco Struck, Julieta Verdugo 3 3 Luis Briseño Aguirre Guadalupe Carrasco Licea María del Pilar Martínez Téllez Óscar Alfredo Palmas Velasco Francisco Struck Chávez Julieta del Carmen Verdugo Díaz 4/9/08 4:51:22 PM Editora en Jefe de Secundaria: Roxana Martín-Lunas Rodríguez Gerencia de Investigación y Desarrollo: Armando Sánchez Martínez Gerencia de Procesos Editoriales: Laura Milena Valencia Escobar Gerencia de Diseño: Mauricio Gómez Morin Fuentes Coordinación de Diseño: José Francisco Ibarra Meza Coordinación de Iconografía: Germán Gómez López Digitalización de imágenes: María Eugenia Guevara Sánchez, Gerardo Hernández Ortiz y José Perales Neria Fotomecánica electrónica: Gabriel Miranda Barrón, Benito Sayago Luna y Manuel Zea Atenco La presentación y disposición en conjunto y de cada página de Matemáticas 3 son propiedad del editor. Queda estrictamente prohibida la reproducción parcial o total de esta obra por cualquier sistema o método electrónico, incluso el fotocopiado, sin autorización escrita del editor. D. R. © 2008 por EDITORIAL SANTILLANA, S. A. DE C. V. Av. Universidad 767 03100, México, D. F. ISBN: 978-970-29-2072-4 Primera edición: abril, 2008 Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg. Núm. 802 Impreso en México 2 >Presentación Paul Halmos, reconocido matemático del siglo pasado, escribió: “... la mejor forma de aprender es hacer”. En completo acuerdo con esta idea, decidimos elaborar este libro. Matemáticas 3 propone a los estudiantes de tercer grado de secundaria actividades que los pueden conducir, paso a paso, al descubrimiento de los conocimientos en esta materia, pero sobre todo, a darse cuenta de que las Matemáticas son mucho más que aprender fórmulas y resolver operaciones, mucho más que números y signos. No hemos querido dar recetas; aspiramos a que los educandos se enfrenten con situaciones que los hagan pensar, buscar caminos, aventurar conjeturas, proponer soluciones, confrontar sus propuestas con las de sus compañeros y compañeras, argumentar ideas, distinguir los razonamientos correctos de los erróneos y convencerse, por sí mismos, de los resultados. Este libro, por tanto, posee una estructura que parte de problemas y va dando sugerencias, en forma de preguntas, para llegar a la solución. Sólo hasta el final de la actividad se presenta una formalización de los conceptos que los estudiantes deben haber descubierto. Por otro lado, así como un árbol tiene varias ramas, pero varias ramas no forman un árbol, tampoco la Matemática es un conglomerado de conocimientos aislados. Por eso no hemos hecho la división tradicional en Aritmética, Geometría, Álgebra, Estadística, Probabilidad, etcétera, sino que la hemos tratado como una unidad. En resumen, queremos convencer a los estudiantes de que la Matemática, lejos de ser una materia aburrida e inútil, es indispensable en la formación del ser humano, no sólo por su utilidad práctica sino porque nos enseña a razonar en forma ordenada y sistemática, nos permite abordar, plantear y resolver problemas, además de desarrollar nuestra capacidad de análisis. También despierta la creatividad y ayuda en el desarrollo de las cualidades de los seres humanos, como entes pensantes, creadores y transformadores. Presentación 3 > Estructura de tu libro Los contenidos de esta obra están organizados en cinco bloques cada uno compuesto de varias lecciones, cada una con su número por bloque. Esta distribución responde a las cinco evaluaciones bimestrales de tu año escolar, por lo que la información al interior de cada bloque está dosificada. Éstas son las páginas modelo que encontrarás a lo largo de tu libro: Para iniciar, conocerás el Contenido y enseguida las páginas de: 6. Dibuja un plano cartesiano y grafica las siguientes ecuaciones: y = 2x, y = 2x + 1, y = 2x – 1. 8. Dibuja la gráfica de la ecuación y = x2. Enlace 9. Copia y completa la tabla de valores de y = 2x2 – 7x – 3 x -2 y -1 0 1 6 2 3 4 5 6 -9 Dibuja la gráfica de la ecuación. Antes de iniciar el primer bloque, verás una serie de actividades para que confirmes las habilidades que desarrollaste en la primaria y que serán muy útiles para enlazar y trabajar Matemáticas en la secundaria. ) 5 Cfhl\Xgi\e[\i}j\e\jk\Ycfhl\ <A<( <A<) Bloques <A<* J\ek`[feldi`Zfp g\ejXd`\ekfXc^\YiX`Zf =fidX#\jgXZ`fpd\[`[X DXe\af[\cX`e]fidXZ`e Lk`c`qXi \ZlXZ`fe\j ef c`e\Xc\j gXiX df[\$ cXij`klXZ`fe\jpi\jfcm\icXjlk`c`qXe[fgifZ\[`$ d`\ekfjg\ijfeXc\jlfg\iXZ`fe\j`em\ijXj% Lk`c`qXi \ZlXZ`fe\j ZlX[i}k`ZXj gXiX df[\$ cXij`klXZ`fe\jpi\jfcm\icXjljXe[fcX]XZkfi`$ qXZ`e% :fejkil`i]`^liXjj\d\aXek\jpZfdgXiXicXj d\[`[Xj[\cfj}e^lcfjp[\cfjcX[fj% ;\k\id`eXi cfj Zi`k\i`fj [\ j\d\aXeqX [\ ki`}e^lcfj% 8gc`ZXicfjZi`k\i`fj[\j\d\aXeqX[\ki`}e^l$ cfj\e\cXe}c`j`j[\[`]\i\ek\jgifg`\[X[\j[\ cfjgfc^fefj% 8gc`ZXicXj\d\aXeqX[\ki`}e^lcfj\e\cZ}cZlcf [\[`jkXeZ`XjfXckliXj`eXZZ\j`Yc\j% @ek\igi\kXiplk`c`qXie[`Z\jgXiX\ogc`ZXi\c ZfdgfikXd`\ekf[\[`m\ijXjj`klXZ`fe\j% Lk`c`qXicXj`dlcXZ`egXiXi\jfcm\ij`klXZ`f$ e\jgifYXY`cjk`ZXj% Percepción Las figuras geométricas más simples son los triángulos. Quizá por su simpleza, los triángulos han fascinado a matemáticos, artistas y arquitectos. Este “triángulo imposible” se ha hecho posible ¿te imaginas cómo? 10. Se lanzan 3 volados sucesivos y se van anotando los resultados. a) ¿El resultado que se obtiene en el primer volado afecta la probabilidad de que en el segundo salga sol? ¿Y el resultado de los dos primeros volados afecta la probabilidad de que en el tercero salga sol? b) Calcula la probabilidad de los siguientes eventos: A: Salen sólo soles B: Salen sólo águilas c) ¿Pueden ocurrir los eventos A y B simultáneamente? d) Calcula la probabilidad de obtener tres resultados iguales. En realidad es un truco “escultórico” como podrás observar en la siguiente foto del “triángulo”. En la delegación Iztacalco, de la Ciudad de México, hay una estructura que parece un “triángulo imposible”, la construcción de esta obra pertenece al escultor Enrique Espinosa Fernández. Analiza la fotografía ¿es realmente posible construir triángulos así, o será un truco fotográfico? .. :caVXZ Con una imagen grande y atractiva y Lo que aprenderás en este bloque, expone en forma resumida las nuevas destrezas y habilidades que desarrollarás de acuerdo con cada uno de los tres ejes temáticos (ideas centrales para organizar el pensamiento matemático) que son: Sentido numérico y pensamiento algebraico, Forma, espacio y medida y Manejo de la información. En cada bloque se busca relacionar transversalmente los temas del programa a través de estos ejes, rescatando a la Matemática como una unidad y no como una materia fragmentada. 5G8I8:FD<EQ8I Para comenzar ... necesitas recordar: 1. 2. En cada lección encontrarás lo que necesitas recordar, así como los temas que incluirá esa lección y sabrás también de cuántas partes consta, pues utilizamos un elemento geométrico para indicártelo. Por ejemplo el icono representa tres de cinco partes e indica el inicio de la actividad tres de esa lección. Cada lección puede tener de tres a seis partes. Cada parte consta de una a tres páginas, el texto con el que empezarás a estudiar inicia con este símbolo . • Determinación del teorema de Tales mediante construcciones con segmentos. • Aplicación del teorema de Tales en diversos problemas geométricos. Lecciones En cada lección aprenderás Matemáticas a través de ideas claras y concisas, con preguntas e ilustraciones. Cada lección cuenta con espacios para escribir respuestas o comentarios y sugerencias para trabajar en tu cuaderno. Cuando se considera pertinente se incluyen, en color azul, los conceptos e ideas claves. Cuando un término dentro del texto aparece en cursivas, su significado se encuentra en el glosario, el cual se localiza en la página 310. Cómo trazar rectas paralelas. Cuándo dos triángulos son semejantes. 5 <e\jkXc\ZZ`e#XYfi[Xi}jcfjk\dXj[\1 Pie de foto &+% 7adfjZ( 5(² )5>iXe[\pg\hl\f El pantógrafo es un aparato que se utiliza para copiar dibujos o figuras de manera amplia o reducida. Tiene cuatro varillas articuladas que pueden fijarse en varias posiciones. El extremo de una de ellas se fija en la mesa de trabajo y con una punta se recorre el contorno de la figura que se desea copiar. Un lápiz o pluma en el otro extremo dibuja el dibujo ampliado o reducido. Consigue un pantógrafo y úsalo para hacer ampliaciones o reducciones de tus dibujos. Veamos cómo funciona un pantógrafo. En la siguiente figura, OP’ es paralela a AM, AP es paralela a A’P’ y P es el punto medio de OP’. Observa el triángulo OA’P’ y utiliza el teorema de Tales para ver que OA mide la mitad de OA’. 6Xi^k^YVY^cY^k^YjVa P’ Aplicación En algunas lecciones encontrarás una aplicación que se ha resaltado por su utilidad o importancia, además de las diversas aplicaciones que vienen en el desarrollo de las lecciones. 4 Matemáticas 1 &( M P A’ A O Marcamos con azul las partes de la figura correspondientes a las varillas del pantógrafo. El punto O representa el punto fijo en la mesa; el punto A indica la posición inicial de la punta del pantógrafo, que se moverá sobre una figura. El punto A’ indica la posición inicial del lápiz que describirá la nueva figura. 5 AZXX^c' <gVcYZneZfjZd &+. Para terminar 5G8I8K<ID@E8I 4. Copia la figura en tu cuaderno y completa el triángulo A’B’C’, sabiendo que A’B’C’ es homotético a ABC con razón de homotecia 3. Indica el centro de homotecia. A Aquí encontrarás una o dos páginas de actividades, con las que puedes poner a prueba tus habilidades y competencias matemáticas. A’ B C 5. Copia la figura en tu cuaderno y complétala, sabiendo que el triángulo A’B’C’ es homotético al triángulo ABC. Indica el centro y la razón de homotecia. B’ C A A’ B 6. La ilustración que aparece al principio de la lección muestra un conjunto de matrioshkas, artesanía tradicional rusa. Elige de la foto dos de ellas y encuentra el centro y la razón de homotecia entre ellas. Torito La sección Para Terminar, finaliza con un problema que representa un reto y requiere ingenio para resolverlo, El Torito. Idg^id ;`m`[\cXj`^l`\ek\]`^liX\eZlXkif]`^liXjj\d\aXek\jX\ccX%¶:l}c\j[\cXj]`^liXjg\hl\Xjj\ gl\[\efYk\e\i[\cX^iXe[\d\[`Xek\leX_fdfk\Z`X6<e\j\ZXjf#\eZl\ekiX\cZ\ekifpcXiXqe [\_fdfk\Z`X% 5 AZXX^c' <gVcYZneZfjZd &-& Para terminar el bloque encontrarás tres nuevas secciones: MatemáTICas BViZb{I>8Vh 8_fiX#ZXdY`XcXiXqe[\_fdfk\Z`Xgfi(%FYk\e[i}jleX]`^liXZfdfjkX1 ;\el\mf#dl\m\\cglekf G[\df[fhl\hl\[\X ]l\iX#Y [\ekif#Z \elef[\cfjcX[fjp[ \elef [\ cfj mik`Z\j [\c gfc^fef% 8eXc`qX p Zfd\ekX klj fYj\imXZ`fe\jZfekljZfdgX\ifj% Ml\cm\ X ljXi cX iXqe [\ _fdfk\Z`X ) gXiX fYk\e\i le gfc^fef _fdfkk`Zf Xc fi`^`eXc% LY`ZX le el\mf glekf H\e\cgcXefpljXcX_\iiXd`\ekX?FDFK<$ :@8 gXiX kiXqXi le gfc^fef _fdfkk`Zf Xc j\^le[f gfc^fef#g\ifZfeiXqe'%,%Dl\m\\cglekf H_Xj$ kXhl\\ck\iZ\igfc^fefhl\fYklm`jk\ZX`^XjfYi\\c gfc^feffi`^`eXc%:fd\ekXkljfYj\imXZ`fe\jZfeklj ZfdgX\ifj% En la sección MatemáTICas pretendemos mostrar cómo la tecnología puede facilitar, de manera notable, la tarea de hacer Matemáticas. También queremos demostrar que las computadoras no piensan por nosotros, y que para sacarle jugo a esa herramienta tan valiosa debemos tener los conceptos claros, pues sólo así podremos darle instrucciones precisas para que realice el trabajo mecánico. LjX leX el\mX g}^`eX p cX _\iiXd`\ekX DFJ$ KI8ICFJ<A<JgXiXZfejkil`icfj\a\jZffi[\$ eX[fj%GXiXhl\XgXi\qZXecfjglekfj[\cgcXef ZXik\j`Xef# ljX cX _\iiXd`\ekX I<A@CC8% Lk`c`qX cX_\iiXd`\ekXGLEKFgXiXZfejkil`icfjgle$ kfjZfeZffi[\eX[Xj8)2+ 9(#( #F'#' #9Ë(# ( p8Ë)#+ %K\e[i}jleX]`^liXZfdfjkX1 LjX cX _\iiXd`\ekX :äE@:8 gXiX Zfejkil`i cX gXi}YfcXhl\gXj\gficfjglekfj 8#9#F#9Ëp 8Ë#\e\jk\fi[\e% LjX cX _\iiXd`\ekX :FFI;<E8;8J f <:L8:@äEgXiXdfjkiXicX\ZlXZ`e[\ \jkXgXi}YfcX% LjX cX _\iiXd`\ekX EèD<IF p \jZi`Y\ cfj ed\ifj )%''# *%'' p (%''% LjX cX _\iiXd`\ekX ?FDFK<:@8 p Zfejkilp\ cXj gXi}YfcXj _fdfkk`ZXj X cX gXi}YfcX fi`^`eXc# Zfe Z\ekif [\ _fdfk\Z`X \e \c fi`^\epiXqfe\j[\_fdfk\Z`X)#*p(% LjX [\ el\mf cX _\iiXd`\ekX :FFI;<$ E8;8J f <:L8:@äE gXiX dfjkiXi cXj \ZlXZ`fe\j[\\jkXjel\mXjgXi}YfcXj% 5GLEKF;<<E:L<EKIF En el punto de encuentro del bloque 2 establecimos que, para determinar el área de una figura, los griegos construían –con regla y compás– un cuadrado con la misma área que la figura. A este proceso le llamaban cuadrar la figura o encontrar la cuadratura de la figura. Dijimos que los griegos encontraron la forma de cuadrar cualquier polígono, pero en aquella ocasión sólo te mostraremos cómo lo hacían para rectángulos y triángulos. Ahora analizaremos el método que usaban para cuadrar cualquier polígono. • Traza un triángulo rectángulo ABC con el ángulo recto en B, traza la altura por B y llama D al pie de la altura, tal como lo hicimos en el punto de encuentro del bloque 2. Haciendo lo mismo pera los triángulos ABC y ADC podemos concluir que (BC)2 = AC DC (2) o, dicho de otra forma: el cuadrado construido sobre el cateto BC, tiene la misma área que el rectángulo formado por el segmento DC y la hipotenusa AC. B A BViZb{I^8Vh '%, Punto de encuentro C B A O C Sabemos que los triángulos ABC, ADB y BDC son semejantes y por lo tanto sus lados son proporcionales, en particular, en los triángulos ABC y ADB Sumando las ecuaciones (1) y (2) Tenemos que: (AB)2 + (BC)2 = AC(AD + DC) (AB)2 + (BC)2 = (AC)2. Juntando las figuras podemos observar que: AC AB = o sea: AB AD (AB)2 =AC AD (1) Esto, geométricamente significa que el cuadrado construido sobre el cateto AB es igual, en área, al rectángulo formado por el segmento AD y la hipotenusa AC. B A O C 5LE8EL<M88:K@KL; C B A Aquí se abordan problemas cuya solución requiere haber estudiado los temas del bloque o de bloques anteriores. La suma de las áreas de los cuadrados sobre los catetos es igual al área del cuadrado sobre la hipotenusa. La emigración de mexicanos hacia Estados Unidos Una nueva actitud En demografía se le llama migración al desplazamiento de personas de un lugar a otro para cambiar su residencia. También se suelen incluir los desplazamientos de personas que durante ciertas épocas del año se trasladan a regiones donde trabajan algún tiempo y luego regresan a su lugar de origen, aun cuando en estos casos no hay un cambio permanente en la residencia; a esta última se le llama migración circular. La emigración es el desplazamiento de las personas desde el punto de vista del lugar que éstas abandonan; la inmigración es el desplazamiento de las personas desde el punto de vista del lugar al que llegan a residir o a trabajar. (AB)2 + (BC)2 = (AC)2. '+) 7adfjZ) En esta sección mostramos que las Matemáticas se aplican a problemas de la vida cotidiana; esto es, que se utilizan para mejorar las condiciones de vida de la sociedad. Al final de tu libro se encuentran cuatro anexos: Aunque los movimientos migratorios pueden darse dentro de un país o dentro de un estado (usualmente del campo a las ciudades), en México y otros países de América Latina el mayor flujo migratorio que se presenta es hacia Estados Unidos. En nuestro país este flujo es favorecido porque compartimos con los vecinos del norte una frontera de más de tres mil kilómetros. La pérdida de población en nuestro país por la emigración a Estados Unidos ha sido sistemática desde la década de 1960 y su efecto es cada vez más notable: se estima que en la década de 1980 fue de 2.1 a 2.6 millones de mexicanos, en la de 1990 fue de alrededor de 3.3 millones, y en los primeros 4 años de este siglo los emigrantes a ese país ya sumaban alrededor de 1.6 millones. Glosario. Cuando un término del contenido aparece en cursivas, se incluye su significado. Bibliografía, con una sección dirigida al docente y otra al estudiante. La sección para el docente contiene las referencias utilizadas para la elaboración de este libro. Búsqueda de información en Internet. Son una serie de páginas electrónicas en las que encontrarás materiales relevantes para tu curso. Programa de la asignatura. Contiene, organizados en tablas, los conocimientos y habilidades del programa de estudio y el número de lección y páginas en que se encuentra el tema dentro de la obra. Esta sección facilita la ubicación de los contenidos con respecto al programa. .) 7adfjZ& Estructura del libro 5 > Contenidos EJE Sentido numérico y pensamiento algebraico • Significado y uso de las operaciones Operaciones combinadas Forma, espacio y medida • • Formas geométricas Figuras planas Rectas y ángulos Medida Estimar, medir y calcular Manejo de la información • Representación de la información Gráficas BLOQUE 1 14 LECCIÓN 1 TRIÁNGULOS Y CUADRÁNGULOS 17 Aplicación de los criterios de congruencia de triángulos en la justificación de propiedades de figuras geométricas. LECCIÓN 2 TODO Y POR PARTES Simplificación de cálculos con expresiones algebraicas tales como: (x + a)2; (x + a) (x + b); (x + a) (x – a). Factorización de expresiones algebraicas tales como: x2 + 2ax + a2; ax2 + bx; x2 + bx + c; x2 – a2 25 LECCIÓN 3 ¿QUÉ TAN RÁPIDO? 35 Análisis de la razón de cambio de un proceso o fenómeno que se modela con una función lineal y relacionarla con la inclinación o pendiente de la recta que lo representa. LECCIÓN 4 ÁNGULOS 43 Determinación de la relación que existe entre un ángulo inscrito y un ángulo central de una circunferencia, si ambos abarcan el mismo arco. LECCIÓN 5 REBANADAS Y CORONAS 55 Cálculo de la medida de ángulos inscritos y centrales así como de arcos, el área de sectores circulares y de la corona. LECCIÓN 6 TANGENTES Y SECANTES 63 Determinación, mediante construcciones, de las posiciones relativas entre rectas y una circunferencia y entre circunferencias entre sí. Caracterización de la recta secante y la tangente a una circunferencia. LECCIÓN 7 SACÁNDOLE JUGO A LA INFORMACIÓN 71 Diseño de un estudio o experimento a partir de datos obtenidos de diversas fuentes y elección de la forma más adecuada para presentar, organizar y representar la información en forma tabular o gráfica. MatemáTICas Punto de encuentro Una nueva actitud 6 Matemáticas 1 90 92 94 EJE Sentido numérico y pensamiento algebraico • Significado y uso de las literales Ecuaciones BLOQUE 2 LECCIÓN 1 DE CUADRÁTICAS Y CÚBICAS 101 Uso de ecuaciones no lineales para modelar situaciones y resolverlas utilizando procedimientos personales u operaciones inversas. Uso de ecuaciones cuadráticas para modelar situaciones y resolverlas usando factorización. Forma, espacio y medida • Formas geométricas Semejanza Manejo de la información • Análisis de la información Porcentajes Noción de probabilidad 98 LECCIÓN 2 ¿SON O SE PARECEN? 111 Construcción de figuras semejantes y comparación de las medidas de los ángulos y de los lados. Determinación de los criterios de semejanza de triángulos. Aplicación de los criterios de semejanza de triángulos en el análisis de diferentes propiedades de los polígonos. Aplicación de la semejanza de triángulos en el cálculo de distancias o alturas inaccesibles. LECCIÓN 3 USO E INTERPRETACIÓN DE ÍNDICES 125 Uso e interpretación del índices para explicar el comportamiento de diversas situaciones. LECCIÓN 4 SIMULANDO 137 Uso de la simulación para resolver situaciones probabilísticas. EJE Sentido numérico y pensamiento algebraico • Significado y uso de las literales Relación funcional Ecuaciones Forma, espacio y medida • • Formas geométricas Semejanza Transformaciones Movimientos en el plano MatemáTICas Punto de encuentro Una nueva actitud 146 150 154 BLOQUE 3 158 LECCIÓN 1 TALES POR CUALES 161 Determinación del teorema de Tales mediante construcciones con segmentos. Aplicación del teorema de Tales en diversos problemas geométricos. LECCIÓN 2 GRANDE Y PEQUEÑO 171 Determinación de los resultados de una homotecia cuando la razón es igual, menor o mayor que 1 o que −1. Determinación de las propiedades que permanecen invariantes al aplicar una homotecia a una figura. Comprobación de que una composición de homotecias con el mismo centro es igual al producto de las razones. Contenido 7 Manejo de la información LECCIÓN 3 UNA DEPENDE DE LA OTRA 183 Reconocimiento de la presencia de cantidades que varían una en función de la otra en diferentes situaciones y fenómenos de la Física, la Biología, la Economía y otras disciplinas y la representación de la regla que modela esta variación mediante una tabla o una expresión algebraica. • Representación de la información Gráficas Interpretación, construcción y uso de gráficas de relaciones funcionales no lineales para modelar diversas situaciones o fenómenos. Interpretación y elaboración de gráficas formadas por secciones rectas y curvas que modelan situaciones de movimiento, llenado de recipientes, etcétera. LECCIÓN 4 PARA UN LADO Y PARA EL OTRO 195 Uso de ecuaciones cuadráticas para modelar situaciones y resolverlas usando la fórmula general. Interpretación, construcción y uso de gráficas de relaciones funcionales no lineales para modelar diversas situaciones o fenómenos. Establecimiento de la relación que existe entre la forma y la posición de la curva de funciones no lineales y los valores de las literales de las expresiones algebraicas que definen a estas funciones. EJE Sentido numérico y pensamiento algebraico MatemáTICas Punto de encuentro Una nueva actitud 212 214 216 BLOQUE 4 218 LECCIÓN 1 HABLEMOS DE PITÁGORAS 221 Aplicación del teorema de Pitágoras en la resolución de problemas. • Significado y uso de las literales Patrones y fórmulas LECCIÓN 2 UN VISTAZO A LA TRIGONOMETRÍA Forma, espacio y medida • Medida Estimar, medir y calcular Manejo de la información • Representación de la información Gráficas 8 Matemáticas 1 231 Reconocimiento y determinación de las razones trigonométricas en familias de triángulos rectángulos semejantes, como cocientes entre las medidas de los lados. Cálculo de medidas de lados y de ángulos de triángulos rectángulos a partir de los valores de razones trigonométricas. Resolución de problemas sencillos, en diversos ámbitos, utilizando las razones trigonométricas. LECCIÓN 3 UNA TRAS OTRA Determinación de una expresión general cuadrática para definir el enésimo término en sucesiones numéricas y figurativas utilizando el método de diferencias. 243 LECCIÓN 4 Pocos o muchos 253 Interpretación y comparación de las representaciones gráficas de crecimiento aritmético o lineal y geométrico o exponencial de diversas situaciones. Análisis de la relación entre datos de distinta naturaleza, pero referidos a un mismo fenómeno o estudio que se presenta en representaciones diferentes, para producir nueva información. EJE Sentido numérico y pensamiento algebraico • Significado y uso de las literales Ecuaciones Forma, espacio y medida • Formas geométricas Cuerpos geométricos • Medida Justificación de fórmulas Estimar, medir y calcular Manejo de la información • Representación de la información Medidas de tendencia central y dispersión MatemáTICas Punto de encuentro Una nueva actitud 262 264 266 BLOQUE 5 268 LECCIÓN 1 GIRAR Y GIRAR 271 Anticipación de las características de los cuerpos que se generan al girar o trasladar figuras. Construcción de desarrollos planos de conos y cilindros rectos. Anticipación y reconocimiento de las secciones que se obtienen al realizar cortes a un cilindro o a un cono recto. Determinación de la variación que se da en el radio de los diversos círculos que se obtienen al hacer cortes paralelos en una esfera o cono recto. LECCIÓN 2 Volumen y mÁS volumen 281 Elaboración de las fórmulas para calcular el volumen de cilindros y conos. Estimación y cálculo del volumen de cilindros y conos. Cálculo de datos desconocidos dados otros relacionados con las fórmulas del cálculo de volumen. LECCIÓN 3 ¿CAJAS CON BRAZOS? 287 Interpretación, elaboración y uso de gráficas de caja-brazos de un conjunto de datos para analizar su distribución a partir de la mediana o de la media de dos o más poblaciones. LECCIÓN 4 DE TODO UN POCO 297 Dado un problema, determinar la ecuación lineal, cuadrática o sistema de ecuaciones con que se puede resolver, y viceversa, proponer una situación que se modele con una de esas representaciones. MatemáTICas Punto de encuentro Una nueva actitud Glosario Bibliografía Búsqueda de información en Internet Programa de la asignatura 302 304 306 310 312 314 315 Contenido 9 > Enlace > ¿Qué aprendiste de Matemáticas en el primer grado? 1. a) Usa una regla y un compás para construir en tu cuaderno un triángulo que tenga como lados a los siguientes segmentos. a b c Compara tu triángulo con el de tus demás compañeros. ¿Todos los triángulos que obtuvieron son congruentes? ¿Por qué? b) Ahora construye un triángulo que tenga a los segmentos a y b como lados adyacentes b y al ángulo como el ángulo comprendido por ellos. ¿Se puede construir más de un triángulo con estos datos? ¿Por qué? a c) Construye un triángulo que tenga al segmento c como uno de sus lados, de modo que los ángulos a y b sean los ángulos adyacentes al lado c. a ¿Cuántos triángulos diferentes puedes construir con estos datos? ¿Por qué? d) Construye un triángulo que tenga a a, b y como sus ángulos interiores. b c a ¿Cuántos triángulos con estas características puedes construir? Compara tus respuestas con las de tus demás compañeros. 10 Matemáticas 1 b 2. El perímetro del rectángulo de la figura es de 50 cm. Escribe una ecuación que represente al perímetro y resuélvela. x cm (2x – 1) cm 3. El perímetro de un rectángulo mide 30 metros. Si su largo se disminuye en 3 metros y su ancho se aumenta 2 metros, el rectángulo se vuelve un cuadrado. ¿Cuáles son las dimensiones del rectángulo? Usa una literal para representar el largo del rectángulo y otra para representar el ancho y escribe una ecuación que describa la condición: “El perímetro del rectángulo mide 30 metros”. Simplifica la ecuación lo más que se pueda. Usando las mismas literales escribe una expresión algebraica para la condición: “el largo del rectángulo se disminuye 3 metros”, y otra para la condición: “el ancho del rectángulo se aumenta en 2 metros”. ¿Cuál ecuación representa el hecho de que las nuevas dimensiones forman un cuadrado? Despeja una de las incógnitas en la primera ecuación y sustitúyela en la segunda. ¿Cuántas incógnitas tiene la nueva ecuación? Resuelve la última ecuación y encuentra las dimensiones del rectángulo. Compara tus respuestas con las de tus compañeros. 4. Construye el siguiente triángulo en una cartulina. ¿Cuánto miden los ángulos a, b y ? ¿Puedes cubrir el plano con esta figura? ¿Por qué? a 36° 36° 15 cm b 36° Desde la época de los griegos –creadores de la Geometría-, se acostumbra denotar a los ángulos mediante letras griegas. a (alfa), b (beta) y g (gama) son las tres primeras letras del alfabeto griego. Enlace 11 > Enlace Realiza 10 copias del triángulo y recórtalas por la línea punteada. Con dos de las piezas forma distintos polígonos, como los siguientes: ¿Puedes cubrir el plano con estas nuevas piezas? ¿Por qué? Discute tus respuestas con tus demás compañeros. 5. Encuentra los valores de los ángulos I a VII que se forman al cortar dos rectas paralelas con una transversal. Argumenta tus respuestas. II I 33° III V IV VI VII 12 Matemáticas 1 6. Dibuja un plano cartesiano y grafica las siguientes ecuaciones: y = 2x, y = 2x + 1, y = 2x – 1. 8. Dibuja la gráfica de la ecuación y = x2. 9. Copia y completa la tabla de valores de y = 2x2 – 7x – 3 x y -2 -1 0 6 1 2 3 4 5 6 -9 Dibuja la gráfica de la ecuación. 10. Se lanzan 3 volados sucesivos y se van anotando los resultados. a) ¿El resultado que se obtiene en el primer volado afecta la probabilidad de que en el segundo salga sol? ¿Y el resultado de los dos primeros volados afecta la probabilidad de que en el tercero salga sol? b) Calcula la probabilidad de los siguientes eventos: A: Salen sólo soles B: Salen sólo águilas c) ¿Pueden ocurrir los eventos A y B simultáneamente? d) Calcula la probabilidad de obtener tres resultados iguales. Enlace 13 >Bloque 1 14 > Lo que aprenderás en este bloque EJE 1 EJE 2 EJE 3 Sentido numérico y pensamiento algebraico Forma, espacio y medida Manejo de la información Efectuar o simplificar cálculos con expresiones algebraicas tales como: (x + a)2; (x + a) (x + b); (x + a) (x – a). Factorizar expresiones algebraicas tales como: x2 + 2ax + a2; ax2 + bx; x2 + bx + c; x2 – a2. Aplicar los criterios de congruencia de triángulos en la justificación de propiedades de los cuadriláteros. Determinar mediante construcciones las posiciones relativas entre rectas y una circunferencia y entre circunferencias. Caracterizar la recta secante y la tangente a una circunferencia. Determinar la relación entre un ángulo inscrito y un ángulo central de una circunferencia, si ambos abarcan el mismo arco. Calcular la medida de ángulos inscritos y centrales, así como de arcos, el área de sectores circulares y de la corona. Analizar la razón de cambio de un proceso o fenómeno que se modela con una función lineal y relacionarla con la inclinación o pendiente de la recta que lo representa. Diseñar un estudio o experimento a partir de datos obtenidos de diversas fuentes y elegir la forma de organización y representación tabular o gráfica más adecuada para presentar la información. ¿Arte o Geometría? Los artistas modernos juegan con las figuras geométricas, las combinan, las sobreponen, las iluminan y prácticamente les dan vida. para poder sentirla concientemente; en el arte, el llamado arte abstracto, es el intento de expresar lo más profundo del ser humano, eso que uno no puede expresar con palabras, ni con retratos, ni con paisajes. Usualmente se identifica lo abstracto con lo frío y lo inhumano, con aquello que se piensa pero no se siente. También se identifica lo abstracto con la ciencia, y se piensa a las matemáticas como la más abstracta de las ciencias. La capacidad de abstraer, sin embargo, es la más humana de las capacidades, la que más nos distingue de los animales. La abstracción no es alejarse de la realidad, por el contrario; en la ciencia, la abstracción es tratar de entender la realidad 15 >PARA COMENZAR ... necesitas recordar: 1. Cómo se copia un ángulo, con regla y compás. 2. Qué significa que dos figuras sean congruentes y cuáles son los criterios de congruencia de triángulos. 3. Cuáles son las propiedades de los ángulos entre paralelas. 4. Cuánto vale la suma de los ángulos interiores de un triángulo. 5. Cuanto vale la suma de los ángulos interiores de un cuadrilátero. > En esta lección, abordarás el tema de: • Aplicación de los criterios de congruencia de triángulos en la justificación de propiedades de figuras geométricas. 16 Bloque 1 >1º 1>Triángulos y cuadrángulos Josefina observó a unos campesinos que construían un salón para la escuela de la comunidad. Los campesinos usaron dos cuerdas del mismo tamaño anudadas en sus puntos medios, extendieron las cuerdas y clavaron estacas en los cuatro extremos; luego colocaron vigas de madera uniendo las cuatro estacas. Reproduce en tu cuaderno la construcción que hicieron los campesinos y comprueba que la figura que se obtiene es un rectángulo. Reúnanse en equipo y cada quien, usando un compás y una regla sin graduar, reproduzca en su cuaderno el triángulo de la siguiente figura, copiando las C longitudes de los tres lados. Actividad colectiva A B Usando un compás y una regla sin graduar reproduce en tu cuaderno el triángulo de la siguiente figura, copiando dos de sus lados y el ángulo comprendido entre ellos. C B A Usando un compás y una regla sin graduar reproduce en tu cuaderno el triángulo de la siguiente figura, copiando uno de sus lados y los dos ángulos adyacentes a él. C B A Discute con tus compañeros de equipo la relación que existe entre los criterios de congruencia de triángulos y la actividad que acabas de realizar. Compartan sus conclusiones del equipo con las del resto del grupo. Observa que para copiar un triángulo basta conocer: • los tres lados (LLL), • dos lados y el ángulo comprendido entre ellos (LAL), • un lado y los ángulos adyacentes a él (ALA). Lección 1 > Triángulos y cuadrángulos 17 >2º Actividad individual Para reproducir en tu cuaderno el siguiente cuadrilátero traza una de las diagonales y luego copia los dos triángulos en los que la diagonal divide al cuadrilátero, usando los criterios de congruencia de triángulos. A D B C Actividad individual Mide los lados de los siguientes cuadriláteros: B C B D A C A A D B D C ¿Mide el lado AB lo mismo en los tres cuadriláteros? ¿Y los lados BC, CD y DA? ¿Son congruentes los cuadriláteros? Copia los cuadriláteros en una hoja de papel, recórtalos y verifica si son o no congruentes. Recuerda que dos figuras son congruentes si, al sobreponerlas, coinciden. Si quieres copiar un cuadrilátero ¿basta conocer las medidas de los cuatro lados? Discute tu respuesta con el resto del grupo. Se dice que un cuadrilátero es convexo si todos sus ángulos interiores son menores de 180º. Cuadrilátero convexos 18 Bloque 1 Cuadrilátero no convexos Construye, con tus compañeros de equipo, un cuadrilátero convexo que tenga como lados a los segmentos AB, BC y DA de la siguiente ilustración. El ángulo comprendido entre los lados AB y BC debe medir 40°. Actividad colectiva B A B C D C D A Comparen el cuadrilátero de su equipo con los de los demás equipos. ¿Son todos congruentes? Traza la diagonal AC del cuadrilátero ¿Hay más de un triángulo con lados AB, BC y un ángulo de 40º entre ellos? ¿Cuál criterio de congruencia de triángulos asegura que ese triángulo es único? ¿Hay más de un triángulo con lados AC, CD y DA? ¿Cuál criterio de congruencia de triángulos asegura que ese triángulo es único? Discutan sus respuestas con el resto del grupo. Para determinar si dos cuadriláteros son congruentes, basta trazar una diagonal y analizar la congruencia de los triángulos en que la diagonal divide al cuadrilátero. Construye con tu equipo un cuadrilátero convexo que tenga como lados a los segmentos AB, BC, CD de la siguiente figura. El ángulo en el vértice B debe medir 30º y el ángulo en el vértice C, 50º. A B B C Actividad colectiva C D Comparen el cuadrilátero de su equipo con los de los demás equipos. ¿Son todos congruentes? Traza la diagonal BD del cuadrilátero. ¿Hay más de un triángulo con lados BC, CD y un ángulo de 50º comprendido entre ellos? ¿Cuál criterio de congruencia de triángulos asegura que ese triángulo es único? ¿Hay más de un triángulo con lados AB, BD y DA? ¿Cuál criterio de congruencia de triángulos asegura que ese triángulo es único? Discutan sus respuestas con el resto del grupo. Lección 1 > Triángulos y cuadrángulos 19 >3º Actividad individual Traza dos segmentos de recta que se corten en un punto O. Con centro en O traza una circunferencia y llama A, B, C y D a los puntos donde la circunferencia corta a los segmentos de recta. C D O B A Une los puntos A, B, C y D para formar un cuadrilátero. ¿Qué tipo de cuadrilátero obtuviste? Compara tu respuesta con la de tus demás compañeros. ¿Qué puedes decir de los triángulos ABO y CDO? ¿Son equilateros, isósceles o escalenos? ¿Son congruentes? ¿Por qué? ¿Son paralelos los lados AB y CD del cuadrilátero? ¿Por qué? ¿Qué puedes decir de los triángulos AOD y BOC? ¿Son paralelos los lados AD y BC? ¿Por qué? C D O B A ¿Cuánto suman los ángulos interiores del cuadrilátero? ¿Son iguales los cuatro ángulos interiores del cuadrilátero? ¿Cuánto mide cada uno de ellos? ¿Qué tipo de cuadrilátero es ABCD? Compara tus resultados con los del resto del grupo. Actividad individual Traza un par de segmentos de recta que se corten en un punto O. Sobre uno de ellos traza con tu compás un par de puntos A y C que se encuentren a la misma distancia de O. Cambia la abertura del compás y sobre el otro segmento señala un par de puntos B y D que se encuentren a la misma distancia de O. C D O B A 20 Bloque 1 Une los puntos A, B, C y D para formar un cuadrilátero. ¿Qué tipo de cuadrilátero obtuviste? Compara tu respuesta con la de tus demás compañeros. ¿Qué puedes decir de los triángulos ABO y CDO? ¿Son congruentes? ¿Por qué? ¿Son iguales los ángulos DCA y CAB? ¿Por qué? ¿Son paralelos los lados AB y CD? Qué puedes decir de los triángulos AOD y BOC? ¿Son congruentes? ¿Por qué? ¿Son iguales los ángulos DAC y ACB? ¿Por qué? ¿Son paralelos los lados AD y BC? ¿Por qué? ¿Qué puedes decir de los ángulos opuestos del cuadrilátero? ¿Por qué? ¿Qué tipo de cuadrilátero es ABCD? ¿Qué puedes decir de las diagonales del cuadrilátero? Compara tus respuestas con las de tus compañeros del grupo. Traza un par de segmentos de recta AC y BD, de distintos tamaños, que se corten perpendicularmente en sus puntos medios. Llama O al punto donde se cortan. D C D O B A Actividad individual A ¿Qué puedes decir del cuadrilátero ABCD? ¿Qué puedes decir de los triángulos AOB, BOC, COD y DOA? ¿Son paralelos los lados opuestos el cuadrilátero? ¿Miden lo mismo los cuatro lados? ¿Qué clase de cuadrilátero es ABCD? Compara tu respuesta con las de tus compañeros. O C B Traza un par de segmentos de recta AC y BD del mismo tamaño, que se corten perpendicularmente en sus puntos medios. Llama O al punto donde se cortan. ¿Qué puedes decir del cuadrilátero ABCD? ¿Qué puedes comentar de los triángulos AOB, BOC, COD y DOA? ¿Son paralelos los lados opuestos el cuadrilátero? ¿Miden lo mismo los cuatro lados? ¿Cómo son los ángulos interiores del cuadrilátero? ¿Qué clase de cuadrilátero es ABCD? Compara tu respuesta con las de tus compañeros. Actividad individual D A O C B Analiza la construcción narrada al inicio de esta lección y argumenta por qué se obtiene un rectángulo. Actividad individual Lección 1 > Triángulos y cuadrángulos 21 >4º 1. Las diagonales de un cuadrilátero ABCD se cortan en el punto O formando un ángulo de 50º. El segmento OA mide 3 cm, el OB mide 5 cm, el OC mide 4 cm y el segmento OD mide 2 cm. Construye el cuadrilátero ABCD y usa los criterios de congruencia para argumentar por qué hay un único cuadrilátero con esas condiciones. 2. Construye un cuadrilátero ABCD en el que el lado AB mida 5 cm, el lado BC mida 7 cm, el ángulo en el vértice A mida 70º, el ángulo en el vértice B mida 110º y el ángulo en el vértice C mida 120º. Usa los criterios de congruencia para argumentar por qué hay un único cuadrilátero con esas condiciones. 3. La diagonal AC de un cuadrilátero mide 10 cm, el lado AB mide 6 cm, el lado BC mide 5 cm, el lado CD, 4 cm y el lado DA, 7 cm.Construye el cuadrilátero ABCD y usa los criterios de congruencia para argumentar por qué hay un único cuadrilátero con esas condiciones. 4. Argumenta, usando congruencia de triángulos, que si ABCD es un paralelogramo (es decir, los pares de lados opuestos son paralelos), entonces los ángulos DAB y BCD son iguales. ¿Qué puedes decir de los ángulos CDA y ABC? ¿Qué relación hay entre los ángulos BAD y ADC? A B D C 5. Demuestra, usando congruencia de triángulos, que si ABCD es un paralelogramo, entonces las longitudes de los lados opuestos son iguales. A B 22 Bloque 1 D C >Para terminar Torito En la siguiente figura se cumple que: • Los ángulos en A y en B son iguales. • Los segmentos OA y OB miden lo mismo. • OA es perpendicular a OE y OB es perpendicular a OD. E A F O H C B D Demuestra que a) El triángulo AHB es isósceles. b) Los segmentos FH y CH miden lo mismo. c) Los triángulos AOD y BOE son congruentes. d) Los triángulos FEH y CDH son congruentes. Lección 1 > Triángulos y cuadrángulos 23 >PARA COMENZAR ... necesitas recordar: 1. Cómo se suman y cómo se multiplican números con signo. > En esta lección, abordarás el tema de: • Transformación de expresiones algebraicas en otras equivalentes. 24 Bloque 1 >1º 2>Todo y por partes Si se sabe que el área del rectángulo de la ilustración es 24 cm2, ¿cuál es el valor de x? x–1 1 x Discute tus respuestas con tus compañeros. Escribe una expresión algebraica que represente el área de cada uno de los siguientes rectángulos: Actividad individual x 3 4 6 x 2 Figura 1 Figura 2 c a b Figura 3 Ahora escribe una expresión algebraica que represente el área del rectángulo amarillo y otra para el rectángulo verde de la figura 1. Compara estas expresiones con la que escribiste antes para la figura 1. ¿Qué relación hay entre estas tres expresiones? Haz lo mismo para las figuras 2 y 3. Discute tus respuestas con tus compañeros del grupo. Lección 2 > Todo y por partes 25 Actividad colectiva Escribe una expresión algebraica que represente el área del rectángulo verde. ¿Cuánto mide su base? 2 x 10 Ahora escribe expresiones algebraicas para representar las áreas del rectángulo azul y del rectángulo bicolor. Expresa el área del rectángulo verde en términos de las áreas de los otros dos rectángulos (el azul y el bicolor). Compara tu respuesta con las de tus demás compañeros. Escribe una expresión algebraica que represente el área del rectángulo amarillo siguiente. ¿Cuánto mide su base? a b 8 Escribe expresiones algebraicas para representar las áreas del rectángulo verde y del rectángulo bicolor. Expresa el área del rectángulo amarillo en términos de las áreas de los otros dos rectángulos (el verde y el bicolor). Compara tu respuesta con las de tus demás compañeros. Escribe una expresión algebraica que represente el área del rectángulo azul. ¿Cuánto mide su base? c b a 26 Bloque 1 Escribe expresiones algebraicas para representar las áreas del rectángulo rojo y del rectángulo bicolor. Expresa el área del rectángulo azul en términos de las áreas de los dos rectángulos. Compara tu respuesta con las de tus demás compañeros. Si los siguientes rectángulos tienen áreas ab y ac, respectivamente, ¿cuáles son las dimensiones del rectángulo formado con la unión de ellos dos? Actividad individual a b a c ¿Cuáles son las dimensiones del rectángulo que resulta de quitarle el rectángulo de área ab al rectángulo de área ac? a ac ac b Si a, b y c son tres cantidades, entonces a(b + c) = ab + ac a(b − c) = ab − ac Copia las siguientes igualdades en tu cuaderno y llena los espacios en blanco: 3(b + ) = 3b + 15 a(10 − ) = 10a – 7 36 + = 9(4 + c) a( + 2) = 5a + 6( − 5) = 42 – 16 – 8 = 2( − ) Lección 2 > Todo y por partes 27 >2º Calcula, con tus compañeros de equipo, el área del siguiente rectángulo: Actividad colectiva Calcula con tu equipo el área de los cuatro rectángulos en los que está dividido. ¿Coincide el área del rectángulo más grande con la suma de los cuatro rectángulos que lo componen? 1 3 Ahora escriban una expresión algebraica para el área del siguiente rectángulo: 4 2 Expresen el área de los cuatro rectángulos en los que está dividido el rectángulo mayor. Escriban el área del rectángulo mayor en términos a de las áreas de los cuatro rectángulos que lo componen. Compara tu respuesta con las de tus b 3 compañeros. Escriban una expresión algebraica que represente el área del rectángulo ABCD: 2 D H C b E G a A c F d Igual que en los casos anteriores, representen el área del rectángulo ABCD en términos de las áreas de los cuatro rectángulos en los que está dividido. Comparen su respuesta con las de los otros equipos. B Expresen el área del rectángulo ABCD como suma de las áreas de los rectángulos ABGE y EGCD. Expresen el área del rectángulo ABCD como suma de las áreas de los rectángulos AFHD y FBCH. Comparen sus respuestas con las del resto del equipo. Si a, b, c y d son cantidades cualesquiera, entonces: (a + b)(c + d) = a(c + d) + b(c + d) = ac + ad + bc + bd (a + b)(c + d) = (a + b)c + (a + b)d = ac + bc + ad + bd ¿Cuáles son las dimensiones de un rectángulo formado con la unión de cuatro rectángulos de áreas xz, xw, yz, yw? Haz un esquema del rectángulo. Compara tu respuesta con las de tus compañeros. 28 Bloque 1 >3º Con base en lo aprendido hasta ahora y con ayuda de la siguiente ilustración escribe el desarrollo del producto (x + a)(x + b). Actividad colectiva a x x b Compara tu respuesta con las de tus compañeros de equipo. ¿Cuánto deben valer los números a y b de la siguiente figura para que la expresión x2 + 7x + 12 represente el área del rectángulo? x b x a Discutan sus respuestas con los otros equipos. Ahora con tu equipo analiza la siguiente figura y, con base en tus observaciones, desarrolla la expresión (a + b)2. Actividad colectiva b a a b Comparen su respuesta con las de los demás equipos. Lección 2 > Todo y por partes 29 ¿Cuál es el valor del número a en la siguiente figura, si el área del cuadrado es x2 + 10x + 25? a x x Actividad colectiva a Comparen su respuesta con las del resto del grupo. ¿Cuánto mide la altura de los rectángulos azules de la siguiente ilustración? ¿Cuál es el área del rectángulo formado por los dos rectángulos azules? Representa esta área de dos formas diferentes. d c a b Con base en la figura anterior comprueba que: (a + b)(c – d) = ac – ad + bc – bd Discutan sus argumentos con los demás equipos. Actividad colectiva ¿Cuánto mide la base del rectángulo ABCD? ¿Cuánto mide su altura? ¿Cuál es su área? a C D x A 30 Bloque 1 x a B Escriban una expresión algebraica que represente el área de la figura formada por la unión de los rectángulos amarillo y rojo de la siguiente ilustración. ¿Tienen la misma área el rectángulo ABCD de la ilustración anterior y esta nueva figura? a a C D x A x a B Expresen el área de la figura formada por la unión de los rectángulos amarillo y rojo como la resta de las áreas de dos cuadrados. Comparen su respuesta con la de sus compañeros. Un binomio es una expresión algebraica con dos sumandos. Las expresiones: a + b, x + 3, 5x – 4, ax – b, 3x3y6z5 + 18w7 son binomios. Dos binomios de la forma x + a, x – a se llaman binomios conjugados. Aplicando la regla para multiplicar binomios que descubriste más arriba: (a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd a una pareja de binomios conjugados, se obtiene: (x + a)(x – a) = x2 – a2 Si aplicas esa misma regla a un par de binomios con un término común obtienes: (x + a)(x + b) = x2 + (a + b)x + ab Y si la aplicas a un par de binomios iguales obtienes el binomio al cuadrado: (x + a)(x + a) = (x + a)2 = x2 + 2ax + a2 A estos tres casos particulares de productos de binomios se les conoce como productos notables. Un trinomio es una expresión algebraica con tres sumandos. Expresiones como x2 + (a + b)x + ab o x2 + 2ax + a2 son ejemplos de trinomios. Al proceso de multiplicar dos o más binomios se le conoce como desarrollo del producto de binomios. Al proceso inverso, es decir, al proceso de expresar una suma de monomios como producto de dos o más binomios se le conoce como factorización. Lección 2 > Todo y por partes 31 >4º Actividad individual Desarrolla los siguientes productos de binomios y discute con tus compañeros las diferencias que observes. (x + 2)(x + 3) (x + 2)(x − 3) (x − 2)(x + 3) (x − 2)(x − 3) Haz lo mismo con los siguientes productos: (5 + y)(4 + y) (5 + y)(4 − y) (5 − y)(4 + y) (4 − y)(4 − y) (x − a)(x + b) (x − a)(x − b) Y ahora con los siguientes: (x + a)(x + b) (x + a)(x − b) Desarrolla los siguientes productos de binomios: (−x + 3)(−x + 5) (−x + 3)(−x − 5) (2x + 1)(2x + 3) (3x + 4)(2x + 3) (3x + 4)(2x − 3) (−4x + 2)(3x − 3) Discute tus respuestas con tus compañeros. Recuerda que a – w = a + (−w). Actividad colectiva Calculen el producto 22 × 18 como el producto de la pareja de binomios conjugados (20 + 2)(20 – 2) Usando un procedimiento análogo, realicen los siguientes productos: 101 × 99 31 × 49 42 × 58 105 × 95 Compara tus resultados con los de otros equipos. Actividad individual En tu cuaderno, factoriza los siguientes trinomios llenando los espacios en blanco: x2 + (a + b)x + ab = (x + )(x + ) x2 + 7x + 12 = (x + x2 + 8x + 15 = (x + )(x + ) x2 + 5x + 6 = (x + Compara tus respuestas con las de tus demás compañeros. Actividad colectiva Actividad colectiva Factoriza el siguiente trinomio: x2 + 2ax + a2 Factoriza el siguiente binomio: x2 – a2 Y ahora los siguientes: x2 − 9 x2 − 1 x2 − 25 Discute tus respuestas con tus compañeros del grupo. 32 Bloque 1 )(x + ) ) Factoricen en equipo el siguiente trinomio: x2 + 2x – 8 ¿Qué par de números multiplicados entre sí dan −8 y sumados dan 2? Factoricen los siguientes trinomios: x2 − 7x + 10 x2 − 2x − 8 x2 + 5x − 14 Si el término independiente del trinomio tiene signo positivo ¿qué signos pueden tener los dos números que buscas? ¿Y si tiene signo negativo? Discutan sus respuestas con sus compañeros del grupo. Ahora factoricen los siguientes: x2 + 6x + 9 x2 + 2x + 1 x2 − 4x + 4 Discutan sus respuestas con sus compañeros del grupo. Actividad individual )(x + >Para terminar >5º 1. Desarrolla los siguientes productos de binomios: (x + 5) (a + 3) (2a + 3)(2a + 4) (−x + 1)(x + 1) (z + 6)(2z – 4) (x − 2)(−x + 2) (y – 2)(y + 5) (x + y)(z + 5) 2. Desarrolla los siguientes binomios cuadrados: (2a − 3)2 (−w + 4)2 (2z + 3y)2 (x − 5)2 3. En tu cuaderno llena los espacios en blanco para que sean ciertas las siguientes igualdades: ( + 2)2 = y2 + ( + y + 4 )2 = x2 + 6xy + x2 – 9 = (x + (5z + )(x − )2 = + ) + y2 4. Calcula los siguientes productos expresándolos como producto de binomios conjugados: 109 3 91 32 3 48 55 3 45 5. Realiza las siguientes operaciones, expresando la diferencia de números cuadrados como producto de binomios conjugados: 252 2 152 162 2 142 642 2 362 6. Factoriza las siguientes expresiones algebraicas: x2 – 16 y2 + 4y + 4 y2 + 5y + 4 a2 + 5a + 6 w2 – 3w – 40 w2 + 3w – 40 z4 – y2 −x2 + y2 7. En cada uno de los siguientes casos encuentra el sumando que falta para que el trinomio represente un binomio al cuadrado: x2 + 4x + y2 – 6y + (2b)2 + 16b + Torito Con ayuda de la siguiente ilustración, desarrolla la expresión: (a + b)3 a b b b a a a a b b Lección 2 > Todo y por partes 33 Matemáticas Secundaria 3 Matemáticas Luis Briseño, Guadalupe Carrasco, Pilar Martínez, Óscar Palmas, Francisco Struck, Julieta Verdugo 3 3 Matematicas 3 integral cov.indd 1 4/9/08 4:51:22 PM