Download Datos y factores.qxd
Document related concepts
Transcript
Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page i Datos y factores Números Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page ii Las matemáticas en contexto es un currículo exhaustivo para los grados intermedios. Se desarrolló entre 1991 y 1997 en colaboración con el Wisconsin Center for Education Research (Centro de Investigación Educativa de Wisconsin), Facultad de Educación, de la Universidad de Wisconsin-Madison y el Freudenthal Institute (Instituto Freudenthal), de la Universidad de Utrecht, Países Bajos, con el apoyo del subsidio n.º 9054928 de la National Science Foundation (Fundación Nacional par alas Ciencias). Esta unidad es nueva y ha sido preparada como parte de la revisión curricular que se realizó entre los años 2003 y 2005, con el apoyo del subsidio n.º ESI0137414 de la National Science Foundation. National Science Foundation Las opiniones expresadas pertenecen a los autores y no reflejan necesariamente las de la Fundación. Abels, M., de Lange, J. y Pligge, M. A. (2006). Datos y factores. Wisconsin Center For Education Research y Freudenthal Institute (Eds.), Las matemáticas en contexto. Chicago: Encyclopædia Britannica, Inc. Copyright © 2006 Encyclopædia Britannica, Inc. Reservados todos los derechos. Impreso en los Estados Unidos de América. Este trabajo está protegido por las actuales leyes estadounidenses de propiedad intelectual, que rigen también su uso público, su presentación y otros usos aplicables. Queda prohibido cualquier uso no autorizado por la ley de propiedad intelectual de los Estados Unidos sin nuestro expreso consentimiento escrito, que incluye, aunque no exclusivamente, su copia, adaptación y transmisión televisiva o por otros medios o procesos. Para obtener mayor información con respecto a una licencia, escriba a Encyclopædia Britannica, Inc., 331 N. LaSalle St., Chicago, IL 60610. ISBN 0-03-093046-4 1 2 3 4 5 6 073 09 08 07 06 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page iii Equipo de desarrollo de Las matemáticas en contexto Desarrollo 2003–2005 Meike Abels y Jan de Lange desarrollaron Datos y factores. La adaptación para su uso en las escuelas estadounidenses es de Margaret A. Pligge. Wisconsin Center for Education Personal del Freudenthal Institute Personal de investigación Thomas A. Romberg David C. Webb Jan de Lange Truus Dekker Director Coordinador Director Coordinador Gail Burrill Margaret A. Pligge Mieke Abels Monica Wijers Coordinadora editorial Coordinadora editorial Coordinadora del contenido Coordinadora del contenido Margaret R. Meyer Anne Park Bryna Rappaport Kathleen A. Steele Ana C. Stephens Candace Ulmer Jill Vettrus Arthur Bakker Peter Boon Els Feijs Dédé de Haan Martin Kindt Nathalie Kuijpers Huub Nilwik Sonia Palha Nanda Querelle Martin van Reeuwijk Personal del proyecto Sarah Ailts Beth R. Cole Erin Hazlett Teri Hedges Karen Hoiberg Carrie Johnson Jean Krusi Elaine McGrath Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page iv (c) 2006 Encyclopædia Britannica, Inc. Las matemáticas en contexto y el logotipo de Las matemáticas en contexto son marcas registradas de Encyclopædia Britannica, Inc. Créditos de las fotografías de la portada: (todas) © Getty Images Ilustraciones 1 (arriba) Michael Nutter/© Encyclopædia Britannica, Inc.; (abajo) Holly Cooper-Olds; 2, 3, 4, 13 Christine McCabe/© Encyclopædia Britannica, Inc.; 18, 24 (izquierda), 25, 27, 34 (izquierda), 36 Holly Cooper-Olds; 38 Christine McCabe/© Encyclopædia Britannica, Inc.; 45, 50 (arriba) Holly Cooper-Olds; 51, 56 Christine McCabe/© Encyclopædia Britannica, Inc. Fotografías 3 Sam Dudgeon/HRW Photo; 6 © Richard T. Nowitz/Corbis; 8, 9 (arriba) Victoria Smith/HRW; (abajo) R. Stockli, A. Nelson, F. Hasler, NASA/GSFC/NOAA/USGS; 12 Victoria Smith/HRW; 13 (arriba) Sam Dudgeon/HRW Photo; (abajo) PhotoDisc/Getty Images; 14 (arriba izquierda) PhotoDisc/ Getty Images; (arriba derecha) G. K. & Vikki Hart/ PhotoDisc/Getty Images; 15 © ImageState; 30 © Corbis; 37 Sam Dudgeon/HRW Photo; 38, 39 Victoria Smith/HRW; 40 Stephanie Friedman/HRW; 41 © PhotoDisc/Getty Images; 44 Don Couch/ HRW Photo; 49 Sam Dudgeon/HRW Photo; 55 Archives Acad_mie des Sciences, photo Suzanne Nagy; 56 Lisa Woods/HRW Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page v Contenido Carta al alumno Sección A Base diez Jeroglíficos Por diez Números grandes Notación exponencial Notación científica Resumen Verifica tu trabajo Sección B 24 2 12 6 2 24 27 29 30 32 33 2 3 Cuadrado y raíz cuadrada Cuadrado Raíz cuadrada Doblar las esquinas de un cuadrado No tan cuadrado Resumen Verifica tu trabajo Sección E 13 17 17 21 22 23 Números primos Árboles invertidos Números primos Factores primos Cubos y cajas Resumen Verifica tu trabajo Sección D 1 3 6 7 8 10 11 Factores Píxeles Datos Factores Cambios de posición Resumen Verifica tu trabajo Sección C VI 35 37 37 40 42 43 Más potencias La leyenda del tablero de ajedrez Potencias de base dos Potencias de base tres Bases diferentes De regreso a los egipcios Resumen Verifica tu trabajo 44 46 48 48 50 52 53 Práctica adicional 54 Respuestas para verificar tu trabajo 60 Contenido V Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page vi Querido alumno: Los números que usamos hoy son los que, habitualmente, usan todas las personas del mundo. Esto puede sorprenderte, ya que existen aproximadamente 190 países independientes en el mundo, ¡donde se hablan 5,000 idiomas diferentes! Esto no siempre fue así. En la unidad Datos y factores, investigarás el modo en que las civilizaciones antiguas escribían los números y realizaban cálculos numéricos. Analizar el pasado te ayudará a tomar mayor conciencia del modo en que escribes y calculas los números. Observarás otros sistemas numéricos que se usan actualmente. Investigarás algunas propiedades de las fotografías digitales. Al hacerlo, aprenderás más acerca de las propiedades de los números. ¿Cuántos pares diferentes de números puedes multiplicar para hallar un producto de 36 y un producto de 51 o 53? Ampliarás tus conocimientos sobre todos los números reales. Esperamos que disfrutes de esta unidad. Atentamente. El equipo de desarrollo de Las matemáticas en contexto VI Datos y factores 2/10/06 A 2:11 PM Page 1 Base diez Jeroglíficos MAR MEDITERRÁNEO Alejandría N Rosetta O S SINAÍ DE SI ER EGIPTO E Heliópolis El Cairo Río Nilo Tell El-Amarna Tebas Karnak Abidos Valle de ALTO los Reyes Luxor EGIPTO a Edfú Asuán 1. Catarata Philae TO Retrocede en el tiempo hasta un mundo sin computadoras, calculadoras, ni televisores: a Egipto alrededor del año 3000 a de C. ÓN SI RA Giza RE TTA Menfis P DE QA DE BAJO M IG Trópico de Cáncer LIB Abu Simbel a 2. Catarata Rí IA Nilo Este jeroglífico JO O DE 0 0 RO ÁB RTO Este es su último trabajo. Los jeroglíficos en la piedra representan el número 1,333,331. AR AR SIE Esculpía figuras pequeñas llamadas jeroglíficos para registrar la información. DE En esa época, Horus era el mejor escultor en piedra de su pueblo. o Datos y factores.qxd 100 NUBIA 200 mi 100 200 300 km es un hombre asombrado. Quizás esté asombrado porque representa un número muy grande. 1. ¿Qué número representa el hombre asombrado? Sección A: Base diez 1 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 2 A Base diez Este es el número 3,544 escrito en jeroglíficos. 2. ¿Cómo escribiría Horus tu edad y 1,234? Hoy, usamos el sistema arábigo y los numerales 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9 para representar cualquier número. 3. Completa la tabla de la Hoja de actividad del estudiante 1 para comparar los jeroglíficos egipcios con los numerales arábigos que usamos hoy. Jeroglífico egipcio Descripción egipcia trazo vertical Numeral arábigo Palabra española 1 uno hueso de talón espiral o cuerda flor de loto dedo que señala renacuajo un hombre asombrado 4. ¿Qué número representa este dibujo? 5. ¿Cómo escribiría Horus 420 y 402? 6. ¿Cuántos jeroglíficos egipcios necesitas para escribir el número 999? 2 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 3 Base diez A Encontraste estos tres pedazos de una piedra que contienen jeroglíficos egipcios. 7. ¿Qué número representan cuando se colocan todos juntos? Hoy, Pedro encontró estas tres baldosas en el piso de una casa abandonada. 8. ¿Puedes deducir la dirección de esta casa? Sí o no ¿Por qué? 9. ¿Cuáles son las diferencias entre nuestro sistema arábigo de escritura y uso de números y el sistema egipcio? Por diez 10. a. Dibuja el número egipcio que es diez veces más grande que este. b. Describe lo que harían los egipcios antiguos para multiplicar un número por diez. En nuestro sistema arábigo, las cifras de un número se llaman dígitos. Los dígitos tienen un valor especial en cada número. Por ejemplo, en el número 379: El dígito 3 tiene un valor de 3 centenas. El dígito 7 tiene un valor de 7 decenas. El dígito 9 tiene un valor de 9 unidades. Sección A: Base diez 3 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 4 A Base diez Puedes desarrollar el número 379 con palabras como 3 centenas, 7 decenas y 9 unidades o como 3 100 7 10 9 1. 11. Desarrolla los siguientes números de la misma manera. a. 628 b. 2,306 c. 256 d. 2,560 12. Compara tu respuesta a 11c y d. ¿Qué observas? Estas figuras comparan el modo de multiplicar un número por 10 en ambos sistemas numéricos. Jeroglíficos egipcios antiguos VS. Sistema de números arábigos 537 10 10 5370 Sasha mira el jeroglífico y observa: “Cuando multiplicas un número por 10, sólo debes convertir cada jeroglífico en un jeroglífico de un valor superior”. 13. a. Explica qué es lo que Sasha quiere decir. Usa un ejemplo en tu explicación. b. ¿Cuál es el valor de 7 en 537 y en 5,370? c. ¿Cuál es el valor de 3 en 537 y en 5,370? d. Explica lo que le sucede al valor de los dígitos cuando multiplicas por diez. e. Calcula 26 10 y 2.6 10. f. La explicación que presentaste en d ¿es válida para el problema e? Si no es así, revisa tu explicación. 4 Datos y factores 2:11 PM Page 5 Base diez A El sistema de números egipcios no era muy apropiado para la notación decimal o fraccionaria. La notación decimal que usamos hoy fue desarrollada aproximadamente 4,000 años después. El matemático holandés, Simón Stevin, inventó el punto decimal. 14. a. Explica el valor de cada dígito en el número 12.574. 1 1 ᎑᎑᎑᎑᎑᎑ como un b. Escribe 7 100 6 1 4 ᎑᎑᎑ 10 5 1000 solo número. Si multiplicas un número decimal por 10, se multiplica el valor de cada dígito por 10. unidades décimas centésimas Ten en cuenta el producto de 57.38 10. decenas 2/10/06 centenas tenas Datos y factores.qxd 5 7 3 8 7 3 8 10 5 57.38 10 573.8 ᎑1᎑᎑ 8 100 ᎑᎑1᎑᎑ 57.38 5 10 7 1 3 10 ᎑1᎑᎑ 573.8 5 100 7 10 3 1 8 10 10 15. Calcula cada uno de los productos sin usar una calculadora. a. 4.8 10 b. 4.8 10 10 c. 6.37 10 10 d. 9.8 10 10 10 e. 1.25 1,000 f. 0.57892 1,000 Sección A: Base diez 5 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 6 A Base diez Números grandes Numerales 1 10 100 1,000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 100,000,000 1,000,000,000 10,000,000,000 100,000,000,000 1,000,000,000,000 Palabras uno diez cien mil diez mil cien mil un millón diez millones cien millones mil millones diez mil millones cien mil millones un billón En el 2004, la población de los Estados Unidos era, aproximadamente, 292 millones y la población mundial era, aproximadamente, 6 mil millones. 16. Escribe estas poblaciones usando únicamente numerales. Observa que las comas separan cada grupo de tres dígitos. Esto facilita la lectura de los números. Lees el número 2,638,577 como “dos millones, seiscientos treinta y ocho mil quinientos setenta y siete”. 17. ¿Cómo lees 4,370,000 y 1,500,000,000? Existen maneras diferentes de leer y escribir números grandes. Por ejemplo, puedes leer 3,200,000 como: “tres millones, doscientos mil” o simplemente como “3.2 millones”. 18. Escribe como mínimo dos maneras diferentes de leer cada número. a. 6,500,000 b. 500 millones c. 1.2 mil d. 750,000 6 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 7 Base diez A 19. Halla los productos y escribe tus respuestas usando sólo palabras. a. Un millón por diez b. Cien por cien c. Mil por mil 20. a. ¿Cuántos millares hay en un millón? b. ¿Cuántos millares hay en mil millones? c. ¿Cuántos millones hay en mil millones? d. Usa números tales como 10, 100, 1,000, y así sucesivamente, para escribir cinco problemas diferentes de multiplicación para los que la respuesta sea 1,000,000. 21. Supón que contaste desde uno hasta un millón y cada cuenta debía durar un segundo? ¿Cuánto tiempo tomaría esto? Notación exponencial Para ahorrar tiempo en la escritura y cuenta de los ceros, los científicos inventaron una notación especial llamada notación exponencial. El número 1,000 escrito en notación exponencial es 103 (léelo como “diez elevado a la tercera potencia” o “diez al cubo”). 1,000 103 porque 1,000 10 10 10 10 3 exponente base En 103, el 10 es la base y el 3 es el exponente. 22. Escribe cada uno de los números en notación exponencial. a. 100 b. 1,000,000,000 c. 10,000,000,000 23. Escribe cada uno de los números en numerales y en palabras. a. 104 b. 101 c. 106 Sección A: Base diez 7 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 8 A Base diez Notación científica ¿Cómo muestra tu calculadora los números grandes? Para averiguarlo, responde lo siguiente: 24. a. Ingresa en una calculadora todos los 9 necesarios hasta que todos los lugares de la pantalla estén ocupados. En tu cuaderno, registra el número que muestra la pantalla. b. Sin usar la calculadora, ¿qué ocurre cuando sumas 1 a este número? Calcula la respuesta en tu cuaderno. Escribe tu respuesta en notación exponencial. Identifica la base y el exponente. c. Ahora, usa tu calculadora para sumar 1 al número grande que aparece en la pantalla (el formado por todos los números 9). Anota el nuevo número que muestra la pantalla. d. Explica lo que representa cada parte del número de la pantalla. e. En tu cuaderno, calcula el producto de 2,000,000,000 3,000,000,000. Verifica tu cálculo usando tu calculadora. Si fuera necesario revisa tu respuesta correspondiente a la parte d. Para los números muy grandes la mayoría de las calculadoras adoptan el modo (Sci) de notación científica. La pantalla muestra un número positivo entre 1 y 10 y una potencia de diez. Las calculadoras muestran la notación científica de diferentes maneras. Acá se ven dos formas diferentes en que una calculadora muestra la población mundial de 6,400,000,000 de personas para el 2004. 6.4 09 6.4 E 09 El número que aparece es el producto: 6.4 109. 8 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 9 Base diez A 25. a. Escribe 6.4 109 en numerales y en palabras. b. ¿Qué números aparecen en la pantalla? 4 06 3.8 04 La distancia desde la Tierra hasta la Luna es de aproximadamente 240 mil millas. 26. ¿Cómo debería mostrar tu calculadora esta distancia en notación científica? Sección A: Base diez 9 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 10 Puedes desarrollar el número 79.54 como: 1 1 ᎑᎑᎑᎑ 7 10 9 1 5 ᎑᎑᎑ 10 4 100 unidades décimas centésimas El Sistema numérico arábigo que usas actualmente es un sistema posicional que usa los numerales del 0 al 9. La posición de cada dígito en un número determina su valor. Puedes leer el número 79.54 como “setenta y nueve y 54 centésimos”. decenas A Base diez 7 9 . 5 4 4 centésimas 5 décimas 9 unidades 7 decenas 5 4 ᎑᎑᎑᎑ o 70 9 ᎑᎑᎑ . 10 100 Multiplica por diez Si multiplicas un número decimal por 10, el valor de cada dígito se multiplica por 10. decenas unidades décimas centésimas centenas Por ejemplo: 79.54 10 7 9 5 4 9 5 4 10 7 79.54 10 795.4 79.54 795.4 10 Datos y factores ᎑1᎑᎑ 4 100 ᎑᎑1᎑᎑ 7 10 9 1 5 10 ᎑1᎑᎑ 7 100 9 10 5 1 4 10 10 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 11 Notación exponencial La notación exponencial es una manera más corta de escribir multiplicaciones repetidas. Por ejemplo: 10 10 10 10 10 10 10 107. Puedes leer 107 como “diez a la séptima potencia” o “diez a la séptima”. En 107, el 10 es la base y el 7 es el exponente. 10 7 exponente base Notación científica Las calculadoras usan la notación científica para mostrar números muy grandes. El número aparece en la pantalla como un producto de un número entre el 1 y el 10 y una potencia de diez. Una calculadora que muestra 4.5 07 representa el producto 4.5 107 4.5 10,000,000 45,000,000 1. Realiza los siguientes cálculos sin usar una calculadora. a. 1,000 10 10 d. 63.7 100 b. 1,000 1,000 e. 0.58 1,000 c. 63.7 10 2. a. Usa números tales como 10, 100, 1,000 y así sucesivamente para escribir cinco problemas diferentes de multiplicación para los que la respuesta sea mil millones. b. Escribe otros cinco problemas diferentes de multiplicación similares a los de la parte a, pero para los que la respuesta es 2,270,000. Sección A: Base diez 11 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 12 A Base diez 3. Calcula lo siguiente y escribe tus respuestas de tres maneras diferentes: en notación exponencial, como un solo número y en palabras. a. 104 103 b. 1,000,000 10,000 c. diez cien mil d. mil un millón 4. a. Completa los exponentes que faltan y luego escribe la respuesta como un solo número. 2.25 104 ______ 22.5 10? ______ 225 10? ______ b. Inventa un problema similar al a. Pídele a un compañero de clase que resuelva tu problema. Estas son dos maneras diferentes de mostrar un mismo número en una calculadora. 5.1 06 5.1 E 06 5. a. Explica lo que aparece en pantalla. b. Escribe este número como un solo número. Escribe, para un boletín de la escuela, un párrafo breve que describa los beneficios de usar la notación científica tanto para los números muy pequeños como para los números muy grandes. 12 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 B 2:11 PM Page 13 Factores Píxeles Jacqui y Nikki son amigos. Antes eran vecinos, pero Nikki se mudó a Cleveland. Ahora mantienen su amistad a través de Internet. Se envían correos electrónicos y conversan en línea una vez al día como mínimo. Hoy, después de la escuela, Jacqui revisó su correo electrónico. Luego de aproximadamente tres minutos se dio cuenta de que el mensaje de Nikki estaba tardando más tiempo que el habitual en descargarse. Luego de esperar impacientemente durante diez minutos, Jacqui le pregunta a su hermano: —Dave, ¿qué puedo hacer? ¡Mira la barra en la pantalla de la computadora! Esto es lo que muestra la barra de la computadora de Jacqui luego de 12 minutos. 1. Calcula cuántos minutos más deberá esperar Jacqui para descargar por completo este mensaje. Muestra cómo hallaste tu respuesta. El correo electrónico de Nikki incluía una foto de su cachorro nuevo. —Es una linda foto, pero el tamaño del archivo es demasiado grande. Envíale un correo electrónico y dile que debe reducir el tamaño de los archivos antes de enviarlos —comenta Dave. —Dave, ¿cómo puede ella hacer eso? Ni siquiera yo conozco el modo de hacer eso —dice Jacqui. Dave comparte lo que sabe acerca de las fotos digitales. SecciónB: Factores 13 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 14 B Factores Una fotografía digital está compuesta de muchos cuadrados pequeños de colores. Estos cuadrados pequeños son elementos de la fotografía o píxeles. La cantidad de píxeles determina el tamaño del archivo; a mayor cantidad de píxeles, mayor tamaño del archivo. Este es un archivo más pequeño de Nikki y su perro. La cantidad de píxeles disminuyó muchísimo; ahora ya puedes ver los píxeles. Ahora, investigarás el efecto de modificar la cantidad de píxeles por pulgada (ppi). Las Fotografias 1, 2 y 3 son la misma fotografía. Los lados de la Fotografía 1 tienen una longitud de dos pulgadas. 2. a. ¿Cuántos píxeles cuentas a lo largo de una pulgada? b. ¿Cuál es el número total de píxeles en la Fotografía 1? La Fotografía 2 muestra el mismo patrón de píxeles, pero usa más píxeles por pulgada (ppi). Fotografía 1 3. a. ¿Cuántos píxeles por pulgada hay en la Fotografía 2? b. Sin contar, ¿qué puedes decir acerca del número de píxeles por pulgada en la Fotografía 3? Compara las Fotografías 1, 2 y 3. 4. Describe el modo en que las fotografías se parecen y se diferencian. Fotografía 2 Fotografía 3 4. Probablemente, no hallaste el número total de píxeles contando todos los cuadrados pequeños. Para contar los píxeles de la Fotografía 1 es probable que hayas multiplicado 12 12. Siempre que multiplicas un número por sí mismo, estás elevando al cuadrado un número. 5. ¿Por qué crees que se usa la expresión “elevar al cuadrado un número”? 14 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 15 Factores B Dos maneras de indicar el número 12 elevado al cuadrado son 122 o 12^2. Ambas representan 12 12, lo que da por resultado 144. La Fotografía 1 tiene 12 píxeles a lo largo de cada lado, para un total de 122 o un total de 144 píxeles. Los números como 144 que se obtienen de elevar al cuadrado un número, se llaman números cuadrados o números cuadrados perfectos. 6. Halla, como mínimo, cinco números diferentes que sean cuadrados perfectos. Comparte tu lista con un compañero. Observa si cada uno de ustedes puede adivinar el número antes de que fuera elevado al cuadrado. Anteriormente, habías comparado el mismo patrón de píxeles para tres fotografías de diferentes tamaños. Las fotografías se redujeron, pero el número total de píxeles no se modificó. Por lo tanto, si deseas reducir el tamaño de un archivo de fotografía, debes reducir el número total de píxeles. Ahora, investigarás las maneras de reducir el número de píxeles modificando el número de píxeles por pulgada (ppi). Los lados de esta fotografía cuadrada de una rosa de color rosa tienen 1 pulgada. 7. a. ¿Cuál es el número total de píxeles si hay 200 ppi? b. ¿Cuál es el número total de píxeles si hay 100 ppi? Observa que los lados de la fotografía siguen siendo de 1 pulgada. Y ¿50 ppi? Y ¿25 ppi? c. Copia esta tabla y escribe tus respuestas del punto b en la columna 2. Describe el modo en que los píxeles por pulgada (ppi) en la columna 1 varían de una fila a la otra. ppi Número total de píxeles Tiempo de descarga 200 100 50 25 d. ¿Cómo disminuye el número total de píxeles cuando el número de píxeles por pulgada se reduce a la mitad? e. El tiempo de descarga disminuye a medida que se reduce el número total de píxeles. El tiempo de descarga para una fotografía de 200 ppi es 16 segundos. Usa esta información para completar la última columna de tu tabla. Sección B: Factores 15 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 16 B Factores La fotografía que Nikki incluyó en su correo electrónico tenía 400 ppi y su tamaño era de 3 in por 4 in. 8. ¿Cuántos píxeles en total tenía la fotografía que Nikki envió por correo electrónico? Muestra tus cálculos. En la unidad Expresiones y fórmulas, usaste árboles aritméticos para facilitar la organización de tus cálculos. 4 400 3 ? ______ 400 400 ? ______ 400 3 ? ______ ? ______ 4 ? ______ ? ______ 9. Explica el modo en que cada árbol aritmético se relaciona con el problema 8. 10. a. Sin modificar el tamaño de su fotografía (3 in por 4 in), Nikki redujo el número de píxeles a 200 ppi. ¿Cuántos píxeles en total componen la nueva fotografía de Nikki? b. Usa la información de la fotografía de Nikki para copiar y completar esta tabla. ppi Número total de píxeles 400 200 100 c. En la tabla, el número de ppi se reduce a la mitad. ¿Qué ocurre con el número total de píxeles? Jacqui esperó aproximadamente 48 minutos para la descarga de la fotografía original de Nikki. 11. a. ¿Cuál hubiera sido el tiempo de descarga si la fotografía hubiera tenido 200 ppi en lugar de 400 ppi? b. ¿Y si la fotografía hubiera tenido 100 ppi? 16 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 17 Factores B Datos Esta es la fotografía de Nikki demasiado reducida: sólo tiene cinco píxeles por pulgada. Las imágenes aparecen bastante bien en una pantalla de computadora cuando tienen 72 píxeles por pulgada como mínimo. Factores En el problema anterior, podrías haber calculado el número total de píxeles usando la división: 480,000 4 ___ , o la multiplicación: 4 ___ 480,000. Las operaciones de división y multiplicación se relacionan mutuamente de esta manera. Usando cualquiera de las dos operaciones, hallaste que el número total de píxeles se redujo de 480,000 a 120,000. Dos oraciones númericas para este contexto son 480,000 4 120,000 y 4 120,000 480,000. Los números enteros 4 y 120,000 se llaman factores de 480,000. 12. a. Halla cuatro factores diferentes de 48. b. ¿Puedes hallar un factor de 45 sin realizar cálculos? Explícalo. c. ¿Cómo sabes que 2 no es un factor de 45? Puede ser que recuerdes algunas reglas de divisibilidad. Las reglas de divisibilidad involucran la división de números enteros sin residuo. Estas son tres reglas de divisibilidad: • Un número es divisible por 3 si la suma de sus dígitos es divisible por 3. • Un número es divisible por 4 si los últimos dos dígitos forman un número que es divisible por 4. • Un número es divisible por 9 si la suma de sus dígitos es divisible por 9. 13. a. ¿Es 2,520 divisible por 3? ¿Por 4? ¿Por 9? b. ¿Es 2,520 divisible por 5? Escribe una regla para la divisibilidad por 5. c. ¿Cómo puedes verificar si 2,520 es o no es divisible por 6? d. ¿Qué otras reglas de divisibilidad conoces? Sección B: Factores 17 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 18 B Factores Jacqui imprime 24 fotografías cuadradas. Ella desea usar todas las 24 fotografías para armar un cuadro rectangular en su habitación. Ella comienza a investigar todos los posibles arreglos de modo tal que pueda elegir el que quiera. Primero, diseña un arreglo rectangular. Luego, decide hacer una lista de todos los arreglos posibles. Las 24 fotografías de Jacqui: Un posible arreglo rectangular de 24 fotografías; 6 horizontales y 4 verticales: Lista de todos los arreglos rectangulares posibles: 1 por 24 2 por 12 3 por 8 4 por 6 6 por 4 8 por 3 12 por 2 24 por 1 Ella le pregunta a Dave si esos son todos. Dave ve la lista y dice: “Creo que 1 por 24 es lo mismo que 24 por 1”. 14. ¿Estás de acuerdo con Dave? Sí o no, ¿por qué? 18 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 19 Factores B 24 Jacqui decide dibujar uno de los arreglos de sus fotografías en un papel cuadriculado. 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 24 4 2 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Esta es una gráfica que muestra todos los arreglos rectangulares de la lista de Jacqui. (1, 24) 22 20 15. a. Explica lo que muestra la gráfica. 18 b. ¿Cómo rotularías los ejes? 16 14 c. Describe lo que tiene en común cada par de coordenadas. (2, 12) 12 10 Como 3 8 24, 3 y 8 son factores de 24. (3, 8) 8 (4, 6) 6 16. Haz una lista de todos los factores de 24 posibles. (6, 4) 4 (8, 3) (12, 2) 2 (24, 1) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 ¿Cómo puedes tener la seguridad de que los tienes todos? 24 Sección B: Factores 19 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 20 B Factores 17. a. Crea una gráfica que muestre todos los puntos que representan factores de 25. ¿Cuántos puntos hay en esta gráfica? b. Crea una gráfica que muestre todos los puntos que son factores de 23. ¿Cuántos puntos hay en esta gráfica? c. Describe una relación entre el número de puntos en la gráfica y el número de factores. 18. a. ¿Qué números tendrán, siempre, un número impar de factores? b. ¿Qué números tendrán, siempre, un número par de factores? c. ¿Exactamente para qué número tiene la gráfica de factores un punto? 19. a. Halla, como mínimo, cinco números que tengan exactamente dos factores. b. ¿Qué observas con respecto a los cinco números que hallaste en la parte a? Los números que hallaste en el problema 19a se denominan números primos. Tienen exactamente dos factores: el número uno y el número mismo. Seguirás investigando los números primos en la siguiente sección. Puede que hayas descubierto una manera sencilla para hacer una lista de todos los factores de un número. Rosa, Lloyd y Raquel están hallando todos los factores de 36. Este es su trabajo. Lloyd: Todos los factores de 36 son 1, 36, 2, 18, 3, 12, … Rosa: 1 y 36 2 y 18 3 y 12 . . .?? Raquel 1 2 3 12 18 36 20. a. Si continuas la lista de Rosa, ¿cómo sabrás cuándo detenerte? b. Termina el trabajo de Raquel para hallar todos los factores de 36. c. Usa una de estas estrategias para hallar todos los factores de 96. 20 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 21 Actividad Cambios de posición En esta actividad, cada uno de los estudiantes que están de pie sostendrá una tarjeta con un número de un conjunto especial. Necesitarás tarjetas numeradas desde el 1 hasta el número total de estudiantes de la clase. Sigue estos pasos: Paso I. Cada alumno recibe una tarjeta y se pone de pie. Paso II. ¿Cabe el número 2 en el número de tu tarjeta? Si la respuesta es SÍ, el alumno debe sentarse; de lo contrario, el alumno debe permanecer de pie. Paso III. ¿Cabe el número 3 en el número de tu tarjeta? Si la respuesta es SÍ, debes cambiar de posición. Si estás de pie, siéntate; si estás sentado, ponte de pie. Verifica si estás llevando a cabo el juego correctamente considerando estas preguntas: ● ● Luego del Paso III, ¿el alumno con el número 5 está de pie o está sentado? ¿El alumno con el número 12 está de pie o está sentado? Si todos están de acuerdo, continúa preguntando ¿El número ___ cabe en el número de tu tarjeta? No olvides cambiar tu posición cada vez que tu respuesta sea SÍ. Paso IV. ¿Cabe el número 4 en el número de tu tarjeta? Si tu respuesta es SÍ, cambia tu posición. Si estás de pie, siéntate; si estás sentado, ponte de pie. Continúa estos pasos preguntando si el número de la tarjeta es divisible por 5, luego por 6, luego por 7, y así sucesivamente, hasta llegar al número total de alumnos de la clase. 21. a. ¿Qué números pertenecen a los alumnos que están parados al final? ¿Qué tienen en común estos números? b. Si realizas esta actividad con 100 alumnos, ¿qué números deberán sostener los estudiantes que estén de pie al final? Sección B: Factores 21 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 22 B Factores Elevar al cuadrado Multiplicar un número por sí mismo es elevar al cuadrado un número. Las dos maneras de indicar que un número, por ejemplo 3, está elevado al cuadrado son 32 y 3^2. Ambas representan 3 3, lo que da por resultado 9. Los números que se obtienen al elevar al cuadrado un número se llaman números cuadrados o números cuadrados perfectos. Factores 5 es un factor de 30 porque 30 dividido 5 es un número entero. 30 5 6 y 5 6 30, por lo tanto, 6 es otro factor de 30. Todos los factores de 30 son: 1 2 3 5 6 10 15 30 Divisibilidad Para averiguar si un número es divisible por un número determinado, puedes seguir algunas de las reglas de divisibilidad. Un número es divisible: por 2 si el último dígito es es par; por 3 si la suma de sus dígitos es divisible por tres; por 5 si el último dígito es un cero o un cinco; por 9 si la suma de sus dígitos es divisible por nueve. Número primo Un número es primo si tiene exactamente dos factores: el número mismo y el número uno. 22 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 23 1. En la Escuela Intermedia Green, hay 945 alumnos. ¿Es posible dividir a todos los alumnos en grupos de a tres? ¿En grupos de a seis? 2. Halla todos los factores de: a. 15 c. 53 b. 32 d. 17 3. a. Da un ejemplo de un número que tenga un número par de factores. b. Da un ejemplo de un número que tenga un número impar de factores. c. ¿Cómo denominas a los números que tienen un número impar de factores? 4. Enumera todos los números del 1 al 100 que son números cuadrados perfectos. Considera estos enunciados. “El número 2 es factor de todos los números pares. Por lo tanto, no hay números primos pares.” “Todo número par dividido por un número par es par.” Indica si cada uno de los enunciados es verdadero o falso. Justifica tu razonamiento. Sección B: Factores 23 Datos y factores.qxd 2/10/06 C 2:11 PM Page 24 Números primos Árboles invertidos Mientras iba a St. Ives, me encontré con un hombre con siete esposas. Cada esposa tenía siete bolsas, Cada bolsa tenía siete gatos, Cada gato tenía siete gatitos. Gatitos, gatos, bolsas y esposas. ¿Cuántos iban a St. Ives? 7 7 7 ? ______ 7 ? ______ ? ______ En la Sección B, usaste árboles aritméticos para organizar tus cálculos. 1. Usa un árbol aritmético para calcular 2 5 7 7. Estos son dos árboles aritméticos diferentes para calcular 5 5 2 6 3. 5 5 2 ? ______ 6 ? ______ 3 5 5 6 2 ? ______ ? ______ ? ______ ? ______ ? ______ ? ______ 2. a. ¿Darán ambos el mismo resultado? Sí o no, ¿por qué? b. ¿Qué árbol aritmético preferirías usar? ¿Por qué? 24 Datos y factores 3 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 25 Números primos C Puedes escribir 150 como un producto de dos factores. 150 3 50 Ambos números, 3 y 50, son factores de 150. un producto de cuatro factores 3. a. Explica por qué 10 es un factor de 150. b. ¿Qué es un factor? Usa tus propias palabras para describir “factor”. Un árbol aritmético invertido puede ayudarte a escribir un número como producto de factores. 24 4. a. ¿Qué información te da el árbol aritmético invertido? 2 12 b. Usa los “números finales” (los números que se encuentran al final del árbol) para escribir 24 como un producto de factores. 6 2 2 3 Estos árboles aritméticos especiales se denominan árboles de factores. En estos árboles de factores, sólo verás los signos de multiplicación. Este es el comienzo de un árbol de factores para el número 1,560. 1,560 10 2 156 5 5. a. Copia y completa el árbol de factores para el número 1,560. Extiende las ramas lo más lejos posible. b. ¿Cómo sabrás cuándo has terminado el árbol por completo? c. Usa los números finales para escribir 1,560 como un producto de factores. d. ¿Usarías el número 1 como número final? Sí o no, ¿por qué? Sección C: Números primos 25 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 26 C Números primos Cuando has extendido el árbol de factores lo más posible, has descompuesto en factores completamente el número original. El número 1 es un factor de todos los números pero no es necesario incluir los números 1 en un árbol de factores. 6. Descompone cada número en la mayor cantidad de factores posibles. Usa un árbol de factores para escribir cada número como un producto de los números finales. a. 56 c. 420 b. 285 d. 3,432 Tanto Hackan como Alberta han comenzado, cada uno, un árbol de factores para descomponer 1,092 en todos los factores posibles. Hakan se da cuenta de que 1,092 es par de manera que comienza su árbol así: Alberta se da cuenta de que 1,092 es divisible tanto por 2 como por 3, de manera que es divisible por 6. Ella comienza su árbol así: 1,092 1,092 2 546 6 182 7. a. En tu cuaderno, completa los árboles de factores de Hakan y de Alberta. b. ¿Obtienes los mismos factores al final de las ramas de cada uno de los árboles? 8. a. Regresa a todos los árboles de factores que has hecho hasta ahora y compila una lista de todos los números finales. b. Has aprendido otro nombre para estos números finales en la Sección B. ¿Cuál es? c. Halla al menos otros tres números finales posibles que no estén en la lista que hiciste para la parte a. 26 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 27 Números primos C Números primos Los números finales de todos los árboles de factores son números primos. En la Sección B, descubriste que los números primos tienen exactamente dos factores, el número uno y el número mismo. Los números que no son números primos se llaman números compuestos. El número 1 no es ni un número primo, ni un número compuesto. En la antigüedad, los griegos usaban los números primos. Eratóstenes descubrió un método para extraer todos los números primos del 1 al 100. Comenzó con una lista de 100 números de los cuales seleccionó los números primos tachando los múltiplos de los números. Los múltiplos de 2 son 2, 4, 6, 8, 10 y así sucesivamente. 9. a. ¿Cuál es el siguiente múltiplo de 2? b. Enumera los primeros cinco múltiplos de 3. c. ¿Tienen ambas listas números en común? Explícalo. Sección C: Números primos 27 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 28 Actividad Usa la Hoja de actividad del estudiante 2 y los problemas del 10 al 15 para volver a crear el método de Eratóstenes para extraer los números primos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 10. a. Encierra en un círculo el número 2 y coloca una X sobre todos los otros múltiplos de 2. b. Los números con una X no son primos. ¿Por qué no? 11. a. Encierra en un círculo el 3 y coloca una X sobre todos los otros múltiplos de 3. b. Explica por qué no necesitas poner una X sobre todos los múltiplos de 4. c. ¿Necesitas tachar los múltiplos de 6? Explica por qué. d. Pablo siguió estos pasos y dijo: “No puedo encontrar ningún número divisible por 12 que no haya sido tachado”. ¿Tiene razón Pablo? Explica tu respuesta. e. Marisa sostiene que incluso si extendieras la tabla hasta el número 1,000, todos los números de la tabla que son divisibles por 24 ya estarían tachados. ¿Estás de acuerdo? Explícalo. 28 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 29 12. a. Encierra en un círculo el 5 y coloca una X sobre todos los otros múltiplos de 5 que no han sido tachados. b. ¿Cuál es el primer número sobre el que pusiste una X? c. Encierra el 7 en un círculo. Sin mirar la tabla, menciona el primer múltiplo de 7 sobre el que deberías colocar una X. Explica cómo pudiste determinar este número. Ahora, tacha los otros múltiplos de 7. d. ¿Por qué es necesario tachar todos los múltiplos de 8, 9 y 10? 13. a. Encierra el 11 en un círculo. ¿Sobre qué múltiplo de 11 pondrás una X primero? b. Encierra en un círculo todos números que no han sido tachadados. c. ¿Que número encerraste en el círculo? d. ¿En qué columnas aparecen estos números encerrados en un círculo? 14. a. Explica por qué tachaste sólo los múltiplos de los números primos. b. Explica por qué tuviste que tachar los múltiplos de los números primos únicamente hasta el número 11. Factores primos El número 8 se puede descomponer en todos los factores posibles como un producto de números primos: 8 2 2 2. 15. a. Escribe cada número compuesto entre el 2 y el 10 como un producto de números primos. b. ¿Piensas que es posible escribir todos los números usando sólo los números primos y la multiplicación? Por medio de los árboles de factores puedes hallar todos los factores primos de un número. 16. a. Usa el método de árbol de factores para hallar todos los factores primos de 156. b. Escribe 156 como un producto de factores primos. Sección C: Números primos 29 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 30 C Números primos Este es otro método que puedes usar para hallar todos los factores primos de un número. 156 2 —— 78 —— 2 39 —— 3 13 —— 13 1 17. a. Compara este método con el método del árbol. b. Usa este método para hallar todos los factores primos de 72. Cubos y cajas Helena administra el departamento de expedición de Learning Is Fun, Inc., una empresa que fabrica cubos de un centímetro para las escuelas. 18. a. Un tipo de caja contiene 24 cubos. ¿Cuáles son las posibles dimensiones de esta caja? b. Otro tipo de caja contiene 45 cubos. ¿Puede esta caja tener la misma altura que una caja que contiene sólo 24 cubos? Explica, sí o no, ¿por qué? Para poder apilar las cajas con facilidad, Learning Is Fun quisiera que las cajas tuvieran la misma longitud y el mismo ancho. Cada caja que se envía está totalmente llena de cubos de un centímetro. 19. ¿Es posible que los dos tipos de caja del problema 18 tengan la misma longitud y el mismo ancho? Explica y da la longitud, el ancho y la altura de ambos tipos de caja. 30 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 31 Números primos C Learning Is Fun también empaca cubos en dos cajas diferentes de gran tamaño. Una caja contiene 210 cubos y la otra 315 cubos. Las cajas grandes deben estar totalmente llenas de cubos de un centímetro. 20. a. ¿Es posible que estas dos cajas tengan la misma altura? Explica tu respuesta. b. Helena quiere que las bases de las cajas tengan las mismas dimensiones para poder apilarlas con más facilidad. ¿Es esto posible? Si es así, ¿cuáles son las dimensiones posibles para la base? c. ¿Qué información necesitas conocer acerca de los números 210 y 315 para poder contestar las partes a y b anteriores? Learning Is Fun ahora quiere fabricar una caja grande adicional que contenga 525 cubos. 21. a. ¿Cuáles son las posibles dimensiones de esta caja? Nombra tres posibilidades como mínimo. b. ¿Es posible fabricar cajas para 210, 315 y 525 cubos con bases de dimensiones iguales? Explica tu respuesta. c. ¿Cómo puede ayudarte a resolver este problema la descomposición en factores primos? Sección C: Números primos 31 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 32 C Números primos En esta sección, usaste los árboles de factores y otros métodos para descomponer números compuestos en todos los factores posibles como producto de factores primos. Los números finales de los árboles son números primos. Números primos Los números primos tienen exactamente dos factores, el número uno y el número mismo. Números compuestos Los números que no son primos se llaman números compuestos. El número 1 no es ni un número primo, ni un número compuesto. Producto de factores Puedes escribir 150 como un producto de cuatro factores: 150 2 3 5 5 Los números 2, 3, y 5 son factores de 150. También puedes escribir 150 como un producto de dos factores. 150 3 50 Otro factor de 150 es 50. Todos los factores de 150 son 1, 2, 3, 5, 6, 10, 15, 25, 30, 50, 75 y 150. Los factores primos de 150 son 2, 3 y 5. 32 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 33 Hallar los factores primos Has aprendido dos métodos para hallar todos los factores primos de un número. Por medio de los árboles de factores puedes hallar todos los factores primos de un número. 140 2 70 2 35 5 7 Este es otro método que puedes usar para hallar todos los factores primos de un número. 140 2 —— 70 —— 2 35 —— 5 7 —— 7 1 Puedes usar todos los números finales para descomponer 140 en todos los factores posibles como un producto de números primos. 140 2 2 5 7 Los factores primos de 140 son 2, 5 y 7. 1. Usa un árbol aritmético para calcular 5 7 4 5 2. 2. ¿Cuáles de estos números son números compuestos? Explica tu respuesta. 12 19 39 51 Sección C: Números primos 33 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 34 C Números primos 3. Usa el método que quieras para descomponer cada número en todos los factores posibles como un producto de números primos. a. 99 b. 750 c. 264 4. a. ¿Cuáles son las dimensiones posibles de una caja que puede llenarse completamente con ocho cubos de un centímetro. Nombra tres posibilidades como mínimo. b. ¿Cuáles son las dimensiones posibles de una caja para 50 cubos de un centímetro? Nombra tres posibilidades como mínimo. Siete casas contienen siete gatos. Cada gato mata siete ratones. Cada ratón había comido siete espigas de cereal. Cada espiga de cereal debería haber producido siete hekats de trigo. ¿Cuál es el total de todos estos elementos? Escribe un relato de cinco oraciones similar al anterior que comience así: “Cinco estudiantes tienen cinco amigos. Cada amigo tenía…”. En la conclusión, halla el número total de las cosas que mencionaste en el relato. 34 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 D 2:11 PM Page 35 Cuadrado y raíz cuadrada Cuadrado Recuerda la Sección B en la cual elevaste números al cuadrado. En esta sección, seguirás elevando números al cuadrado usando el contexto del área. 1. a. Dibuja un cuadrado que mida 3 cm por 3 cm. b. ¿Cuántos cuadrados (1 cm por 1 cm) cubren totalmente el cuadrado que acabas de dibujar? c. Explica el modo en que la operación de elevar al cuadrado se relaciona con el área del cuadrado que dibujaste en a. 2. a. Copia y completa esta tabla colocando en el área del cuadrado longitudes de lados comprendidas entre 1 cm y 10 cm. 1 Longitud del lado 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Área del cuadrado (en cm2) b. ¿Es esta tabla una tabla de razones? Explica, sí o no, ¿por qué? c. Usa la cuadrícula de la Hoja de actividad del estudiante 3 para hacer una gráfica de la información incluida en tu tabla. Une todos los puntos con una curva uniforme. d. Describe la curva de tu gráfica. Explica lo que te indica esta curva. Guarda estas gráficas. Las usarás nuevamente en el problema 7. Para los problemas del 3 al 7, usa papel cuadriculado en centímetros. 3. a. Dibuja un cuadrado que mida 1 cm por 1 cm. b. ¿Cuál es el área de este cuadrado? c. Dibuja un cuadrado de –1– cm por –1– cm. 2 2 d. Usa tus dos dibujos para explicar que –1– –1– –1– . 2 2 4 Ahora, observarás cuadrados más grandes. 4. a. Dibuja una cuadrado de 1 –1– cm por 1 –1– cm. 2 2 b. Usa este dibujo para calcular el área del cuadrado. (Recuerda la unidad Redistribución.) Sección D: Cuadrado y raíz cuadrada 35 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 36 D Cuadrado y raíz cuadrada El número 1 –1– se llama número mixto. Es una combinación de un número 2 entero y una fracción. 5. a. Usa un dibujo para calcular el área de un cuadrado cuyos lados tienen 2 –1– cm de longitud. 2 b. Usa un dibujo para calcular 3 –1– 3 –1– . 2 2 c. ¿Qué significa (4 –1– )2? Calcula (4 –1– )2. 2 2 d. Calcula (5 –1– )2. 2 6. Usa los resultados de los problemas 4 y 5 para sumar cinco puntos más a tu gráfica del problema 2c. Nicole usa el patrón de sus respuestas en el problema 5 para afirmar: “¡Hay un patrón para elevar al cuadrado estas mitades! Mira, si quiero calcular 6 –1– 6 –1– , simplemente calculo 6 7 2 2 y luego sumo –1– ”. 4 7. a. Muestra cómo puedes usar tu gráfica para comprobar si la idea de Nicole tiene sentido. b. Usa un dibujo de un cuadrado cuyos lados tienen 6 –1– cm de 2 longitud para demostrar que Nicole tiene razón. ¿Funcionará siempre la idea de Nicole? ¿Cómo lo sabes? c. Usa la idea de Nicole para calcular 9 –1– 9 –1– . 2 2 d. Usa tu gráfica del problema 2 para verificar si tu respuesta a c es o no razonable. e. Usa la misma gráfica para estimar el área de un cuadrado cuyos lados tienen 3.8 cm de longitud. 36 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 37 Cuadrado y raíz cuadrada D Raíz cuadrada Actividad Doblar las esquinas de un cuadrado • Usa la Hoja de actividad del estudiante 4. Recorta la cuadrícula de 8 cm por 8 cm. ¿Cuál es el área de esta figura? • Dobla las cuatro esquinas de manera tal que se junten en el centro. ¿Cuál es la forma de este papel doblado? ¿Cuál es su área? Mide la longitud de cada lado de la figura con una regla. (Pista: tal vez quieras mirar el reverso de la figura.) • Dobla las cuatro esquinas nuevas de manera tal que se junten en el centro. Repite este proceso hasta que hayas observado un total de cinco figuras. Cada vez que dobles las cuatro esquinas, escribe el nombre de la figura, el área de la figura y la longitud de uno de sus lados. • ¿Cómo cambia el área cada vez que doblas las esquinas para hacer una figura nueva? En la actividad, mediste la longitud de un lado de un cuadrado de 32 centímetros cuadrados (cm2) de área. Mina realizó la misma actividad y midió una longitud de 5.6 cm. Cuando Justin realizó la actividad, midió una longitud de 5.7 cm. 8. a. ¿Se parecen tus mediciones a las de Mina y Justin? b. Cuando Vance observó las respuestas de Mina y de Justin, comentó que se aproximaban a la respuesta correcta pero no eran exactas. ¿Cómo lo supo? Sección D: Cuadrado y raíz cuadrada 37 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 38 D Cuadrado y raíz cuadrada Kay, Juanita y Rick están conversando sobre la longitud del lado del cuadrado que tiene un area de 32 cm2. 5.6568542 —Juanita —dijo Kay—, no creo que 5.6 cm o 5.7 cm sea suficientemente preciso. Si extendemos el número a más cifras decimales, obtendremos la longitud exacta. Probemos con 5.65, porque está justo en el medio de 5.6 y 5.7. —Kay, no creo que eso ayude —respondió Juanita—. Un número con decimales multiplicados por sí mismo nunca dará como resultado un número entero. —Lo calculé con mi calculadora y obtuve 5.6568542 —agregó Rick—. Esa tiene que ser la respuesta exacta. —¡Muy buen trabajo, Rick! —concluyó Kay—. Verifiquémoslo. 9. a. Al principio de la conversación, Kay y Juanita no están de acuerdo. ¿Quién crees que tiene la razón? Explícalo. b. ¿Cómo halló Rick el número 5.6568542 con su calculadora? Juanita olvidó su calculadora y escribe 5.6568542 en un pedazo de papel. Comienza a analizar si el número de Rick es la longitud exacta del lado del cuadrado. Rick usa su calculadora para verificar el número que halló. 10. a. ¿Cómo puede Juanita verificar el número sin una calculadora? Basándote en el cálculo de Juanita, ¿es el número de Rick la longitud exacta del lado del cuadrado? b. ¿Cómo pudo Rick verificar el número en su calculadora? Haz lo mismo en tu calculadora. Escribe las teclas que pulsaste y el resultado. 38 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 39 Cuadrado y raíz cuadrada D Ahora, usarás una calculadora para hallar la longitud del lado de un cuadrado que tiene un área de 52 cm2. La longitud de este lado (o la longitud del lado de cualquier cuadrado) puede hallarse sacando la raíz cuadrada del área. 冑苳苳 52 11. ¿Cómo funciona la tecla de la raíz cuadrada? 12. Usa la Hoja de actividad del estudiante 5 para investigar la raíz cuadrada de 52. Describe en un párrafo los resultados que hallaste y lo que piensas acerca del valor exacto de 冑苳苳苳 52. 13. Dibuja un cuadrado que tenga un área de 20 cm2. Explica la estrategia que usaste. 14. a. ¿Para cuáles de los siguientes números resultará más sencillo hallar la raíz cuadrada? Escribe las raíces cuadradas de los números que seleccionaste. 24 49 121 120 81 72 1 64 2.5 0.25 225 525 b. Ten en cuenta los números que no seleccionaste en la parte a. Usa tu calculadora para aproximar las raíces cuadradas de estos números. 15. ¿Cómo puedes saber si puedes obtener un número exacto para una raíz cuadrada? 16. a. ¿Cómo puedes hallar el número entero que más se aproxima a 冑苳苳 24? Explica esto sin usar una calculadora. b. Dibuja una recta numérica desde –6 hasta 6 y ubica los siguientes números en la recta númerica. 冑苳苳 36 5 5 冑苳苳 5 冑苳苳 5 冑苳苳 6 冑苳苳 17 un medio de 冑苳苳 50 Sección D: Cuadrado y raíz cuadrada 39 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 40 D Cuadrado y raíz cuadrada No tan cuadrado El piso de la habitación de Nathan es de 2 –1– m por 4 –1– m. Su habitación se 2 2 renovará y el piso se hará nuevamente. Para estimar el costo del nuevo piso, Nathan estima que su área será aproximadamente de 8 –1– m2. 4 17. a. ¿Cómo llegó Nathan a esta respuesta? b. Demuestra que esta respuesta no puede ser correcta. c. En papel cuadriculado, traza un dibujo a escala del piso de la habitación de Nathan. Usa el dibujo a escala para calcular el área del piso. 40 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 41 Cuadrado y raíz cuadrada D Durante el otoño, Nathan gana dinero adicional trabajando en el manzanar. En una hora, llena 3 –1– fanegas de manzanas. ¿Cuántas fanegas habrá 2 llenado luego de trabajar 6 –1– horas? 2 Una solución a este problema implica calcular 3 –1– 6 –1– . A pesar de 2 2 que entran en juego las fanegas de manzanas y las horas, puedes usar el modelo del área para hacer el cálculo. En este caso, el área tiene 3 –1– 6 –1– , y el rectángulo tiene 3 –1– por 6 –1– . 2 2 2 2 1 2 6 3 18 1 2 18. a. Copia el modelo del área anterior y usalo para hallar el número de fanegas de manzanas que Nathan habrá llenado luego de trabajar durante 6 –1– horas. 2 b. Usa el modelo del área para calcular 3 –1– 4 –1– . 2 2 c. Usa el modelo del área para calcular 5 –1– 11 –1– . 2 2 Sección D: Cuadrado y raíz cuadrada 41 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 42 D Cuadrado y raíz cuadrada Cuadrado Para hallar el área de un cuadrado puedes elevar al cuadrado las longitudes de sus lados. Por ejemplo, si la longitud del lado de un cuadrado es 5 cm, entonces el área es 5 cm 5 cm, o 52 cm2, o 25 cm2. Raíz cuadrada Si conoces el área de un cuadrado puedes hallar la longitud del lado del cuadrado “sacando la raíz cuadrada” del área. “Sacar la raíz cuadrada” del área y “hallar la raíz cuadrada” del área son dos maneras diferentes de expresar el mismo concepto. Por ejemplo: Si el área es 52 m2, entonces la longitud del lado es 冑苳苳 52 m. Por medio de la 冑苳苳 tecla de tu calculadora, hallas que 冑苳苳 52 ≈7.211. Puedes escribir la longitud del lado ≈ 7.2 m. ¡Piensa cómo puedes redondear tu respuesta! 52 m2 Números mixtos Un número mixto es un número que resulta de la suma de un número entero y una fracción. Por ejemplo, 3 –1– es un número mixto porque 3 –1– 3 –1– . 2 2 2 Puedes usar el modelo del área para multiplicar números mixtos. 3 –1– 8 –1– 2 2 1 2 8 3 24 1 2 4 1 12 1 4 Las cuatro partes dan un total de 29 –3– (24 4 1 –1– –1– ). 4 Por lo tanto 3 –1– 8 –1– 29 –3– . 2 42 Datos y factores 2 4 2 4 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 43 1. a. ¿Cuál es la base en 25? b. ¿Cuál es el exponente en 25? c. Calcula 25. 2. ¿Cuáles son las longitudes de los lados de los cuadrados de cada área dada? a. 1200 in2 b. 120 in2 d. 1.2 in2 e. 0.12 in2 c. 12 in2 f. Compara tus respuestas de la a a la e. ¿Qué observas? 3. En Springville las calles y avenidas forman las manzanas de la ciudad. Las manzanas son muy regulares y se parecen mucho a una cuadrícula. Cada manzana de Springville tiene, por lo general, –1– de milla de largo. –1– milla 8 8 a. ¿Cuál es el área de una manzana de la ciudad? b. Calcula –3– 1 –1–. 8 2 4. Calcula 3 –1– 2 –1– . 2 3 En este patrón puedes ver cuatro cuadrados. Sin hacer mediciones o cálculos, ¿qué relación observas entre los cuadrados rojos? Halla el área y las longitudes de los lados de cada uno de los cuatro cuadrados. Compara el área y la longitud de los lados. ¿Qué otras relaciones observas? Sección D: Cuadrado y raíz cuadrada 43 Datos y factores.qxd 2/10/06 E 2:11 PM Page 44 Más potencias La leyenda del tablero de ajedrez Sissa inventó el juego de ajedrez en la India durante el siglo VI. El soberano de Sissa estaba tan satisfecho con el nuevo juego que le ofreció a Sissa una recompensa en oro. Sissa solicitó una recompensa en arroz y sugirió que se le diera arroz durante 64 días (el número de cuadrados en el tablero de ajedrez). Sissa adoraba los patrones y pidió: un grano de arroz durante el primer día, dos granos de arroz durante el segundo día, cuatro granos de arroz durante el tercer día, ocho granos de arroz durante el cuarto día, y así sucesivamente, duplicando el número de granos de arroz cada vez. ¡El soberano estaba satisfecho de que Sissa solicitara una recompensa tan pequeña! 1. a. Estima ¿cuántos granos de arroz recibirá Sissa el día número 64? b. ¿Qué deberías hacer para calcular el monto total de arroz que Sissa espera recolectar? c. ¿Qué opinas sobre esta recompensa? 44 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 45 Más potencias E Al principio de esta unidad trabajaste con potencias de diez. Escribiste factores repetidos de diez en notación exponencial: 10 10 10 10 está escrito como 104. Puedes escribir números con bases distintas de 10 usando la notación exponencial. Por ejemplo, 125 es 5 5 5, de manera que 125 53. 2. Descompone estos números en todos sus factores como producto de números primos. Escribe la descomposición en factores primos usando la notación exponencial. a. 8 b. 81 c. 1,024 3. a. Calcula 35. b. ¿Qué número es mayor, 32 o 23? Explica por qué. c. ¿Qué número es mayor, 42 o 24? Explica por qué. Sección E: Más potencias 45 Datos y factores.qxd E 2/10/06 2:11 PM Page 46 Más potencias Potencias de base dos Puedes resolver el problema usando potencias de base dos. Se ha creado esta tabla para los primeros diez días de los 64 durante los cuales Sissa recibirá arroz. Número de granos de arroz Día Cada día 1 Suma parcial Total parcial 1 1 2 21 2 12 3 3 22 4 34 7 4 23 8 78 15 5 24 16 6 25 32 7 26 64 8 27 128 9 28 256 10 29 512 4. a. Describe un patrón para las primeras dos columnas. b. Puedes escribir el número de granos de arroz para el primer día como una potencia de dos. ¿Cómo? Explica tu razonamiento. 5. Explica el modo en que puedes hallar la respuesta al problema del arroz en 1a si usas la notación exponencial. Usa el patrón de las últimas tres columnas como ayuda para contestar estas preguntas: 6. a. ¿Cuál es el número total de granos después de cinco días?, y, ¿luego de seis días? b. ¿Cuántos granos recibirá Sissa el día 11? c. ¿Cuántos granos recibirá Sissa en total el día 11? Explica tu trabajo. d. ¿Cuál es la relación entre el número de granos por día y el número total de granos? 46 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 47 Más potencias E El día 19, Sissa tendrá 262,144 granos. 7. a. Escribe este número como una potencia de dos. b. ¿Cuántos granos en total tendrá el día 19? Explícalo. c. Escribe tu respuesta a b usando potencias de base dos. Cinco alumnos usaron potencias de base dos para escribir el número total de granos luego de 64 días. Esto es su trabajo. 20 + 21 + 22 + 23 + 24 + ...... + 263 Ali 263 – 1 + 263 264 Bea Cici 2 263 – 1 264 – 1 Deron Eva 8. Para cada alumno, explica si el trabajo está bien o mal. Sección E: Más potencias 47 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 48 Más potencias E Potencias de base tres Potencias de base tres 31 3 32 9 33 27 34 81 35 243 3 729 7 3 2,187 38 6,561 3 19,683 10 3 59,049 311 177,147 312 531,441 313 1,594,323 314 4,782,969 6 9 3 14,348,907 16 3 43,046,721 317 129,140,163 15 Esta tabla se puede usar para hallar productos de potencias de base 3. 243 729 177,147 33333 333333 9. Explica la manera como puedes usar esta tabla para verificar que el producto de 243 729 es 177,147. 10. Usa la tabla para calcular: a. 9 243 b. 6,561 6,561 c. 3 19,683 11. a. Escribe una regla para multiplicar con potencias de base tres. b. ¿Se puede aplicar tu regla a potencias de base diez? Ilustra esto con un ejemplo. c. Calcula 52 103. ¿Funciona tu regla en este caso? Sí o no, ¿por qué? 318 319 320 Bases diferentes En la sección C, usaste dos métodos diferentes para descomponer un número en todos los factores posibles como producto de factores primos. 324 2 162 2 ... 324 12. a. Escribe la descomposición en factores primos de 324. b. ¿Cuáles son los dos factores primos diferentes de 324? c. Kathie halla los factores primos de 288 y escribe 288 25 32. Explica qué fue lo que hizo. d. Escribe tu respuesta como un producto de potencias usando dos factores primos diferentes. 48 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 49 Más potencias E La descomposición en factores primos de 400 es 2 5 2 5 2 2. Puedes escribir la descomposición en factores primos de 400 como un producto de potencias. Usando los factores primos 2 y 5, la descomposición en factores primos de 400 es 24 52. 13. Escribe la descomposición en factores primos de cada número. Si es posible, usa la notación exponencial para escribir cada descomposición en factores como un producto de potencias. a. 216 b. 6,125 c. 1,000 Joshua, Brenda, Verónica y Pete calcularon 10 23. Esto es su trabajo. 10 x 23 = 10 x 2 3 = 10 X 23 = 101 x 23 = 20 3 = 10 x 6 = 60 10 X 8 = 80 20 4 = 160,000 Brenda Verónica Pete 8,000 Joshua 14. Para cada alumno, explica si el trabajo está bien o mal. Kian tiene diez cubos y cada uno de ellos mide 2 cm por 2 cm por 2 cm. 15. a. ¿Cuál es el volumen total de los diez cubos de Kian? b. ¿Cómo se relaciona el problema 15a con el problema 14? 16. a. Calcula 5 43. b. Calcula 32 103. c. Escribe una regla para multiplicar con potencias de bases diferentes. Sección E: Más potencias 49 Datos y factores.qxd E 2/10/06 2:11 PM Page 50 Más potencias De regreso a los egipcios Al comenzar esta unidad, investigaste el sistema numérico egipcio. Ahora, investigarás cálculos que ellos inventaron hace años y que nosotros aún usamos hoy en nuestro mundo con calculadoras, computadoras y CD. Osiris es un granjero egipcio. Es capaz de cosechar 75 kg de arroz por día. 17. a. Usa una tabla de razones para hallar cuánto habrá cosechado después de 12 días. b. Escribe una operación de multiplicación que podría resolver este problema. Realiza el cálculo. Los egipcios usaban un método especial de duplicación para multiplicar. Esta es una estrategia similar que probablemente reconozcas. Ejemplo de la tabla de razones: 13 51 1✓ 51 2 102 4✓ 204 8✓ 408 1 2 4 8 13 51 102 204 408 663 663 18. a. Describe cada paso realizado en la tabla de razones. b. Compara y contrasta ambas estrategias. c. ¿Cómo puedes hallar 11 51 usando los cálculos anteriores? d. Usa el método de duplicación egipcio para calcular 18 51. 50 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 51 Más potencias E Tanto el método egipcio como el método de la tabla de razones muestran cómo puedes escribir el número 13 como una suma de diferentes potencias de base dos. Como 13 1 4 8, puedes escribir 13 como una suma de potencias de base dos: 13 20 22 23. 19. a. Usa la respuesta al problema 18c para escribir el número 11 como una suma de potencias de base dos. b. Usa la respuesta al problema 18d para escribir el número 18 como una suma de potencias de base dos. Puedes escribir cualquier número entero como una suma de potencias de base dos. Para hallar estas potencias de base dos, puedes usar una tabla. Toda potencia de base dos no se usa más de una vez. El número meta se ubica en la posición izquierda superior de la tabla. 12 5 4 3 2 1 0 24 23 22 21 20 2 2 2 2 2 1 1 0 0 1 0 1 20. a. Explica la información que muestran estos dos esquemas. b. Usa la Hoja de actividad del estudiante 6 para escribir todos los números enteros del 1 al 15 como una suma de potencias de base dos. Acabas de volver a escribir quince números del sistema decimal (base 10) en el sistema binario (base 2). El número 5 en el sistema binario es 101 y se lee como “uno, cero, uno”. El número 12 en el sistema binario es 1100. El sistema binario usa sólo dos dígitos: 0 y 1. El prefijo “bi” en binario significa dos. Este es un reloj binario especial con luces azules pequeñas que brillan para mostrar la hora actual. Cada luz está prendida (1) o apagada (0). 21. a. La tercera columna muestra el número 4. ¿Cómo podrías explicar esto a alguien? b. ¿Qué hora muestra el reloj ahora? Muestra tu trabajo. Sección E: Más potencias 51 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 52 E Más potencias Productos de potencias Puedes descomponer cualquier número en todos los factores posibles como un producto de factores primos. A veces, cuando los factores se repiten, puedes escribir este número como un producto de potencias. Por ejemplo: 5,625 3 3 5 5 5 5 32 54 Puedes combinar un producto de potencias con la misma base en una base y una potencia. Por ejemplo: 32 33 35 3 3 3 3 3 35 23 Si quieres calcular un producto de potencias con bases diferentes, entonces debes calcular primero las potencias y luego realizar la multiplicación. No hay métodos abreviados porque las bases son diferentes. Por ejemplo: 53 102 125 100, que es 12,500 El sistema binario El sistema binario se basa en las potencias de base dos. Existen únicamente dos dígitos en el sistema binario, 0 y 1. Para escribir un número en el sistema binario sólo necesitas escribir el número como una suma de potencias de 2. Por ejemplo: 5 24 23 22 1 21 0 20 1 5 4 1 20 22 22 0 20 2 1 1 2 + 0 2 + 1 20 En el sistema binario puedes escribir 5 como 1012 (se lee como “uno, cero, uno, base 2”). 52 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 53 1. Escribe 10,000 como un producto de potencias. 2. Escribe la descomposición en factores primos de cada número. Si es posible, usa la notación exponencial para escribir cada descomposición en factores como un producto de potencias. a. 288 b. 900 c. 1764 3. Calcula 23 52. 4. Usa la tabla con potencias de base tres para calcular: Potencias de base tres 31 3 a. 27 81 32 9 b. 2187 3 33 27 c. 1 3 9 27 81 34 81 d. 94 35 243 36 729 37 2,187 38 6,561 39 19,683 310 59,049 Compara nuestros números decimales con los números binarios. ¿Por qué piensas que usamos la base diez en lugar de la base dos? Da una respuesta específica. Sección E: Más potencias 53 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 54 Práctica adicional Sección A Base diez 1. a. ¿Aproximadamente cuántos años tiene una persona que tiene un millón de segundos de edad? b. Aproximadamente, ¿cuántos años tiene una persona que tiene mil millones de segundos de edad? Explica la estrategia que usaste para calcular la respuesta. c. ¿Qué sucedió hace aproximadamente un millón de días? Explica cómo hallaste la respuesta. En un vuelo transatlántico, la velocidad de un avión es aproximadamente 1,000 km por hora. Si fuera posible, un avión que viajara a esta velocidad necesitaría 16 días para llegar a la luna. 2. Usa esta información para calcular la distancia de la Tierra a la Luna. La distancia de la Tierra al Sol es de aproximadamente 400 veces la distancia de la Tierra a la Luna. 3. a. ¿Cuántos días necesitaría el mismo avión para volar desde la Tierra hasta el Sol? b. ¿Cuál es la distancia (en km) entre la Tierra y el Sol? Escribe tu respuesta en notación científica y como un solo número. 4. ¿Cuál es el mayor de los siguientes números? Explica tu razonamiento. 0.4 1011 Sección B 40 108 400 106 Factores 1. ¿Cuál es el menor número natural que tiene exactamente cinco factores? Explica cómo lo hallaste. 54 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 55 No puedes ver el el último dígito de este número de 11 digitos. 84 355 216 015 2. ¿Qué dígito puedes colocar en la posición abierta para obtener un número: a. divisible por 5? b. divisible por 2 y por 5? c. divisible por 9 pero no por 2? d. divisible por 2 y por 3? Puedes escribir el número 10,000 como un producto de dos números en muchas formas diferentes. Estas son dos maneras diferentes: 10,000 1,000 10 y 10,000 400 25. 3. Escribe 10,000 como un producto de tres números, de modo que ninguno de ellos sea divisible por diez. Halla dos posibilidades. En 1845, Bertrand llegó a la siguiente conjetura: “Para cada número entero mayor que tres, existe por lo menos un número primo entre ese número y su doble”. 1822–1900 Joseph Bertrand fue un matemático francés que se interesó por los números primos, la geometría y la probabilidad. En 1855, tradujo al francés el trabajo de Gauss sobre el análisis de errores. En 1856, fue designado profesor de la École Polytechnique. Luego, fue también nombrado profesor del Collège de France. Desde 1874 hasta el final de su vida, se distinguió como miembro de la Academia de Ciencias de París. 4. Comprueba la conjetura de Bertrand verificando todos los números correspondientes menores que 21. Organiza tu trabajo de forma tal que alguien más pueda comprender la conjetura de Bertrand. Práctica adicional 55 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 56 Práctica adicional Sección C Números primos En 1742, el matemático ruso Christian Goldbach llegó a la siguiente conjetura: “Todo número entero par mayor que dos puede escribirse como la suma de dos números primos”. Por ejemplo, 8 = 5 + 3. ¡La conjetura de Goldbach ha sido verificada para todos los valores hasta 1014, pero aún nadie ha podido probarla! 1. a. Puedes escribir el número par 6 como 3 3 o 6 1 5. Una de estas sumas no verifica la conjetura de Goldbach. ¿Cuál? ¿Por qué? b. Puedes verificar la conjetura de Goldbach para 28 con la suma 28 23 5. ¿Es ésta la única posibilidad? Investiga otras posibilidades. c. Verifica la conjetura de Goldbach controlando todos los números pares menores que 21. Organiza tu trabajo de manera tal que alguien más pueda comprender la conjetura de Goldbach. 2. Coloca los ocho números, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 en los ocho vértices de la figura en tres dimensiones de modo que la suma de dos vértices adyacentes cualesquiera sea un número primo. Los vértices adyacentes están conectados físicamente. Un día primo es aquel en el que tanto el mes como el día son números primos. Por ejemplo, 23 de mayo es un día primo porque (5 y 23) son números primos. 3. a. ¿Cuál es el primero y el último día primo del año? b. ¿Cuántos días primos hay en un año? 4. Descompone cada uno de los siguientes números en todos sus factores como un producto de números primos. a. 900 56 Datos y factores b. 2,079 c. 12,121 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 57 Práctica adicional Cuadrado y raíz cuadrada Sección D 1 2 7 1. a. Explica cómo puedes usar el modelo del área en este dibujo para calcular (7 –1– )2. 2 b. Usa papel cuadriculado para copiar este dibujo y completar toda la información faltante. ? 7 ? c. Calcula (7 –1– )2. 2 2. Elige una estrategia para calcular: a. (12 –1– )2 2 1 b. (21 –– )2 2 1 2 ? ? Estos son dos cuadrados y dos rectángulos. El número en cada figura indica el área de esa figura. Puedes usar las cuatro figuras para formar un cuadrado más grande. 64 cm2 24 cm2 3. a. ¿Cuál es la longitud de los lados del cuadrado grande? Muestra tu trabajo y haz un esquema del cuadrado grande. b. Supón que puedes modificar compensadamente dos rectángulos idénticos para formar un cuadrado grande. ¿Cuál es el área de este cuadrado? ¿Cuál es la longitud de un lado? 9 cm2 24 cm2 En este dibujo, las figuras de color amarillo oscuro son cuadrados. El área de cada cuadrado está indicada. 4. Explica cómo el área total de todas estas figuras es el cuadrado de un número. 121 cm2 16 cm2 9 cm2 Práctica adicional 57 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 58 Práctica adicional Sección E Más potencias Tres de los siguientes enunciados son verdaderos y tres son falsos. a. 43 82 4 4 4 8 8 b. (6 –1– )2 36 –1– 2 2 c. (11 –1– )2 (11 –1– )3 (11 –1– )5 2 2 2 d. e. 54 24 108 f. 34 9 36 26 25 230 1. Trata de decidir cuáles son verdaderos y cuáles son falsos sin realizar cálculos. Explica tu razonamiento. 2. Descompone los siguientes números en todos sus factores como un producto de números primos. a. 10 b. 26 c. 77 d. 50 Durante la clase de matemáticas, el señor Shawn le preguntó a Pedro: “¿Cuántos rectángulos diferentes de 26 pulgadas cuadradas puedes dibujar?” Pedro respondió rápidamente: “Si los lados son números naturales, entonces hay cuatro posibilidades”. 3. a. ¿En qué posibilidades pensó Pedro? ¿Puedes explicar cómo hizo Pedro para contestar tan rápido? b. ¿Cuántos rectángulos posibles puedes dibujar respectivamente con áreas de 10 in2 y 77 in2? Explica cómo puedes hallar rápidamente todas las posibilidades. c. Considera todos los rectángulos posibles con un área de 50 in2. ¿Hallaste todos los rectángulos posibles rápidamente? Explica, sí o no, ¿por qué? En comunicaciones, electrónica y física, un kilo significa 103. Por ejemplo, 1 kilómetro = 103 metros o 1,000 metros. En Tecnología de la Información (TI) y en el almacenamiento de datos, un kilo significa 210. Por ejemplo, 1 kilobyte = 210 bytes. 58 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 59 Práctica adicional Esta tabla explica los prefijos kilo, mega y giga. Terminología de la TI un kilobyte 1 kB 210 bytes un megabyte 1 mB 220 bytes un gigabyte 1 gB ..... bytes 4. a. Calcula cuántos bytes hay en un kilobyte. Estima tu respuesta usando una potencia de base diez. b. ¿Cuántos bytes hay en un megabyte? Escribe tu respuesta en notación científica. Estima tu respuesta usando una potencia de base diez. (Puedes usar una calculadora para esto si lo deseas.) c. ¿Cuántos kilobytes hay en un megabyte? ¿Cómo lo sabes? La relación entre kilobytes y megabytes se cumple para megabytes y gigabytes. Un gigabyte es mayor que 1,000 veces un megabyte. d. ¿Cuántos bytes hay en un gigabyte? Escribe tu respuesta como una potencia de base dos. 5. En el problema 21 de la Sección E, aprendiste cómo leer un reloj binario. Haz un esquema de un reloj binario y colorea las luces de modo que la hora que se muestre sea 3:12 p.m. Práctica adicional 59 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 60 Respuestas para verificar tu trabajo Sección A Base diez 1. a. 1,000 10 10 100,000 b. 1,000 1,000 1,000,000 c. 63.7 10 637 d. 63.7 100 6,370 e. 0.58 1,000 580 2. a. Estos son cinco ejemplos de productos cuyo resultado es mil millones. 1,000 100,000 1,000 1,000 1,000 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 100,000,000 100 10,000,000 Podrías tener otros; verifica con un compañero para asegurarte de que el producto es 1,000,000,000. b. Estos son cinco ejemplos de productos cuyo resultado es 2,270,000. Podrías tener otros; verifica con un compañero para asegurarte de que el producto es 2,270,000. 2,270 1,000 22.7 100,000 227 10,000 227 100 100 227 10 1,000 7 3. a. 10 o 10,000,000, o diez millones 10 b. 10 o 10,000,000,000 o diez mil millones 6 c. 10 o 1,000,000 o un millón (10 100 1,000 101 102 103) 9 d. 10 o 1,000,000,000 o mil millones (1,000,000 10,000 106 104) (1,000 1,000,000 103 106) 4. a. 2.25104 ➞ 22.5103 ➞ 225102 ➞ 2,25010 ➞ 22,500 b. Verifica el trabajo del compañero que resolvió tu problema. 60 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 61 Respuestas para verificar tu trabajo 5. a. Ambas calculadoras muestran 5.1 y 06; 5.1 es el primer factor entre 1 y 10; 06 es el exponente de 10. La diferencia en la segunda pantalla es que usa una E para designar el exponente de diez; la primera muestra el exponente de diez como un número pequeño en la esquina derecha superior. b. 5.1 10 o 5.1 millones o 5,100,000 6 Sección B Factores 1. Sí, los grupos de tres, pero los grupos de seis no funcionan porque la suma de los dígitos de 945 es 18: 9 4 5 18 y 18 es divisible por 3. No, los grupos de seis no funcionan. “Divisible por 6” significa que el número 945 tiene que ser divisible por 3 y por 2. Como 945 no es un número par, no es divisible por 2 y, por lo tanto, no es divisible por 6. 2. a. 1, 3, 5 y 15 b. 1, 2, 4, 8, 16 y 32 c. 1 y 53 d. 1 y 17 3. a. El número que escribiste puede ser par o impar pero no debe ser un número cuadrado perfecto. Un ejemplo de número que tiene un número par de factores es 20; los factores de 20 son 1, 2, 4, 5, 10 y 20. b. El número que escribiste debe ser cualquier número cuadrado perfecto. Ejemplos de números con un número impar de factores son 25 o 100. c. Un número cuadrado perfecto tendrá siempre un número impar de factores. 4. Hay 10 números cuadrados perfectos del 1 al 100: 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81 y 100. Respuestas para verificar tu trabajo 61 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 62 Respuestas para verificar tu trabajo Sección C Números primos 1. Hay muchas maneras para estimar con un árbol aritmético. En todos los casos, tu respuesta final es 1,400. Estas son dos maneras diferentes: 5 4 7 35 5 20 2 5 7 4 2 10 20 700 1,400 5 200 1,400 2. Los números 12, 19, 39 y 51 son todos números compuestos. Ejemplo de razonamiento: Los números primos tienen exactamente dos factores: 1 y el número mismo. Los números compuestos son números mayores que uno que no son primos. Una manera de averiguar si un número es un número compuesto es usar las reglas de divisibilidad. 12 es un número par, por lo tanto, es divisible por 2 y tiene más factores que 1 y 12. 19 1 19; 19 no tiene ningún otro factor más que 1 y 19, por lo tanto, 19 es primo. 39 3 13; de manera que 39 tiene más factores que 1 y 39. 51 es divisible por 3 porque la suma de sus dígitos es 6, y 6 es divisible por 3; por lo tanto, 51 tiene más factores que 1 y 51. 62 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 63 Respuestas para verificar tu trabajo 3. a. 99 3 3 11 99 b. 750 2 3 5 5 5 750 11 9 (3 3) 11 10 3 3 11 2 5 75 3 25 5 5 c. 264 2 2 2 3 11 264 2 132 2 66 2 33 3 11 11 1 4. Una estrategia para resolver estos problemas es hallar, en primer lugar, todos los factores del número de centímetros cúbicos. a. Los factores de 8 son: 1, 2, 4 y 8. Las tres dimensiones posibles son: 1 cm por 1 cm por 8 cm, 1 cm por 2 cm por 4 cm y 2 cm por 2 cm por 2 cm. b. Los factores de 50 son: 1, 2, 5, 25 y 50. Las tres dimensiones posibles son: 1 cm por 2 cm por 25 cm, 1 cm por 5 cm por 10 cm y 2 cm por 5 cm por 5 cm. Respuestas para verificar tu trabajo 63 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 64 Respuestas para verificar tu trabajo Sección D Cuadrado y raíz cuadrada 1. a. La base es 2. b. El exponente es 5. c. 25 2 2 2 2 2 32 苳苳 ≈ 34.64 in. 2. a. La longitud del lado es 冑苳苳 1200 苳苳 ≈ 10.95 in. b. La longitud del lado es 冑苳苳 120 c. La longitud del lado es 冑苳苳 12 ≈ 3.46 in. d. La longitud del lado es 冑苳苳 1.2 ≈ 1.095 in o 1.10 in. 苳苳 ≈ 0.316 in o 0.32 in. e. La longitud del lado es 冑苳苳 0.12 f. Si el área es 100 veces tan pequeña, entonces la longitud del lado es diez veces tan pequeña. Compara, por ejemplo, a y c o c y e. una manzana de la ciudad 3. a. El área de una manzana de la ciudad 1 milla cuadrada. es –– 64 Ejemplo de razonamiento: Una manzana de la ciudad tiene –1– milla por –1– milla. 1 milla cuadrada 8 1 milla 8 En una milla cuadrada (ver dibujo), puedes colocar ocho filas de ocho manzanas de la ciudad. Esto hace 8 filas 8 manzanas o 64 manzanas. Si 64 manzanas de la ciudad entran en una milla cuadrada, entonces el área de una manzana de la 1 de una milla cuadrada. ciudad es –– 1 milla 64 36 b. –3– 1 –1– ––– 8 1 1 2 2 64 Esta es una manera para calcular –3– 1 –1– usando 8 2 manzanas de la ciudad. milla 3 8 –3– de milla es equivalente a 3 manzanas de la ciudad. 8 milla 1 –1– de milla son 12 manzanas de la ciudad (8 4). 2 –3– 8 1 –1– es igual a 3 manzanas 12 manzanas o 2 a 36 manzanas. 1 milla cuadrada, Como 1 manzana de la ciudad tiene –– 64 36 de milla cuadrada. 36 manzanas de la ciudad es ––– 64 64 Datos y factores Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 65 Respuestas para verificar tu trabajo 4. 3 –1– 2 –1– 8 –1– 2 3 2 1 3 3 6 1 1 2 1 1 6 6 Un ejemplo de estrategia que usa el modelo del área: Las cuatro partes dan un total de 8 –1– , (6 1 1 –1– ). 6 Sección E 6 Más potencias 1. Existen muchas respuestas posibles. Estos son tres ejemplos: 10,000 24 54 10,000 102 102 10,000 22 52 102 Asegúrate de usar un producto de potencias; 10,000 104 es una potencia y no un producto de potencias. 2. a. 288 2 2 2 2 2 3 3 25 32 b. 900 2 2 3 3 5 5 22 32 52 c. 1764 2 2 3 3 7 7 22 32 72 3. 23 52 2 2 2 5 5 200 4. a. 27 81 2,187 Explicación: Puedes usar la tabla para hallar 27 33 y 81 34 27 81 33 34 37 En la tabla, 37 2,187. Respuestas para verificar tu trabajo 65 Datos y factores.qxd 2/10/06 2:11 PM Page 66 Respuestas para verificar tu trabajo b. 2,187 3 6,561 Explicación: Puedes usar la tabla para hallar 2,187 37 y 3 31. 2,187 3 37 31 38 En la tabla, 38 6,561. c. 1 3 9 27 81 59,049 Explicación: Puedes usar la tabla para hallar 1 30; 3 31; 9 32; 27 33 y 81 34. 1 3 9 27 81 30 31 32 33 34 310 En la tabla, 310 59,049. d. 38 6,561 Explicación: 94 9 9 9 9 32 32 32 32 38 En la tabla, 38 6,561. 66 Datos y factores