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COLEGIO ALFONSO REYES ECHANDIA I.E.D. Resolución Nº 2518 de junio 20 de 2007 DANE 111001104299 ÁREA DE CIENCIAS ASIGANTURA: FÍSICA GRADO NOVENO LECTURA 3: USO DE LA CALCULADORA CIENTÍFICA Las calculadoras científicas son aquellas que además de las funciones básicas, tiene paréntesis, funciones trigonométricas, logarítmicas etc.; su uso es común en estudiantes de matemáticas y física. Existen muchos modelos diferentes de calculadora científica. Las explicaciones que se dan a continuación están referidas principalmente a la Casio fx-350MS, por lo cual, al usar otra calculadora se deberá explorarla e investigar cómo realizar los cálculos con ella (existen múltiples manuales en Internet). En esta lectura sólo se explican algunos usos básicos de la calculadora científica, pero hay muchos más que se irán aprendiendo más adelante. RECOMENDACIONES GENERALES Tecla Shift La calculadora científica tiene múltiples funciones, por lo cual, si se utilizara una tecla para cada función, requeriría una gran cantidad de teclas lo que resultaría en un aparato extremadamente grande. Una de las formas de solucionar este problema radica en el uso de una misma tecla para realizar varias funciones. Al igual que en los computadores, la calculadora posee la tecla shift , la cual se emplea para ejecutar la segunda función de cada tecla. Nótese que en la calculadora, sobre cada tecla, está dibujada una función en color amarillo; al anteceder a una tecla se realizará dicha función. Por ejemplo para utilizar la función coseno basta con oprimir la tecla ; pero si se requiere la función arcocoseno (cos-1), se deberá realizar la secuencia . Manejo de decimales Es muy importante tener en cuenta, que la mayoría de las calculadoras actuales utilizan un punto para los números decimales y una coma para los miles. Por ejemplo, si el resultado que arroja la calculadora es 100,125 este equivale a cien mil ciento veinticinco; mientras que si el resultado es 100.125 este equivale a cien punto 125. Usualmente se considera suficiente emplear sólo 2 decimales, es decir, dos números después del punto; para el ejemplo anterior bastaría con tomar el valor de 100.12 y descartar el 5. Cabe mencionar que en los trabajos escritos a mano, usualmente se utiliza la coma para los decimales y no se utiliza ningún símbolo para los miles. Es por ello que se debe prestar bastante atención al extraer los números de la calculadora o al digitarlos para no caer en errores. Tecla ANS Representa el valor que se encuentra en ese momento en la pantalla. Es útil para no reescribir dichos valores obtenidos en futuros cálculos. Ejercicio 1 Complete la tabla con los resultados obtenidos en la calculadora y la forma usada en la escritura a mano. Los 4 primeros se presentan a modo de ejemplo. Resultado Secuencia de Expresión de teclas en la Resultado escrita a mano la calculadora en calculadora (dos escritura a decimales) mano 12,14 12.14 12.14 12,14 43x145 43x145 6,235 6235 12,34-1,5 12.34-1.5 10.48 10,48 3436x123,46 3436x123.46 424,208.56 424208,56 11,34+23,4 11000x1299 132-45,45 12,5x4,2x15,36 12+356,5+2,56 124,566÷12,333 124000÷154,9 Correcciones en las operaciones Para corregir el último valor digitado sin necesidad de borrar toda la operación se utiliza la tecla . Para borrar un valor en un lugar determinado desplácese por la operación digitada con las teclas y oprima la tecla digitar algún valor utilice la combinación permitirá insertar un valor en el lugar deseado. . Si olvidó , que le MODOS DE LA CALCULADORA La calculadora posee diversos modos de cálculo. Según los cálculos que se vayan a realizar se deberá configurar la calculadora en el modo de trabajo adecuado. Los principales modos son: COMP = Modo para operaciones aritméticas básicas SD = Se usa para cálculos estadísticos. REG= Regresiones lineales. DEG = grados sexagesimales. RAD = radianes. GRA = grados centesimales. FIX = Permite elegir el número de decimales en pantalla (0 a 9). SCI = Expresa el número en notación científica. Permite elegir las cifras significativas. NORM = Modo normal. Los números se expresan con todas las cifras. Para configurar los modos se oprime la tecla las veces que sea necesario y se elige la opción indicada con el teclado numérico. Ejercicio 2 1. Configure su calculadora en COMP, DEG y NORM y realice la operación: 63,3654x39,23251: Rta: _____________. 2. Cambie la configuración de su calculadora para ver el resultado del ejercicio anterior con 2 decimales: Rta: _____________. 3. Cambie la configuración de su calculadora para ver el resultado del ejercicio anterior en notación científica con 2 decimales: Rta:_____________. FUNCIONES DE ALGUNAS TECLAS Segunda Tecla Función función Segunda función --- Modos Borrar Elevar al cubo Raíz cúbica Fracción Fracción sencilla Elevar a una potencia Raíz Logaritmo Potencia de 10 Logaritmo natural Exponencial Cambio de signo --Retorno a decimal Seno Arcoseno Coseno Arcocoseno Tangente Arcotangente Notación científica Pi Degradianes, radianes y gradianes Notación científica Exponencial Respuesta FRACCIONES Las calculadoras científicas ofrecen un método fácil para trabajar fracciones. Consisten en utilizar la tecla . 9 Por ejemplo, la fracción , se escribe en la calculadora con 7 --- Alfabeto Grados (4 − 3) + 5𝑥2 5 9 − (7𝑥6) 7 2−3 PARÉNTESIS Cualquier expresión o sub-expresión que esta encerrada entre paréntesis tendrá automáticamente la mayor prioridad y por lo tanto se realizará primero. Es importante utilizar paréntesis en los cálculos para evitar errores en los resultados. Ejercicio 3 1. Configure la calculadora en COMP, DEG y NORM y verifique los resultados de los ejemplos de la tabla anterior. 2. Resuelva las siguientes operaciones utilizando los paréntesis de la calculadora (los tres primeros se realizan a modo de ejemplos). Secuencia de teclas Resultad Expresión de la calculadora o 8+2 (8 + 2) ÷ 4 2,5 4 4𝑥3 + 5𝑥2 ((4𝑥3) + (5𝑥2)) ÷ 5 4,4 5 9𝑥8 − 7𝑥6 ((9𝑥8) − (7𝑥6)) ÷(2x3) 5 2𝑥3 (6𝑥3) + (5𝑥2)-3+2 8−3 6 3𝑥2 3+2 la secuencia 9 7 y se visualiza 9 ┘7. De esta forma se pueden realizar múltiples operaciones con fracciones. Si se desea pasar de notación en fracción a número decimal basta con oprimir la tecla y se alternará entre ellas. Para alternar entre fracciones mixtas y sencillas se utiliza la tecla precedida de la tecla . Ejercicio 4 Resuelva las siguientes operaciones utilizando la notación para fracciones de la calculadora científica. Secuenci a de teclas Expresión 9 8 5 32 3 1 4 1 1 + 2 4 1 1 + 2 4 1 1 − 2 4 9 8 Facción Mixta Fracció n sencilla Decimal 1 ┘1┘8 9 ┘8 1.125 POTENCIAS Y RADICALES Para elevar al cuadrado se utiliza Para elevar al cubo se utiliza la tecla Para elevar a otra potencia se utiliza la tecla Para obtener la raíz cuadrada se utiliza Para obtener la raíz cúbica se utiliza Para obtener otra raíz se utiliza Recuerde que matemáticamente, las raíces son 𝑏 𝑎 𝑎 equivalentes a las potencias, es decir √𝑥 𝑏 = 𝑥 . Ejercicio 5 Complete la siguiente tabla con los valores obtenidos en la calculadora. Secuencia Secuencia de de teclas Resulta Expresión teclas con con do potencias radicales 3,04 √9,3 9.3 9.3 (1 2) 112 4 √10 113/2 2 √3 − 2 √3,6 + √4,5 ---4 121 11 10 10 (1 4) 1,77 √9,6 + √4,5 9,62 + 4,52 √94 + 74 √92 + 5√4,52 NOTACIÓN CIENTÍFICA Recuerde que la notación científica es un mecanismo utilizado en ciencias para escribir cantidades grandes o pequeñas de forma práctica. Consiste en llevar cualquier número a una cantidad entre 1 y 10 multiplicada por una potencia de 10. Básicamente se trata de desplazar la coma decimal las veces que indique la potencia de diez que se utiliza. Por ejemplo, el número 134,4 podría escribirse como 13,44x10 o 1,344x102. En tanto que el número 0,0053 podría escribirse como 0,053x10-1 o 0,53x10-2 o 5,3x10-3. La calculadora expresa sus resultados generalmente en notación científica por lo cual es importante tener clara la forma de escribir sus resultados. Para alternar los resultados de forma decimal a notación científica se utiliza la tecla . y su inversa con Ejercicio 6 Complete la siguiente tabla con los valores obtenidos en la calculadora. Expresión Secuencia de Valor matemática teclas 2𝑥103 2000 2 3 4𝑥10−2 0,04 4 2 −4 −3 5,25𝑥10 + 5,2𝑥10 √ 5,5𝑥104 3,5𝑥102 Expresión matemática cos(45) 𝑡𝑎𝑛−1 (1) sec 60° 4. sen(23) 4. sen(23) + 3. cos(34) sen(64) + cos(45) tan(24) + sen(24) 2. sen2 (38) AVISOS DE ERROR COMÚNES Syntax ERROR (error de sintáxis): Posiblemente el error más visto de las calculadoras CASIO que se puede provocar al realizar cualquier operación ilógica o introduciendo algún símbolo sin utilizarlo. Math ERROR (error matemático): Otro error muy conocido que ocurre cuando hay un valor excedente que no es capaz de mostrar la calculadora (como cifras de exponente superior a 99) o por realizar otras operaciones ilógicas, como dividir entre cero. Recuerda!!! El ser humano ha creado la calculadora y, aunque es un elemento muy útil, somos muchísimo más inteligentes que ella. 3 ¡¡¡ÚSALA INTELIGENTEMENTE!!! FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS Las funciones trigonométricas principales son tres: Seno (sin), Coseno (cos) Tangente (tan) y sus respectivas funciones trigonométricas inversas sen-1, cos-1 y tan-1 que casi siempre están en una segunda función de la tecla, de manera que hay presionar antes la tecla . Para las funciones complementarias cotangente (ctg), secante (sec) y cosecante (csc) recordamos de trigonometría que 𝑠𝑒𝑐𝜃 = 1 1 1 , 𝑐𝑠𝑐𝜃 = y 𝑐𝑡𝑔𝜃 = . 𝑠𝑒𝑛𝜃 Valor 3 + √5 tan(42) 𝑠𝑒𝑛−1 (0,866) 2. ln(3) + 3 log(5) (5,5𝑥104 ) ( ) 3,5𝑥102 𝑐𝑜𝑠𝜃 Secuencia de teclas 𝑡𝑎𝑛𝜃 Al trabajar con ángulos, hay que definir antes de hacer los cálculos las unidades en que serán dados los ángulos, hay tres opciones: • Grados sexagesimales (DEG): Los que usamos normalmente de 0 a 360, el ángulo recto es de 90 grados. • Radianes (RAD): Estos van de 0 a 2π, su uso es en expresiones en donde el ángulo además de ser argumento de la función es factor ejem: cos(3𝑥) En esta expresión el ángulo x deberá estar en radianes. • Grados centesimales: Estos son de poco uso van de 0 a 400, el ángulo recto mes de 100. ACTIVIDAD FINAL Resolver 1. (4 − 3)(−5 + 2) + ((−5 − (3)) + 10) 2. (4 − 2) ∙ 2 + [(4 + 3 − 2) + (4 − 5)(9 − 1)] + 8 𝜋3/4 3. 2 4. 𝑒 −2 ∙ 𝑒 −2 5 2 6 4 5. ( ) − ( ) 6 6. ( 7. 8. 9. 10. 1 4 (4) √56 4 5 ) 3 √√43 5 √5 − 2 5−(−2) 4+3 −3−(−4) 2−1 3 5−2 + (9+5)1/2 11. 43 + √5 + 2𝑥106 −2+√92 −4 4𝑥103 2 12. + 3𝑥10−2 4𝑥10−4 13. 𝑠𝑒𝑛−1 (0,1) 14. 𝑠𝑒𝑛(45)+cos(35)−𝑡𝑎𝑛−1 (10) cos(35) 15. 𝑠𝑒𝑛2 (2𝜋) − cos(1.5𝜋) csc(23) 16. 3 𝐶𝑂𝑆 (45)