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Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO ESQUEMA DE LOS CONJUNTOS NUMÉRICOS NÚMEROS NATURALES De acuerdo al esquema anterior, existen conjuntos chicos y grandes, y algunos de ellos están formados por otros conjuntos. El conjunto más pequeño pertenece al de los Números Naturales ( N ): N = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, ….} Y al conjunto de Números Naturales (Ampliado) se lo simboliza con N0 : Año 2013 1 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO N0 = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, ….} Se le llama ampliado porque contiene los mismos elementos que el conjunto N más el número cero. Algunas Propiedades Si x N0 existe y es único el siguiente de x [sig (x)]. A un número natural y su siguiente o sucesor se le dicen consecutivos, por esta razón el conjunto de los números naturales es un Conjunto Ordenando. En otras palabras, todo número natural x tiene su sucesor x + 1. x N0 se verifica que el siguiente de x es distinto de cero. El conjunto de los números Naturales es infinito. Entre dos números Naturales consecutivos no existe otro número Natural. Por esta característica se dice que el conjunto de los números Naturales es un Conjunto Discreto. Observe que podemos ir construyendo cada elemento del conjunto N a partir del primer elemento: 1+1=2 2+1=3 =1+1+1 3+1=4 =1+1+1+1 4+1=5 =1+1+1+1+1 ……….. ……………. Así se puede definir al siguiente de cualquier n N como: sig (n) = n + 1 = 1 + 1 +1 + …. + 1 n + 1 veces Año 2013 2 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO OPERACIONES EN N Suma o Adición Se dice que la adición es una Operación Cerrada debido a que la suma de dos números naturales da como resultado otro número natural. Simbólicamente: a N0 , b N0 (a + b) N0 Propiedades: 1. Propiedad Conmutativa: a+b=b+a 2. Propiedad Asociativa: (a + b) + c = a + (b + c) 3. Elemento Neutro: a+0=0+a=a 4. Propiedad Cancelativa: a+b=a+c b=c Ejercicios: 1) Determine n si sabe que: Ejemplo sig(n) = 5 a) sig(n + 3) = 17 b) sig(7) = n + 3 n+1=5 n=4 2) Determine: a) A={xN/ x<7} b) D={xN/ x7} c) E={xN/ 4x<9} Resta o Diferencia La resta no es una Operación Cerrada. Es decir, la resta entre dos números naturales no siempre da como resultado otro número natural. Año 2013 3 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO a–b=c minuendo sustraendo En los casos en que el minuendo sea mayor que el sustraendo, se obtendrá un número natural. Simbólicamente: a N0 , b N0 (a - b) N0 ab Propiedades: 1. Propiedad Conmutativa: a–b b–a 2. Propiedad Asociativa: a–(b– c) (a– b)–c 3. Propiedad Cancelativa: a–b=c–b a=c 4. Si a = b la diferencia es cero: si a = b a–b=0 Ejemplos: 7–5 = 2 7=2+5 5–7 = ? No tiene solución en el conjunto de los números naturales 3–2 2–3 Suma Algebraica Una suma algebraica de números naturales es una sucesión de sumas y restas. Ejemplo: 4+3+2–3+1–5–1= (4+3+2+1)–(3+5+1)= (suma algebraica) Se agrupan los números positivos por un lado y por otro, los negativos. ( 10 ) – ( 9 ) = 1 Resolvemos Año 2013 4 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Regla de Supresión de Paréntesis Para todo a, b, c N : a +( b + c ) = a + b + c a+(b–c)= a+b–c a–(b+c) =a– b– c a–(b– c)=a– b+c Multiplicación o Producto Para todo m, n N : m · n = m+m+ …+m n veces donde m y n se llaman factores. Propiedades: 1. Propiedad Conmutativa: m · n = n · m 2. Ley de Cierre o Clausura: m, n N0 : 3. Elemento Neutro: 1 N: m · n N0 m·1 = 1·m = m m N0 4. Propiedad Asociativa: ( m · n ) · t = m · ( n · t ) 5. Propiedad Distributiva del producto respecto de la Suma o Resta: m ·( n + t ) = m · n + m · t m ·( n – t ) = m · n – m · t Múltiplos y divisores Año 2013 5 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Desde los primeros años de nuestra educación se sabe que la multiplicación es una suma de términos iguales y puede escribirse de manera comprimida o abreviada: a + a + a + . ...+ a = n · a n veces Ejemplo: 3 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3 = 6 · 3 = 18 En ese caso decimos que 18 es múltiplo de 3 y que 18 es múltiplo de 6, o lo que es lo mismo: 3 es divisor de 18 y 6 es divisor de 18. Definición: a es múltiplo de b si es posible encontrar un número natural k, tal que se cumpla: a = k·b Si a es múltiplo de b, la división a ÷ b tiene resto cero, por lo tanto decimos indistintamente: a es múltiplo de b b divide a a b es factor de a a es divisible por b Son resultados inmediatos de la definición: 1 es divisor de todos los números pues: a = 1·a 0 es múltiplo de todos los números pues: 0 = 0 · a Para el ejemplificar, se presentan las siguientes proposiciones equivalentes: • 18 es múltiplo de 3 • 3 divide a 18 • 3 es factor de 18 • 18 es divisible por 3 Año 2013 6 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Queda para el lector escribir proposiciones equivalentes, similares a las anteriores que correspondan para el caso de los números 18 y 6. Observación: El cero es múltiplo de cualquier número natural. División o Cociente Definición: Para todo m, n, t N0: m : n = t m = n·t si n 0 dividendo cociente divisor Para que la división sea posible en el conjunto de los N debe ser “el dividendo múltiplo del divisor”. Ejemplo: 16 : 2 = 8 puesto que Otras formas de escribir la división: 16 = 8 · 2 16 8 2 16 / 2 = 8 16 % 2 = 8 Los alumnos de Analista en Sistemas utilizan lo siguiente: que se lee: ó “16 es divisible por 2” 2 16 “2 es divisor de 16” Propiedades: 1. Propiedad Conmutativa: m : n n : m 2. Ley de Cierre: No se verifica 3. Propiedad Distributiva: ( m + n – t ) : p = ( m : p ) + ( n : p ) – ( t : p ) (sólo a derecha) Año 2013 7 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO (m:n):t m:(n:t) 4. Propiedad Asociativa: 5. No es posible Dividir por CERO. m n m n t t ó Potenciación Definición: Para todo a, n N el producto de n veces el factor a se denomina potenciación y se simboliza de la siguiente manera: exponente an = a · a · a · a · …. a con n 2 base Ejemplos: 5 3 = 5 · 5 · 5 = 125 (cinco al cubo) 2 4 = 2 · 2 · 2 · 2 = 16 (dos a la cuarta) 6 2 = 6 · 6 = 36 (seis al cuadrado) Propiedades: an na 1. Propiedad Conmutativa: 2. Propiedad distributiva con respecto a la suma o resta: 3. Propiedad distributiva con respecto al producto: (a b) n a n b n (a · b) n = a n · b n (a : b) n = a n : b n Año 2013 8 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Producto de potencias de igual base: es igual a la base elevada a la suma de los exponentes. a m · a n· a p = a m+n+p 5 2 · 5 4· 5 3 = 5 2+4+3 = 5 9 Cociente de potencias de igual base: es igual a la base elevada a la diferencia entre el exponente del numerador y el exponente de denominador. am: an = am - n con m n 5 4 : 5 2 = 5 4-2 = 5 2 Potencia con exponente Cero: la potencia de cualquier número natural, no nulo, elevado a exponente cero es igual a uno. a0= 1 , a0 Potencia con exponente Uno: la potencia de cualquier número elevado al exponente uno da como resultado el mismo número (la base). a1= a Potencia de una potencia: cuando un número natural elevado a algún exponente y a su vez, está elevado a otro exponente es igual a dicho número natural elevado al producto de los exponentes. [ ( a m ) n ] p = a m· n·p [ ( 2 3 ) 1 ] 2 = 2 3·1·2 = 2 6 Radicación (en N y Z) Año 2013 9 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Definición: Si consideramos dos números naturales n y p se dice que el número natural a es la raíz n-ésima de p sí y solo sí la n-ésima potencia de a es p. índice raíz n-ésima de p an = p radicando Ejemplo: 3 8 2 pues 2 3 = 8 Propiedades: 1. Propiedad Conmutativa: p n p n 2. Propiedad Distributiva respecto de la suma: n pt n p n t 3. Propiedad Distributiva respecto del producto y división: 4. Potencia de una raíz: En caso de n = m n p·m n p · n m n p:m n p · n m n pm n p n p m n n Para números naturales pn p Observación: en la radicación de números reales, si el índice n es par, el radicando p debe ser mayor o igual que cero, de lo contrario el resultado no es un número real. Se debe recordar que: Año 2013 10 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Si n es impar Si n es par n p n p n p n p Ejemplos: Diferencias cuando en el radicando hay sumas o productos: 16 9 9 25 4 3 5 7 3 8 · 27 216 2 · 3 6 6 3 3 8 · 3 27 Potencia de una raíz: 16 36 2 3 Observe el siguiente ejemplo: 2 36 3 2 36 2 46656 216 2 2 (36) 2 1296 36 Si ahora simplifica el exponente con el índice de la raíz, queda: se obtiene el mismo resultado. 2 Porque 36 es un número natural Realizar los mismos pasos para este ejemplo: 2 36 2 2 ( 36 ) 2 2 1296 36 Porque -36 no es un número natural Si ahora, simplificando el exponente con el índice de la raíz, se obtiene un resultado distinto: Año 2013 11 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO NÚMEROS ENTEROS Se sabe que la resta en el conjunto de los números naturales siempre es posible cuando el minuendo es mayor que el sustraendo, en caso contrario no es posible. Para resolver este problema se necesita ampliar el campo numérico introduciendo el cero y los opuestos de los números naturales, llamados números enteros negativos. Obtenemos el conjunto de los números enteros: Z = {......, − 3, − 2, − 1, 0 ,1, 2, 3, 4, 5,.....} Pueden representarse en la recta numérica como sigue: - -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 Definición: Si x es un número entero, entonces − x es el opuesto de x. Ejemplos: a) Sea x = −7 , su opuesto es −x = 7 b) Sea x = 4 , su opuesto es −x = −4 . Los enteros se pueden ordenar, las operaciones de suma, resta y producto dan como resultado un número entero, sin embargo no ocurre lo mismo con la división, por ejemplo 8 dividido en 3 no da un número entero. Debemos destacar que el conjunto Z tiene las siguientes características: • • • • Es un conjunto infinito. No tiene ni primer elemento ni último. Es un conjunto discreto. Cada número entero tiene un antecesor y un sucesor. Año 2013 12 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Regla de los Signos Se aplica en caso de multiplicación y división: + · - · + · - · + + - = = = = + + Ejemplos: si se trabaja solo con los signos, se dice: (-2) · 3 = - 6 menos por más = menos (-2) · 3 · (-2) = 12 menos por más por menos = más (-2) · 3 · (-2) · (-1) = -12 menos por más por menos por menos = menos Regla de los signos en potencias: ( + BASE ) PAR ( - BASE ) PAR ( + BASE ) IMPAR ( - BASE ) IMPAR ( BASE )exponente = = = = + + + - Números Primos Y Compuestos La cantidad de divisores que tiene un número permite clasificarlo en número primo o número compuesto, recordemos que todo número n mayor que 1 tiene como divisores al 1 y a él mismo. Si admite sólo estos divisores, se dice que el número es primo. Si los divisores son más de dos, el número es compuesto y en ese caso es posible factorizarlo como producto de los números primos que lo dividen. Esta descomposición es única, salvo el orden en que pueden usarse los números primos como factores. Dos números son Coprimos (primos entre sí), si y sólo si, los únicos divisores comunes entre ellos son el 1 y el -1. Año 2013 13 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO VALOR ABSOLUTO O MÓDULO Para cada número entero x definimos el valor absoluto de x, que indicamos x , como sigue: Si el número x es positivo o cero, su valor absoluto es el mismo número y es su opuesto, –x, si el número es negativo. Simbólicamente: Definición: x si x 0 x x si x 0 Recordar: “El valor absoluto de cada número entero, es siempre un número no negativo”. Ejemplos: 3 3; 3 ( 3 ) 3 0 0; 3,05 3,05 Geométricamente, el valor absoluto mide la distancia del número x al cero, los ejemplos anteriores quedan representado en la recta por: Dist() significa Distancia. Observe que Dist(0,3) = Dist(-3,0) Dist(0,3) = 3 - -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Dist(-3,0) = 3 Definición de Distancia: Sean xA y xB las coordenadas de dos puntos A y B representados sobre la recta numérica, se define distancia de A a B, al valor absoluto de la diferencia entre xA y xB. 𝑑 𝐴, 𝐵 = 𝐷𝑖𝑠𝑡 𝐴, 𝐵 = 𝑥𝐴 − 𝑥𝐵 Año 2013 = 𝑥𝐵 − 𝑥𝐴 14 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Ejemplo: Dados los puntos sobre la recta, llamados A y B de coordenadas 2 y 5. Determine d(A, B): Analíticamente: , = − = = Gráficamente: Dist(2, 5) = 3 - -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Propiedades del Valor Absoluto ab a b a·b a · b a:b a : b ab a b ( Desigualdad triangular ) NÚMEROS RACIONALES El conjunto de los Números Racionales Q es un conjunto que contiene a los números enteros Z y a los números fraccionarios F. Los números fraccionarios F se definen como: 𝑎 𝑏 el cociente entre dos enteros a y b, donde Año 2013 . 15 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Al cociente Los números a se le llama Fracción o Razón. b 13 1 5 ; ; son números fraccionarios. 3 5 4 Existen fracciones que si bien son diferentes entre sí, pueden representar el mismo número. Esto es así, porque una fracción puede ser la forma simplificada de la otra. Dadas las siguientes fracciones a c y , si cumplen con la condición: a d c d , entonces b d dichas fracciones son iguales. Ejemplo: Comprobar si las fracciones 6 3 y son iguales. 5 10 Aplicando la condición: ad bc 3 10 5 6 30 30 Por lo que, las fracciones 6 3 y son iguales. 5 10 OPERACIONES CON NÚMEROS FRACCIONARIOS Sumas y restas a) De igual denominador Se mantienen el denominador y siempre que sea posible simplificamos el resultado para llevarlo a su mínima expresión: 3 1 31 4 1 4 4 4 4 Año 2013 7 2 72 5 1 5 5 5 5 16 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO b) De distintos denominadores 1) Hallamos el denominador común más chico, eso es el mínimo común múltiplo de los denominadores dados. 2) Hallamos las fracciones equivalentes a cada una de las dadas. 3) Efectuamos la operación indicada. 4) Simplificamos el resultado siempre que sea posible. 3 1 3· 5 1· 7 22 7 5 7 ·5 35 3 1 3· 3 1· 5 4 5 3 5·3 15 Recordar: Signos de las fracciones: 3 3 3 4 4 4 Multiplicación En la multiplicación con fracciones primero se simplifica, siempre que sea posible entre algún número del numerador con otro del denominador, y luego se multiplica todo lo que quede en los numeradores y ese resultado se coloca como numerador de la nueva fracción. Se hace lo mismo con los denominadores y ese resultado se coloca como denominador de la nueva fracción. Inversa de fracciones La inversa de 3 4 es 3 4 Año 2013 La inversa de 1 9 9 es 1 9 17 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO La inversa de 5 es 1 5 Y siempre el producto de una fracción por su inversa da 1: 3 4 · 1 4 3 División Para el caso de la división entre números fraccionarios: 3 5 3 7 3 · 7 21 : · 4 7 4 5 4 · 5 20 Como se observa en el ejemplo, la segunda fracción se invierte y se cambia el signo de la división por el de multiplicación, por lo que después de esto se trabaja como si fuese un producto. EXPRESIONES DECIMALES Si se realiza la división entre el numerador y el denominador de una fracción para hallar la expresión decimal, puede suceder alguna de estas dos alternativas: Que en la división, el resto sea igual a cero. O que los restos comiencen a repetirse. Ejemplos: 3 0,3 10 en este caso, el resto es cero. Es una expresión decimal finita. 1 0,3333333.... = 3 , ̂ y a este caso se le llama expresión decimal periódica. Propiedad: “Entre dos números racionales siempre existen infinitos números racionales”. Debido a esta propiedad, a los números racionales se les llama Densos. Año 2013 18 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO NÚMEROS IRRACIONALES Al conjunto de números que no pueden representarse como cociente entre dos números enteros a y b, se lo denomina conjunto de los Números Irracionales I. Ejemplos: Las raíces cuadradas no exactas dan números irracionales: 2 1,414213.... 3 1,732050.... 5 2,236067... El número , cuya expresión decimal es: 3,1415926535…. El número e, que es la base de los logaritmos naturales, cuya expresión decimal es: 2,718281…. El número , llamado el número de oro, cuya forma abreviada está dada por: √ y su expresión decimal es: 1,61803398…. Año 2013 19 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO NÚMEROS REALES El conjunto de los Números Reales R es un conjunto que contiene a los números racionales Q y a los números irracionales I. OPERACIONES CON NÚMEROS REALES Nombre de la Propiedad Adición Multiplicación Ley de cierre a + b = número real único a b = número real único Ley uniforme si a = b a + c = b + c si a = b a c = b c Conmutativa a+b=b+a ab=ba Asociativa a+(b+c)=(a+b)+c a(bc)=(ab)c 0 es neutro porque 1 es neutro porque 0+a=a+0=a 1a=a1=a -a es inverso aditivo (o también opuesto) porque 1 es inverso multiplicativo a a + (-a) = (-a) + a = 0 [siempre que a ≠ 0] porque Elemento neutro Elemento inverso a 1 1 = a=1 a a Distributiva de la a(b+c)= ab+ac multiplicación respecto a la adición Año 2013 20 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Potenciación a0=1 a n Sea a, b R 1 a a b n y n si a ≠ 0 anbn a n a m a nm n, m Z a n: a m a nm a n a nm m Radicación a a n Si a > 0 Si a < 0 Sea a, b R a en R a en R solo si n es impar Si a < 0 y n n 1 n n a en R n ab n a b n a n si n es par b n, m, p Z n a n b am m n Año 2013 n n p a si b ≠ 0 a m p m n a 21 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO OPERACIONES CON RADICALES Adición y Sustracción de Radicales Radicales Semejantes: Son semejantes cuando tienen igual índice y el mismo radicando. Solo es posible sumar o restar términos con radicales semejantes Ejemplos: a) √ − √ √ − √ = √ = √ Se suman o restan los números que acompañan los radicales semejantes √ , y a ese resultado se lo deja acompañado con el radical. b) − √ √ − √ √ − √ − √ √ = = − √ = − √ − √ − √ En este caso, se agrupan los términos con radicales semejantes y se procede como en el ejemplo a). ¿Cómo reducir un radical? c) − √ √ √ − √ − √ √ − √ − − − √ = = √ − √ = √ − √ = − √ = √ √ √ = = √ √ = √ 32 equivale a 25 = por propiedad de potencias de igual base, 25 se expresa en potencias del mismo valor que el índice del radical √ = se simplifican las raíces con las potencias √ Año 2013 = √ 22 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Multiplicación y división de radicales El producto o cociente de varios radicales es el radical que se obtiene al multiplicar o dividir radicales reducidos a común índice. Ejemplos: a) √ √ √ b) En la multiplicación de dos radicales de igual índice, se deja un solo radical (bajo el mismo índice) y los radicandos quedan multiplicándose. = = √ √ = √ √ √ = √ √ = √ = √ = √ RACIONALIZACIÓN DE DENOMINADORES Dada una fracción en cuyo denominador aparece algún radical, se entiende por racionalización, encontrar otra fracción igual a la dada y en cuyo denominador no figuren radicales. Primer Caso: ada la fracción √ = √ √ √ Se multiplica el mismo radical en el numerador y en el denominador √ = √ √ √ = √ (√ ) = √ (√ ) = √ Se simplifica la raíz con el exponente Año 2013 23 Ministerio de Educación Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Trenque Lauquen CURSO DE INGRESO Segundo Caso: ada la fracción √ = √ √ √ Se multiplica a numerador y denominador con un radical de igual índice, pero el exponente del radicando es lo que falta para ser igual al valor del índice, cuando se sumen los exponentes (*) √ = √ √ = √ √ = √ √ = √ √ √ = (*) Se suman los exponentes Se agrupan bajo una misma raíz, porque tienen el mismo índice √ Tercer Caso: ada la fracción − √ = Se multiplica por el conjugado del denominador de la fracción , en el numerador y en el denominador − √ ( − √ ) ( √ ) ( √ ) ( = ( − √ ) √ ) ( √ ) = ( √ ) − √ = En el denominador, se aplica Diferencia de Cuadrados = = ( √ ) − √ √ = ( √ ) − = ( Se simplifica la raíz con el exponente Año 2013 √ ) = y en el numerador, se aplica propiedad distributiva 24