Libro de Texto Agosto 2021 – Enero 2022 Álgebra Plantel: ___________________________________________ Nombre del Alumno: __________________________________ _________________________________________________ Carrera: __________________________________________ Semestre: _______ Grupo: Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche ______ Eje: Del pensamiento aritmético al lenguaje algebraico Componentes: Patrones, simbolización y generalización, elementos de algebra básica Contenido central: Variacional lineal como introducción a la relación funcional. Variacional proporcional. Tratamiento de lo lineal y lo lineal (normalmente cuadrático). El trabajo simbólico. Contenido específico: Sobre el uso de tasas, razones, proporciones y variación proporcional directa como caso particular de la función lineal entre dos variables: ¿qué magnitudes se relacionan?, ¿cómo es el comportamiento de dicha relación? La proporcionalidad y sus propiedades numéricas, geométricas y su representación algebraica. Se sugiere tratar con situaciones cotidianas antropométricas y de mezclas (colores y sabores): ¿qué es lo que se mantiene constante en una relación proporcional? Operaciones con polinomios y factorizaciones básicas de trinomios (productos notables). Se sugiere apoyarse de los modelos geométricos materiales y simbólicos para el cuadrado de un binomio. Aprendizajes esperados: Productos notables y Factorización Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche PRODUCTOS NOTABLES Y FACTORIZACIÓN ¿Qué son los productos notables? En matemáticas, un producto corresponde al resultado que se obtiene al realizar una multiplicación. Sabemos que algo es notable cuando nos llama la atención o destaca entre un grupo de cosas. Entonces, los productos notables son simplemente multiplicaciones especiales entre expresiones algebraicas, que por sus características destacan de las demás multiplicaciones. Las características que hacen que un producto sea notable, es que se cumplen ciertas reglas, tal que el resultado puede ser obtenido mediante una simple inspección, sin la necesidad de verificar o realizar la multiplicación paso a paso. Su aplicación simplifica y sistematiza la resolución de muchas multiplicaciones habituales. Cada producto notable corresponde a una fórmula de factorización. Los productos notables que se estudiarán son: A) Cuadrado de un Binomio B) Factorización de un trinomio cuadrado perfecto C) Producto de 2 Binomios conjugados D) Factorización de diferencia de cuadrados E) Producto de 2 binomios con término común F) Factorización del trinomio de la forma x2 +bx +c Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Un poco más sobre la nomenclatura algebraica Recordando un poco, una expresión algebraica corresponde a una expresión que combina incógnitas o variables (como 2, 7, x, y, etc.) por medio de operadores aritméticos (como +, −, ×, /, etc). Por ejemplo, las siguientes expresiones son algebraicas: 2x2, x+1, (x+2)/(y+3), x+x2+x3+x4+x5+x6 Las expresiones algebraicas reciben nombres especiales dependiendo del número de términos que las compongan: cuando solo poseen un término se les llama monomios, por ejemplo: x, −y, x2, 5x2y3, −1/2x Cuando poseen dos términos se les llama binomios por ejemplo: x+y, (2x−3y)2, x2+y2, 1/2x−2/3x2 Cuando poseen tres términos se les llama trinomios, por ejemplo: x+y+z, −x2+x3−x4, (3x+2y+10xy)4. Éstos son los nombres más comunes. A las expresiones algebraicas con cuatro términos se les puede llamar cuatrinomios, pero en general cuando una expresión tiene más de tres términos se le suele llamar polinomio. Como nota, también los monomios, binomios y trinomios son polinomios; el término 'polinomio' es independiente del número de términos que posea una expresión algebraica e indica que la expresión está formada por monomios. ¿Para qué se usan los productos notables? Los productos notables los podemos usar para realizar operaciones algebraicas de una manera más rápida, sin necesidad de hacer una comprobación de la multiplicación realizada. ¿Cómo se aplican los productos notables en la vida diaria? Los productos notables nos sirven para reducir procedimientos y para ahorrarnos algunos pasos a la hora de hacer operaciones. Se utilizan en la ingeniería civil, pues ayuda a medir, calcular y contar las áreas del perímetro, también sirven para calcular la superficie del terreno. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche A) CUADRADO DE UN BINOMIO El producto de un binomio por sí mismo recibe el nombre de cuadrado de un binomio. El desarrollo del cuadrado del binomio a + b se puede obtener multiplicando término a término: (a + b)2= (a+b)(a+b) = a2 + ab +ab+b2= a2 + 2ab +b2 Regla “El cuadrado de un binomio a + b es igual al cuadrado del primer término más el doble del producto de los términos más el cuadrado del segundo término”. REPRESENTACIÓN GRÁFICA Consiste en considerar el área de un cuadrado de lados a + b y las regiones que estas medidas generan en el cuadrado. Los segmentos a y b horizontales y verticales dividen al cuadrado en cuatro áreas menores: dos cuadrados, uno de lado a y otro menor de lado b, y dos rectángulos de largo a y ancho b. La suma de las áreas de estos cuadrados y rectángulos es igual al área total del cuadrado de lado a + b: Ahora, al elevar al cuadrado el binomio a −b, también multiplicando término a término, se obtiene (a - b)2= (a- b)(a- b) = a2 - ab - ba+b2= a2 - 2ab +b2 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Regla “El cuadrado de un binomio a −b es igual al cuadrado del primer término menos el doble del producto de los términos más el cuadrado del segundo término”. EJEMPLOS EJEMPLO Desarrollar el cuadrado de la suma (3m + 4n)2 El cuadrado del primer término ………….(3m)(3m) = 9m 2 El doble producto de ambos términos ….2(3m)(4n) = 24 mn El cuadrado del segundo término ………(4n)(4n) =16 n 2 Se unen los términos obtenidos en los pasos anteriores y se reescribe la expresión. (3m +4n)2= 9m2 +24 mn +16n2 trinomio cuadrado perfecto EJEMPLO Desarrollar el cuadrado de la diferencia (7x3 - 2y2)2 El cuadrado del primer término ………….(7x3)(7x3) = 49x6 El doble producto de ambos términos ….2(7x3)(2y2) = 28x3y2 El cuadrado del segundo término ………(2y2)(2y2) = 4y4 Se unen los términos obtenidos en los pasos anteriores y se reescribe la expresión (7x3 - 2y2)2= 49x6 - 28x3y2 + 4y4 trinomio cuadrado perfecto EJEMPLO Desarrollar el cuadrado de la diferencia (2x – 3y)2 El cuadrado del primer término ………….(2x)(2x) = 4x2 El doble producto de ambos términos ….2(2x)(3y) = 12xy El cuadrado del segundo término ………(3y)(3y) = 9y2 Se unen los términos obtenidos en los pasos anteriores y se reescribe la expresión (2x - 3y)2= 4x2 -12xy +9 y2 trinomio cuadrado perfecto Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO Encuentra directamente el producto de (4a2 +2b)2 El cuadrado del primer término ………….(4a2)(4a2) = 16a4 El doble producto de ambos términos ….2(4a2)(2b) = 16a2b El cuadrado del segundo término ………(2b)(2b) = 4b2 Se unen los términos obtenidos en los pasos anteriores y se reescribe la expresión (4a2 + 2b)2= 16a4 +16 a2b + 4b2 trinomio cuadrado perfecto EJERCICIOS PARA PRACTICAR 1) Encuentra directamente el producto de (7x- 2y)2 2) Encuentra directamente el producto de (x +4x2)2 3) Encuentra directamente el producto de (2 - 5a)2 Respuestas. 1) 49x2 -28xy +4y2 2) x2-8x3+16x4 3) 4 -20a +25a2 B) FACTORIZACIÓN DE UN TRINOMIO CUADRADO PERFECTO En el tema anterior desarrollamos un binomio al cuadrado, obteniendo como resultado un trinomio que recibe el nombre de trinomio cuadrado perfecto. Ahora factorizamos el trinomio cuadrado perfecto, es decir, tenemos que buscar los Los factores que lo originaron. Ya sabemos que factorizar es el proceso contrario de un producto. Se identifica y factoriza el trinomio cuadrado perfecto, el primer término y el tercer término deben tener raíz cuadrada exacta y el segundo término debe ser el doble de sus raíces. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche El desarrollo del binomio al cuadrado (a+b)2 origina un trinomio cuadrado perfecto, que a continuación se explica con ejemplos como factorizarlo, así como la forma de identificarlo Supongamos el desarrollo del binomio al cuadrado (a +b)2 = a2 + 2ab + b2 Tercer término √b2 = b Primer término √a2= a El segundo término = 2 a b Resultado de la factorización de a2 + 2ab + b2 = (a+b)2 = (a+b)(a+b) EJEMPLO Factorizar el trinomio cuadrado perfecto (16 + 40x2 + 25x4) Primer término √16= 4 Tercer término √25x4 = 5x2 Segundo término = 2 (4)(5x2) = 40 x2 Se agregan los valores obtenidos del cálculo de las raíces cuadradas del primer (4) y segundo términos (5x2) y se escribe el signo del segundo término del trinomio y se elevan al cuadrado; quedando de la siguiente manera. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche La factorización del trinomio (16 + 40x2 + 25x4) = (4 + 5x2)2 = (4 + 5x2) (4 + 5x2) EJEMPLO Factorizar el trinomio cuadrado perfecto (4x2 - 12xy + 9y2) Primer término √4x2= 2x Tercer término √9y2 = 3y Segundo término = 2 (2x)(3y) = 12xy Se agregan los valores obtenidos del cálculo de las raíces cuadradas del primer (2x) y segundo términos (3y) y se escribe el signo del segundo término del trinomio y se elevan al cuadrado; quedando de la siguiente manera. La factorización del trinomio (4x2 - 12xy + 9y2) = (2x -3y)2 = (2x -3y) (2x-3y) Comprobación + 2x -3y x 2x -3y -6xy +9y2 2 4x -6xy___ 4x2 -12xy +9y2 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcta la factorización del trinomio. EJEMPLO Factorizar el trinomio cuadrado perfecto (16a2 +40a +25) Primer término √16a2= 4a Tercer término √25 = 5 Segundo término = 2 (4a)(5) = 40 a Se agregan los valores obtenidos del cálculo de las raíces cuadradas del primer (4a) y segundo términos (5) y se escribe el signo del segundo término del trinomio y se elevan al cuadrado; quedando de la siguiente manera. La factorización del trinomio (16a2 +40a + 25) = (4a +5)2 = (4a +5 ) (4a+5) Comprobación + 4a+5 x 4a+5 20a +25 2 16a +20a___ 16a2 +40a+25 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcta la factorización del trinomio. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche ¿COMO IDENTIFICAR Y FACTORIZAR EL TRINOMIO CUADRADO PERFECTO? Regla para conocer si un trinomio es cuadrado perfecto Un trinomio debe ser ordenado con relación a una letra. Es cuadrado perfecto cuando el primer y tercer término tienen raices exactas son cuadrados perfectos. El segundo término es el doble producto de sus raíces cuadradas PARA FACTORIZAR APLICAREMOS EL MÉTODO DE LAS TIJERAS Ejemplo Factorizar el trinomio 16a2 -24ab +9b2 Descomponer el término cuadrático en una multiplicación de 2 factores 4a 4a___ 16 a2 - 3b = -12ab __- 3b__ = -12ab 9b2 - 24ab Número que multiplicados den 9b2 que es el tercer término del trinomio. 3b x 3b= 9b2 El signo positivo, del tercer término de trinomio en este caso +9b2 Indica que 12ab y 12ab se deben a sumar El signo negativo del segundo término del trinomio indica el signo del binomio factorizado. Una vez realizada las operaciones. La factorización queda: 16a2 -24ab +9b2 = (4a -3b)(4a - 3b) = (4a - 3b)2 resultado Comprobación + 4a -3b x 4a - 3b -12ab +9b2 16 a2 -12ab___ 16 a2 -24ab +9b2 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcta la factorización del trinomio. Ejemplo Factorizar el trinomio x2 - 6x + 9 Descomponer el término cuadrático en una multiplicación de 2 factores x _x___ x2 -3 = - 3x _- 3___= - 3x +9 - 6x El signo positivo, del tercer término de trinomio en este caso + 9, indica que 3x y 3x se deben a sumar El signo negativo del segundo término del trinomio indica el signo del binomio Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche De la suma anterior, por lo tanto seria -3x -3x = - 6x. Una vez realizada las operaciones. La factorización queda: x2 - 6x + 9 = (x-3)(x-3) = (x-3)2…. resultado Comprobación + x-3 x (x -3) -3x +9 2 x -3x___ x2 -6x + 9 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcta la factorización del trinomio. EJERCICIOS PARA PRACTICAR 1) Factorizar el trinomio 49y2 +14y +1 2) Factorizar el trinomio 9x2 +30x +25 3) Factorizar el trinomio 4x2 +12x +9 C) Respuestas. 1) (7y+1)2=(7y+1)(7y+1) 2) (3x+5)2= (3x+5)(3x+5) 3) (2x+3)2= (2x+3)(2x+3) PRODUCTO DE DOS BINOMIOS CONJUGADOS La multiplicación de dos binomios conjugados es otro tipo de producto notable, llamado así porque tiene ciertas características: uno de los términos aparece en uno de los binomios con signo positivo y en el otro binomio con signo negativo, de ahí el nombre de conjugado. Esto permite resolverlos fácilmente utilizando reglas precisas. (a+b)(a-b) = a2 –b2 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Representación gráfica del producto de dos binomios conjugados estas operaciones dan origen a la diferencia de cuadrados REGLA GENERAL DE SOLUCIÓN El producto de binomios conjugados es igual al cuadrado del primer término menos el cuadrado del segundo término. A este resultado se le llama diferencia de cuadrados Ejemplo: Encuentra directamente el producto de (2x +3y)(2x-3y) (2x +3y) (2x-3y) = 4x2 - 9y2 (2x)2 = 4x2 (3y)2= 9y2 El signo de menos es por la regla Comprobación + 2x + 3y x 2x - 3y -6xy - 9y2 2 4x + 6xy___ 4x2 - 9y2 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcta la factorización Ejemplo: Encuentra directamente el producto de (4 a2 +5b)(4 a2 -5b) (4 a2 +5b)(4 a2 -5b)= 16a4 – 25b2 (4a2)2 = 16a4 (5b)2= 25b2 Comprobación + 4a2 + 5b x 4a2 - 5b -20a2b - 25b2 4 16a -20a2b___ 16a4 - 25b2 El signo de menos es por la regla El resultado de la multiplicación comprueba que es correcta la factorización Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Ejemplo: Encuentra directamente el producto de (2m +9 )(2m -9) (2m +9 )(2m -9) = 4m2 - 81 (2m)2 = 4m2 (9)2= 81 Comprobación + 2m + 9 x 2m - 9 -18m - 81 2 4m +18m___ 4m2 -81 El signo de menos es por la regla El resultado de la multiplicación comprueba que es correcto el producto realizado OTRO PROCEDIMIENTO.. Ejemplo Encuentra directamente el producto de (x+3)(x-3) El término “x” del primer factor multiplica primero a “x” y luego al -3 del segundo factor (x)(x) = x2 (x)(-3) = -3x El termino +3 del primer factor multiplica primero a “x” y despues a -3 del segundo factor (3)(x) = 3x (3)(-3) = -9 Luego se acomodan los productos obtenidos en los pasos anteriores y se reducen los términos semejantes: x2 - 3x + 3x - 9 … se elimina -3x +3x…. quedando x2- 9 resultado Ejemplo Multiplicar (3x+2y)(3x-2y) El término “3x” del primer factor multiplica primero a “3x” y luego a -2y del segundo factor. (3x)(3x) = 9x2 (3x)(-2y) = - 6xy El termino +2y del primer factor multiplica primero a “3x” y despues a -2y del segundo factor. (2y)(3x) = 6xy (2y)(-2y)= - 4y2 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Luego se acomodan los productos obtenidos en los pasos anteriores y se reducen los términos semejantes: 9x2 - 6xy + 6xy - 4y2… se elimina -6xy + 6xy…. quedando 9x2 - 4y2 resultado EJERCICIOS PARA PRACTICAR 1) Encuentra directamente el producto de (5x2 +3y3) (5x2 -3y3) 2) Encuentra directamente el producto de (3x + y)( 3x- y) 3) Encuentra directamente el producto de (4 +2b) (4-2b) Respuestas. 1) 25x4 - 9y6 2) 9x2 - y2 3) 16 - 4b2 D) FACTORIZACIÓN DE DIFERENCIA DE CUADRADOS La diferencia de cuadrados de dos términos es igual al producto de la suma de estos términos por la diferencia de estos términos. Regla La regla general de solución es obtener el cuadrado del primer término menos el cuadrado del término conjugado. Es decir, al efectuar el producto de binomios conjugados se obtiene una diferencia de cuadrados. (a+b) (a-b) = a2– b2 En este caso se hace el procedimiento inverso, que es la factorización de la diferencia de cuadrados. Para ello se sigue una regla sencilla: se obtienen las raíces de los dos cuadrados, luego estas raíces se unen en binomios conjugados, donde el término que se esta restando es el que aparece en los binomios con signo diferente. Diferencia de cuadrados a2– b2 = (a+b) (a-b) Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Binomios conjugados Ejemplo Ahora procedemos a factorizar una diferencia de cuadrados 9x2 -25y2 Primer término Calculamos la √9x2 = 3x Una vez obtenido las raíces, se unen en binomios conjugados Segundo término Calculamos la √25y2= 5y 9x2 -25y2 = (3x+5)(3x-5) Ejemplo Factorizar la expresión 25x2 -81. Calculamos la raíz cuadrada del primer término √25x2= 5x Calculamos la raíz cuadrada del segundo término √81= 9 Las raíces se unen en binomios conjugados (5x+9)(5x-9) Ejemplo Factorizar la expresión x4 – 36. Calculamos la raíz cuadrada del primer término √x4= x2 Calculamos la raíz cuadrada del segundo término √36= 6 Las raíces se unen en binomios conjugados (x2 + 6)( x2 - 6) EJERCICIOS PARA PRACTICAR 1) Factoriza la expresión 169m2 -196n2 2) Factoriza la expresión 16x2 -100 3) Factoriza la expresión 36x4 - 49x100 Respuestas. 1) (13m +14n) (13m-14n) 2) (4x +10)(4x -10) 3) (6x2 +7x10)(6x2 -7x10) Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche E) PRODUCTO DE DOS BINOMIOS CON UN TÉRMINO COMÚN Es uno de los productos notables más complejos y poco utilizados porque se trata de una multiplicación de dos binomios que tienen un término en común. La regla indica lo siguiente: Regla: El cuadrado del término común. Más la suma los términos que no son comunes y luego multiplicarlos por el término común. Más la suma de la multiplicación de los términos que no son comunes. Se representa en la fórmula: (x + a) (x + b) y es desarrollada como se muestra en la imagen. El resultado es un trinomio cuadrado no perfecto. Ejemplo Desarrollar el siguiente binomio: (x + 3)(x+8). Solución Se tiene un binomio donde existe un término común, que es “x” y el segundo término es positivo. Regla: Para desarrollarlo solo se tiene que elevar al cuadrado el término común, más la suma de los términos que no son comunes (3 y 8) y luego multiplicarlos por el término común, más la suma de la multiplicación de los términos que no son comunes. (x + 3)(x + 8) = x2 + (3 + 8)x + (3)(8) = x2 + 11x + 24. Comprobación + x+3 x (x + 8) 8x +24 x2 + 3x___ x2 +11x +24 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcto el desarrollo del binomio Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Ejemplo Desarrollar el siguiente binomio (x + 6) (x + 9) = x2 + (6 + 9) x + (6)( 9) = x2 +15x +54 Comprobación + x+6 x (x + 9) 9x +54 x2 + 6x___ x2 +15x +24 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcto el desarrollo del binomio Existe la posibilidad de que el segundo término (el término diferente) sea negativo y su fórmula es la siguiente: (x + a) (x – b). Ejemplo Desarrollar el siguiente binomio (7x + 4) (7x – 2) = (7x)(7x) + (4 – 2)7x + 4(-2) = 49 x2 + (2)7x + (-8) = 49x2 + 14x – 8 Regla: Para desarrollarlo solo se tiene que elevar al cuadrado el término común (7x), más la suma de los términos que no son comunes (4 y -2) y luego multiplicarlos por el término común (7x), más la suma de la multiplicación de los términos que no son comunes (4)(-2). Comprobación + 7x + 4 x (7x - 2) -14x - 8 2 49x +28x___ 49x2 +14x - 8 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcto el desarrollo del binomio Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche También puede ser el caso de que ambos términos diferentes sean negativos. Su fórmula será: (x – a) (x – b). Ejemplo Desarrollar el siguiente binomio (3b – 6) (3b – 5) =(3b)(3b) + (-6 – 5)3b + (-6)(-5) = 9b2 + (-11) (3b) + (30) = 9b2 – 33b + 30. Regla: Para desarrollarlo solo se tiene que elevar al cuadrado el término común (3b), más la suma de los términos que no son comunes (-6 y -5) y luego multiplicarlos por el término común (3b), más la suma de la multiplicación de los términos que no son comunes (-6)(5). Comprobación + 3b - 6 x 3b - 5 -15b +30 9b2 -18b___ 9b2 -33x +30 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcto el desarrollo EJERCICIOS DE APLICACIÓN EJEMPLO: Hallar el área del triángulo cuyas dimensiones son (𝑥 + 10)(𝑥 + 6) x+10 x+6 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche FORMULA DEL TÉRMINO COMÚN 𝑥 2 + (𝑎 + 𝑏)𝑥 + 𝑎𝑏 Sustituyendo valores 𝑥 2 + (10 + 6)𝑥 + (10)(6) El área del triángulo es: (𝑥 2 + 16𝑥 + 60)/2 EJEMPLO: Hallar el área de una puerta cuya altura es (2𝑥 + 4) y cuya base es (2𝑥 − 3) FORMULA DEL TÉRMINO COMÚN 𝑥 2 + (𝑎 − 𝑏)𝑥 − 𝑎𝑏 Sustituyendo valores (2𝑥)2 + (4 − 3)2𝑥 − (4)(3) 2x+4 El área de la puerta es: 4𝑥 2 + 2𝑥 + 12 2x- 3 EJERCICIOS PARA PRACTICAR 1) Desarrollar el siguiente binomio (4x + 11) (4x + 2) 2) Desarrollar el siguiente binomio (2x + 5) ( 2x - 9) 3) Desarrollar el siguiente binomio (7x – 5) (7x + 8 ) Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Respuestas. 1) 16x2 +52x +22 2) 4x2 -8x - 45 3) 49x2 – 91x +40 F) FACTORIZACIÓN DEL TRINOMIO DE LA FORMA x2+ bx + c PARA FACTORIZAR APLICAREMOS EL MÉTODO DE LAS TIJERAS EJEMPLO Factoriza el trinomio x2 + 7x + 10 Descomponer el término cuadrático en una multiplicación de 2 factores Multiplicación tijera x 5 = 5x El signo positivo, del tercer término de trinomio en este caso +10 x___ x2 __2___= 2x 10 indica que 5x y 2x se deben sumar. 7x El signo positivo del segundo término del trinomio indica el signo De la suma anterior, por lo tanto es 5x …………………………………… +2x = 7x Número que multiplicados den 10 que es el tercer término del trinomio 5x2= 10 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Una vez realizada las operaciones. La factorización queda: x2 + 7x + 10 = (x +5)(x + 2)… resultado EJEMPLO Factoriza el trinomio x2 - 2x - 15 Descomponer el término cuadrático en una multiplicación de 2 factores Multiplicación tijera x - 5 = - 5x El signo negativo, del tercer término de trinomio en este caso - 15 x___ x2 3_= 15 3x indica que 5 y 3 se deben restar. -2x El signo negativo del segundo término del trinomio indica el signo. De la resta anterior, por lo tanto seria -5x +3x = -2x Número que multiplicados den 15 que es el tercer término del trinomio. 5x3 Una vez realizada las operaciones. La factorización queda: x2 - 2x – 15= (x -5)(x + 3)…. resultado OTRO MÉTODO PARA FACTORIZAR TRINOMIO X2+BX +C PROCEDIMIENTO: 1) Se extrae la raíz del término cuadrático y esta se coloca como primer término en ambos factores binomios, entre paréntesis. (x )(x ) 2) Se coloca el signo del segundo término del trinomio en el primer factor. Y en el segundo factor se coloca el signo que resulta de multiplicar el signo del segundo término por el tercero. (x± )(x± ) 3) Si los signos de los factores binomios son iguales se buscan dos números que sumados den el coeficiente del 2º término del binomio y que multiplicados den como producto el valor del 3º término. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 4) Si los signos de los factores binomios son diferentes se buscan dos números que restados den el coeficiente del 2º término del binomio y que multiplicados den como producto el valor del 3º término. 5) El resultado de los dos números sumados o restados, y después multiplicados se colocan como segundo términos en cada uno de los factores binomios. (x±d)(x±e) Ejemplo Factoriza el trinomio m² -13m +30 La raíz cuadrada de m² es = m El signo del primer factor binomio debe ser (-) igual al signo del 2º término del trinomio; y el signo del 2º factor debe ser (-), porque (-)(+)=(-) (m - )(m - ) Buscando dos números que sumados den -13, y multiplicados den 30: estos son -10 y -3 La factorización del trinomio m² -13m +30 = (m-10)(m-3) Solución. Comprobación + m -10 X m-3 -3m +30 m2 -10m___ m2 - 13m +30 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcta la factorización Ejemplo Factoriza el trinomio x² -18 -7x Ordenando el trinomio con relación a la “x” con mayor exponente: x² -7x -18 La raíz cuadrada de x² es x El signo del primer factor binomio debe ser (-) igual al signo del 2º término del trinomio; y el signo del 2º factor debe ser (+), porque (-)(-)=(+) (x- )(x+ ) Buscando dos números que restados den -7, y multiplicados den -18: estos son -9 y 2. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche La factorización del trinomio x² -7x -18 = (x-9)(x+2) Solución Comprobación + x-9 X (x + 2) 2x -18 2 x - 9x___ x2 - 7x - 18 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcta la factorización Ejemplo Factoriza el trinomio n² +7n +6 Raíz de n² es = n El signo del 1º factor binomio es (n+ ). y del 2º factor binomio es (n+ ) Los números que sumados dan 7, y multiplicados dan 6, son 6 y 1 La factorización de trinomio n² +7n +6 = (n+6)(n+1) Solución. Comprobación + n+6 X n+1 1n + 6 2 n +6n___ n2 +7n + 6 El resultado de la multiplicación comprueba que es correcta la factorización EJERCICIOS PARA PRACTICAR 1) Factoriza el trinomio x2 + x - 20 2) Factoriza el trinomio x2 -7x +12 3) Factoriza el trinomio x2 -8x +15 Respuestas. 1) (x + 5) (x - 4) 2) ( x- 4) (x -3) 3) (x - 5) (x - 3) Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Aprendizajes esperados: Expresa de forma coloquial y escrita fenómenos de proporcionalidad directa de su vida cotidiana con base en prácticas como: comparar, equivaler, medir, construir unidades de medida, entre otras. Caracteriza una relación proporcional directa. Resignifica en contexto al algoritmo de la regla de tres simple. Expresa de manera simbólica fenómenos de naturaleza proporcional en el marco de su vida cotidiana. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche RAZONES Y PROPORCIONES Magnitud: propiedad o cualidad medible de un cuerpo: longitud, masa, tiempo, temperatura. Magnitud homogénea: Aquellas que pertenecen a una misma magnitud (tiempo, longitud, masa..) Razón de dos cantidades: Homogéneas es el número que expresa el valor de la primera cuando la segunda se toma como unidad. Ejemplo: Una caja de tornillos pesa 2,5 kg y otra de 0,5 kg. La razón es 2,5 0.5 = 5; se lee “2,5 es a 0,5” y nos indica que la caja grande pesa 5 veces más que la pequeña. (No confundir razón con fracción; en una razón los números a y b pueden ser decimales y en una fracción estos números son enteros) RAZÓN Razón es el cociente entre dos cantidades 𝑎 𝑦 𝑏 . Se escribe 𝑎/𝑏 y se lee " 𝑎 𝑒𝑠 𝑎 𝑏", No tiene unidades y sirve para comparar. Indica el número de veces que una cantidad es mayor que otra. Decimos que "𝑎"𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑐𝑒𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 y Ejemplo; la razón de los números 5 y 50 es: 5 50 o 1 10 Razones inversas: Aquellas cuyo producto es la unidad: 𝑎/𝑏 y 𝑏/𝑎 Ejemplo: 7 3 𝑦 3 7 7 3 3 21 7 21 ∗ = =1 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche "𝑏" 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒. APLICACIONES CARTOGRAFÍA En lenguaje de cartografía la razón se conoce como escala. Si un mapa está a escala de 1:1000, ¿Qué significa? Indica que cualquier distancia (digamos 1 cm) en el mapa, representa 1000 cm en la vida real es decir 10 metros. DEMOGRAFÍA Los demógrafos, que son los que estudian la evolución de las poblaciones establecen que la razón de natalidad anual es de: 13 1000 Queriendo decir con esto de que por cada 1000 habitantes nacen al año 13 bebés. La razón entre población y superficie se conoce, por los demógrafos, como densidad poblacional. Por ejemplo, se sabe que la población de Antofagasta es de 285,255 personas y también se sabe que la superficie territorial es de 30.718,1 kilómetros cuadrados. Por lo tanto, la razón entre población y superficie, esto es la densidad poblacional De: 285255 30718.1 = 9.3 Habitantes por kilómetro cuadrado Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche PROPORCIONES Un poco de historia… El Hombre de Vitruvio debe su nombre a Marco Vitruvio, un arquitecto romano del siglo I a. C., que trabajó para Julio César y que fijó algunas proporciones matemáticas para definir al hombre perfecto. Leonardo da Vinci aplicó estas fórmulas (retocadas por él) para dibujar su famoso canon de las proporciones humanas en uno de sus . diarios. El hombre de Vitruvio representa una figura masculina desnuda en dos posiciones sobrepuestas en brazos y piernas y simultáneamente inscritas en un círculo y un cuadrado. Esta obra también recibe el nombre de Canon de las proporciones humanas. Actualmente se encuentra en la Galería de la Academia de Venecia, Italia, y para admirarla tendrás que tener la suerte que se encuentre en exhibición Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Marco Vitruvio aplicó sus conocimientos de arquitectura para intentar definir el hombre perfecto a través de la simetría. Así, por ejemplo, algunas de las proporciones que dejó escritas, fueron: El rostro, desde la barbilla hasta la parte más alta de la frente, mide una décima parte de la altura total. La cabeza, desde la barbilla hasta su coronilla, mide la octava parte de todo el cuerpo. Desde el esternón hasta las raíces del pelo equivale a una sexta parte de todo el cuerpo. Desde la parte media del pecho hasta la coronilla, una cuarta parte de todo el cuerpo. La frente mide, igualmente, otra tercera parte del rostro. El pie equivale a un sexto de la altura del cuerpo. RAZÓN Es la comparación que se establece entre dos cantidades de una magnitud; mediante las operaciones de sustracción y división. Si dicha comparación se realiza por sustracción se llama razón aritmética, pero si se realiza mediante una división se llama razón geométrica. Razón aritmética Razón geométrica 𝒂−𝒃 =𝒓 𝒂 =𝒌 𝒃 división sustracción Donde 𝒂: 𝐴𝑛𝑡𝑒𝑐𝑒𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 𝒃: 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 𝒓: 𝑅𝑎𝑧ó𝑛 𝑎𝑟𝑖𝑡𝑚é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝒌: 𝑅𝑎𝑧ó𝑛 𝑔𝑒𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Ejemplo: En física la velocidad 𝑣 de un cuerpo se expresa como distancia entre el tiempo En 𝑣 = 𝑑 𝑡 , la razón 𝑑 𝑡 representa la proporción de la distancia que corresponde a una unidad de tiempo. EJEMPLO Luis y Roxana son aficionados al atletismo. Deciden hacer una competencia y observan que cuando Luis recorre 25 metros, Roxana recorre 35 metros. Basados en este ejemplo podemos afirmar que: Roxana recorre 10 metros más que Luis Para llegar a esta conclusión hemos efectuado una comparación por sustracción. A este tipo de comparación le llamaremos razón aritmética, 𝟑𝟓 − 𝟐𝟓 = 𝟏𝟎 Antecedente Consecuente Valor de la Razón aritmética 𝒓 = 𝟏𝟎 Ahora Si efectuamos la división entre la distancia recorrida por Roxana y la de Luis obtenemos: Antecedente Consecuente 35 25 𝒌= = 7 5 𝟕 𝟓 Valor de la Razón geométrica Interpretación: Por lo que podemos afirmar que la rapidez de Roxana está en relación de 7 a 5. La rapidez de Roxana es como 7 y la de Luis es como 5. Por lo tanto la rapidez de Roxana es de 7/5 más que la de Luis. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO Los automóviles A y B se desplazan con velocidad de 24 m/s y 20 m/s, respectivamente comparemos sus velocidades. 24 𝑚 𝑠 − Antecedente 20 𝑚 𝑠 = 4 𝑚/𝑠 Consecuente Valor de la razón aritmética 𝑟 = 4 𝑚/𝑠 Interpretación: la velocidad del automóvil “A” excede en 4 m/s a la velocidad del automóvil “B”. EJEMPLO Los edificios M y N tienen una altura de 48 metro y 36 metros respectivamente, comparemos sus alturas (en ese orden) Antecedente Consecuente 48 36 = 4 3 𝟒 𝒌= 𝟑 Valor de la Razón geométrica Interpretación. Las alturas de los edificios M y N son entre sí como 4 es a 3, porque: Altura de M: 4 (12), donde: 12 es la unidad de referencia. Altura de N: 3(12) Por cada 4 unidades de 48 metros hay 3 unidades de 36 metros. Las alturas de los dos edificios M y N están en la relación de 4 a 3 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO Separa el número 27 en dos partes que estén en razón 4: 5 Solución Formamos ecuación 4𝑥 + 5𝑥 = 27 9𝑥 = 27 𝑥= 27 9 Sustituimos el valor de 𝑥 para obtener las partes correspondientes 4𝑥 = 4(3) = 12 5𝑥 = 5(3) = 15 27 La suma de estos dos resultados son 27, la separación es 12 y 15 𝑥=3 EJEMPLO En un triángulo rectángulo los ángulos agudos son proporcionales a los números 3 y 7. ¿Cuánto mide cada uno de esos ángulos? Solución Como todo triángulo rectángulo tiene un ángulo de 90°. Recuerda que la suma de los tres ángulos es igual a 180° Digamos que el primer ángulo es 3𝑥 grados, para algún x ∈ Z. Entonces, el segundo ángulo será 7𝑥 grados. Luego la suma de estos dos ángulos es 90°. Formamos la ecuación 3𝑥 + 7𝑥 = 90° 10𝑥 = 90° 90 𝑥 = 10 Sustituyendo el valor de 𝑥 Para obtener los ángulos 3𝑥 = 3(9) = 27° 7𝑥 = 7(9) = 63° 𝑥 = 9° 90° La suma de estos dos resultados son 90°, los ángulos calculados son 27° y 63° Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO Las edades de 2 personas están en la razón 4: 7. ¿Qué edad tiene cada una si la diferencia de sus edades es de 15 años? Solución Digamos que la primera persona tiene 4𝑥 años, para algún x ∈ Z. Entonces, la segunda persona tendrá 7𝑥 años Luego, como la diferencia de sus edades es 15 años, la ecuación queda así: Formamos ecuación 4𝑥 − 7𝑥 = 15 3𝑥 = 15 𝑥= 15 3 𝑥=5 Sustituyendo el valor de 𝑥 Para calcular la edad de las dos personas 4𝑥 = 4(5) = 20 𝑎ñ𝑜𝑠 Edad persona 1 7𝑥 = 7(5) = 35 𝑎ñ𝑜𝑠 Edad persona 2 EJEMPLO Un ángulo de 90° es dividido en 3 ángulos que se encuentran en la razón 4 : 5 : 9, ¿Cuál es la medida de los ángulos? Solución Llamemos α, β y γ a los ángulos. Digamos que α = 4x°, para algún x ∈ Z. Entonces, β = 5x° y finalmente γ = 9x° Luego, como deben sumar 90° entonces la ecuación queda así: Sustituyendo el valor de 𝑥 Para calcular los ángulos á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝛼 4𝑥 = 4(5) = 20° á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝛽 5𝑥 = 5(5) = 25° á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝛾 9𝑥 = 9(5) = 45° Medidas de los tres ángulos Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Formamos ecuación 9𝑥 + 5𝑥 + 4𝑥 = 90 18𝑥 = 90 𝑥= 90 18 𝑥=5 RAZONES EQUIVALENTES x 2 𝟔∶𝟖 entre 2 = 𝟏𝟐: 𝟏𝟔 𝟔∶𝟖 = 𝟑∶𝟒 x 2 Se lee 6 es 8 como 12 es a 16 entre 2 Se lee 6 es a 8 como 3 es a 4 Si tenemos una razón a : b, si se multiplica o divide a y b por el mismo número, las razones resultantes son equivalentes. Ejemplo Roberto prepara una mezcla de 4 sacos de arena y 2 sacos de cemento. Mientras que Elizabet prepara otra mezcla con 12 sacos de arena y 6 de cemento. Escriba en forma de razón las cantidades de arena y cemento que utilizó cada uno. Divida y observe el resultado. Solución: Mezcla de Roberto Mezcla de Elizabet 4 2 La razón= 2 12 ∶ 6 𝑜 4∶2 𝑜 4÷2 =2 12 6 La razón = 2 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 12 ÷ 6 = 2 Al dividir los números de la razón, el cociente es el mismo. Se dice que las dos razones son equivalentes Es decir………… 𝟒 𝟐 𝒆𝒔 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒂 𝟏𝟐 𝟔 Ejemplo A Lorenzo le piden encontrar una razón equivalente a 28 : 35 pero con números más pequeños. Observa como lo hace FORMA B FORMA A 28 ∶ 35 = 28 37 ∶ 7 7 = 𝟒 ∶ 𝟓 7 28 4 = 35 5 7 = 𝟒 ∶𝟓 Una razón se puede simplificar si se divide los números que la forman entre un mismo número. Si se quiere la simplificación con menores números, se divide cada número entre el máximo común divisor de ambos. Ejemplo Simplificar 0.6 : 1.2 0.6 ∶ 1.2 = ( 0.6 𝑥 10) ∶ (1.2 𝑥 10 ) Multiplicamos por 10 = 6 ∶ 12 Dividido 6 y 12 entre su MCD = 1 ∶ 2 Listo, aquí está la razón simplificada y equivalente de 0.6 : 1.2 Una razón expresada con decimales se puede convertir en una razón equivalente expresada con números naturales. Esto hace más fácil su manejo. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJERCICIOS PARA PRACTICAR 1) Tres números cuya suma es de 240 guardan entre si la relación de los números 2, 3 y 5. Hallar los número 2) Los Rodríguez y los Liotta alquilaron una casa quinta para pasar sus vacaciones, y acordaron repartir el costo del alquiler en forma directamente proporcional a la cantidad de integrantes de cada familia. La familia Rodríguez está compuesta por el padre, la madre y cuatro hijos, mientras que los Liotta son el padre, la madre, un hijo y la abuela. ¿Cuánto más deben abonar los Rodríguez, si el alquiler es de $2500 3) La abuela Dora trajo una caja con 98 bombones y los quiere repartir entre sus nietos más chicos – Agustina, Federico y Lucas – en forma directamente proporcional a sus edades. Agustina tiene tres años, Federico, seis y Lucas, cinco. a) ¿Cuántos bombones le tocarán a cada uno? Respuestas 1) 48, 72 y 120 2) 500 pesos 3) 21, 42 y 35 bombones Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche PROPORCIONES PROPORCIONALIDAD ARITMÉTICA PROPORCIONALIDAD GEOMÉTRICA Es la igualdad de dos razones aritméticas Ejemplo 9 − 7 = 10 − 8 Es la igualdad de dos razones geométricas Ejemplo 1 3 = 2 6 Donde 1 y 6 son extremos 2 y 3 son medios En toda proporción geométrica el producto de los extremos es igual al producto de los medios. 1 3 En este caso = 2 6 (1)(6) = (2)(3) 6 =6 En general si 𝑎 𝑐 = 𝑏 𝑑 (𝑎)(𝑑) = (𝑏)(𝑐) Entonces Donde 9 y 8 son extremos 7 y 10 son medios En toda proporción aritmética la suma de los extremos es igual a la suma de los medios. En este caso 9 − 7 = 10 − 8 9 + 8 = 10 + 7 17 = 17 En general si 𝑎−𝑏 =𝑐−𝑑 Entonces 𝑎+𝑑 =𝑐+𝑏 Pueden ser: Discretas cuando sus medios no son iguales Ejemplo 15 − 10 = 12 − 7 Pueden ser: Discretas cuando sus medios no son iguales Continuas cuando sus medios son iguales Ejemplo 28 − 21 = 21 − 14 Continuas cuando sus medios son Ejemplo 1 3 iguales. Ejemplo = 1 4 4 12 = 4 16 Propiedad fundamental de las proporciones: el producto de medios es igual al producto de extremos. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 1) Propiedades 2) 3) 𝑎 𝑏 𝑎 𝑏 𝑎 𝑏 𝑐 𝑎 𝑐 𝑎+𝑐 = = 𝑏 𝑑 𝑏+𝑑 =𝑑 = = 𝑎 𝑐 𝑎−𝑐 = = 𝑏 𝑑 𝑏−𝑑 𝑐 𝑑 𝑐 𝑎+𝑐 𝑎−𝑐 = 𝑏+𝑑 𝑏−𝑑 𝑑 CUARTO PROPORCIONAL Podemos calcular cualquier término de una proporción conociendo los otros tres. Se llama cuarto proporcional al término que desconocemos en una proporción. Lo representamos con la letra 𝑥: 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑥 𝑥= 𝑏∗𝑐 𝑎 TEOREMA FUNDAMENTAL DE LAS PROPORCIONES (TFP) El Teorema Fundamental de las Proporciones dice que: En una proporción, el producto de los extremos es igual al producto de los medios. Una proporción es la igualdad entre dos o más razones. Se escribe Ejemplo Dadas las proporciones, calcule el valor de la incógnita Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 𝒙 𝟏𝟓 = 𝟒 𝟔 Multiplicación cruzada 6𝑥 = 4(15) 6𝑥 = 60 6𝑥 60 = 6 6 𝒙 = 𝟏𝟎 𝟒𝟗 𝒛 = 𝟓𝟔 𝟖 𝟓 𝟔𝟒 = 𝟖 𝒚 Multiplicación cruzada 5𝑦 = 8(64) 5𝑦 = 512 5𝑦 512 = 5 5 𝒚 = 𝟏𝟎𝟐. 𝟒 𝟓𝒙 + 𝟐 𝟏 = 𝟑𝒙 + 𝟐𝟓 𝟐 Multiplicación cruzada Multiplicación cruzada 𝟐(5𝑥 + 2) = 𝟏(3𝑥 + 25) 10𝑥 + 4 = 3𝑥 + 25 10𝑥 − 3𝑥 = 25 − 4 7𝑥 = 21 56𝑧 = 49(8) 56𝑧 = 392 56𝑧 392 = 56 56 7𝑥 21 = 7 7 𝒛=𝟕 𝒙=𝟑 𝟔𝟑 𝟗 = 𝒙 𝟕 Multiplicación cruzada 9𝑥 = 7(63) 9𝑥 = 441 9𝑥 441 = 9 9 𝒙 = 𝟒𝟗 𝟖𝒙 − 𝟏𝟎 𝟐 = 𝟏𝟑𝒙 − 𝟐𝒙 𝟐 Multiplicación cruzada 𝟐(8𝑥 − 10) = 𝟐(13𝑥 − 2𝑥) 16𝑥 − 20 = 26𝑥 − 4𝑥 16𝑥 − 20 = 22𝑥 16𝑥 − 22𝑥 = 20 −6𝑥 = 20 6𝑥 20 − = −6 −6 𝒙=− 𝟐𝟎 𝟔 EJEMPLO Es la proporción verdadera o falsa? 100 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 50 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 = 4 𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 2 𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 Analizamos primero las unidades son consistentes en los numeradores y las unidades son consistentes en denominadores Escribe la razón en su forma simplificada 100 ÷ 4 25 = = 25 4÷4 1 50÷2 2÷2 = 25 1 = 25 1 𝐸𝑠𝑐𝑟𝑖𝑏𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑟𝑎𝑧ó𝑛 𝑒𝑛 𝑠𝑢 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎 𝑠𝑖𝑚𝑝𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 = 25 Como las fracciones simplificadas son equivalentes, la proporción es verdadera Respuesta: la proporción es verdadera 25 25 = 1 1 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche IDENTIFICANDO PROPORCIONES VERDADERAS Para determinar si una proporción compara razones iguales o no, puedes seguir los siguientes pasos. Asegúrate que las unidades en las razones individuales son consistentes ya sea vertical 1. y horizontalmente. Por ejemplo, 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 ℎ𝑜𝑟𝑎 = 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 o 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 = ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 son representaciones verdaderas de una proporción. 3. Expresa cada razón como una fracción simplificada. 4. Si las fracciones simplificadas son la misma, la proporción es verdadera; si las fracciones son distintas, la proporción es falsa. EJEMPLO ¿Es la proporción verdadera o falsa? 5 9 = 9 8 Identifica la relación del producto cruzado 5 ∗ 8 = 40 Usa el producto cruzado para determinar si la proporción es Verdadera o falsa 6 ∗ 9 = 54 40 ≠ 54 Como los productos no son iguales, la proporción es falsa. Respuesta: La proporción es falsa. EJEMPLO Resuelve la cantidad desconocida, n. 𝑛 25 = 4 20 Multiplicar cruzado 20𝑛 = 4 ∗ 25 20𝑛 = 100 100 𝑛= 20 𝑛=5 Respuesta . 𝐸𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑛 = 5 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO Una oficina tiene 3 impresoras para 18 computadoras. Otra oficina tiene 20 impresoras para 105 computadoras. ¿Es la razón de impresoras y computadoras la misma para ambas oficinas? Identifica la relación 𝑖𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑖𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟𝑎𝑠 = 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑢𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑢𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎𝑠 Escribe las razones que describen cada situación, e iguálalas. 3 𝑖𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟𝑎𝑠 20 𝑖𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑜𝑟𝑎𝑠 = 18 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑢𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎𝑠 105 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑢𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎𝑠 Comprueba que las unidades en los numeradores (impresoras) sean iguales Comprueba que las unidades en los denominadores (computadora) sean iguales 3÷3 18÷3 = 20÷5 105÷5 1 6 ≠ 1 Simplifica cada fracción y determina si son equivalentes 6 = 4 21 4 21 Como las fracciones simplificadas no son iguales la proporción no es verdadera Respuesta: La razón de impresoras y computadoras no es la misma en las dos oficinas. EJEMPLO A Sandra le toma 1 hora para escribir 4 páginas. ¿Cuánto le tomaría completar 27 páginas? Establece una proporción comparando las páginas que puede escribir y el tiempo que le toma escribirlas 4 𝑝á𝑔𝑖𝑛𝑎𝑠 1 ℎ𝑜𝑟𝑎 = 27 𝑝á𝑔𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑥 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Encuentra el producto cruzado 4 𝑥 = 1 ∗ 27 4𝑥 = 27 𝑥= 27 4 = 6.75 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 Respuesta: a Sandra le toma 6.75 horas para completar las 27 páginas. PROPORCIÓN ARITMÉTICA CONTÍNUA. Es aquella cuyos términos medios son iguales, llamándose a cada uno de los términos medios: Media diferencial o media aritmética En la proporción aritmética contínua, se cumple que la media diferencial es igual a la semisuma de los extremos. Medios 𝟗−𝟔=𝟔−𝟑 Ejemplo: Extremos La media diferencia es 6 Para nuestro ejemplo tendríamos que: (9 + 3) =6 2 ¿Cómo se halla la media diferencial? Se forma una proporción aritmética con los dos números dados y con “x”, colocándose este último como término medio repetido, luego se halla el valor de “x” que es la media diferencial. Ejemplo. Hallar la media diferencial de 8 y 2. Planteamos la proporción 8−𝑥 = 𝑥−2 Medios 10 2 =𝑥 8−𝑥 =𝑥−2 8+2=𝑥+𝑥 10 = 2𝑥 𝒙=𝟓 La media diferencia de 8 y 2 es 5 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche ¿Cómo se halla la tercia o tercera diferencial? Se forma una proporción aritmética con los dos números dados y con “x”. Repitiéndose como medio uno de los números dados. Se halla el valor de “x” y esa es la tercia diferencial. Ejemplo: Hallar la tercera diferencia de 2 y 8 Planteamos la proporción 2−𝟖 =𝟖−𝑥 medios Ahora resolvemos la ecuación 2−8=8−𝑥 −6 = 8 − 𝑥 −6 − 8 = −𝑥 −14 = −𝑥 (−1) − 14 = −𝑥 𝟏𝟒 = 𝒙 La tercera diferencial de 2 y 8 es 14 ¿Cómo se halla la cuarta diferencial? Se forma una proporción aritmética con los tres números dados y con “x”, colocándolos en cualquier orden (x debe ir en la cuarta posición). Se halla el valor de “x” y ese es la cuarta diferencial. Ejemplo: Hallar la cuarta diferencial de 10, 4 y 8 Planteamos la proporción 10 − 4 = 8 − 𝑥 Resolvemos la ecuación 10 − 4 = 8 − 𝑥 10 − 4 − 8 = −𝑥 10 − 12 = −𝑥 (−1) − 2 = −𝑥 2=𝑥 La cuarta diferencial de 10,4 y 8 es 2 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche PROPORCIÓN GEOMÉTRICA Es la comparación de dos razones geométricas iguales. 6 Ejemplo: 2 = 12 4 Razón geométrica 3 Razón geométrica 3 PROPORCIÓN GEOMÉTRICA DISCRETA Es aquella cuyos términos son diferentes: Ejemplo: 12 3 = 8 2 𝑠𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 12 ≠ 8 ≠ 3 ≠ 2 En toda proporción geométrica debe cumplirse que el producto de los términos extremos es igual al producto de los términos medios. Tomando el ejemplo anterior: 12 x 2 = 3 x 8 = 24 PROPORCIÓN GEOMÉTRICA CONTÍNUA Es aquella cuyos términos medios son iguales, llamando a cada uno de los términos medios: Media proporcional o media geométrica. Ejemplo: medios 8 4 = 4 2 extremos En este caso la media proporcional es 4. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche En la proporción geométrica continua se cumple que la media proporcional es igual a la raíz cuadrada del producto de los términos extremos. Para este caso media proporcional es la raíz cuadrada de la multiplicación de los términos extremos 8 y 2 √8*2= √16= 4 ¿Cómo se halla la media proporcional? Se forma una proporción geométrica con los números dados y con “x”, colocando “x” dos veces como término medio repetido. Se halla el valor de “x”, ese valor es la media proporcional. Ejemplo: Halla la media proporcional de 12 y 3 Los números dados, se distribuyen de la siguiente manera: 12 𝑥 = 𝑥 3 Multiplicamos cruzado 𝑥(𝑥) = 12(3) 𝑥2 = 36 𝑥 = √36 = 6 𝑥=6 Luego, la media proporcional de los números 12 y 3 es 6. ¿Cómo se halla la tercera proporcional? Se forma una proporción geométrica con los dos números dados y con “x”, repitiéndose como término medio uno de los números dados. Se halla el valor de “x” y ese valor es la tercera proporcional. Ejemplo: Halla la tercera proporcional de 2 y 8 Los números dados se distribuyen de la siguiente manera: 2 8 = 8 𝑥 Por propiedad 2𝑥 = 8(8) 64 𝑥= 2 𝑥 = 32 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche ¿Cómo se halla la cuarta proporcional? Se toma una proporción geométrica con los tres números dados y con “x”, colocándolos en cualquier orden (con todo será práctico colocar “x” en cuarto lugar). Se halla el valor de “x” y ese valor es la cuarta proporcional. Ejemplo: Hallar la cuarta proporcional de 10, 5 y 18. Los números dados, se distribuyen de la siguiente manera: 𝑥 5 = 18 𝑥 Por propiedad 10𝑥 = 5(18) 10𝑥 = 90 ……..𝑥 = 90 10 ……. 𝒙 = 𝟗 La tercera proporcional de 10, 5 y 18 es 9 EJERCICIOS PARA PRACTICAR 1) Para hacer pan es necesario agregar 6 cucharadas de levadura por cada3kg de harina. ¿Cuántas cucharadas de levadura se necesitan para 7kg de harina? 2) Juan y Pedro aportaron un capital para formar una empresa y decidieron que sus ganancias serían repartidas de manera proporcional a sus edades, que son 25 y 35 años, respectivamente. Si las ganancias, a la fecha, son $3.336.000. ¿Cuánto debería recibir cada uno? 3) Un automóvil recorre 30 kilómetros en 20 minutos. ¿Cuántos kilómetros recorrerá en 42 minutos manteniendo la misma velocidad? ¿Cuántos kilómetros recorrerá en 55 minutos, manteniendo la misma velocidad? Respuestas 1) 14 cucharadas de levadura 2) Juan $ 1,390,000 y Pedro $ 1,946,000 3) 63 km, Resolver, 82 km Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche PORCENTAJES APLICANDO PROPORCIONES Un tanto por ciento o porcentaje expresa la cantidad que hay en cada 100 unidades. Se usa el símbolo %. En realidad no deja de ser una proporción en la que uno de sus términos es 100. Por ejemplo: Si en la etiqueta de un refresco de naranja leemos que contiene un 25% de zumo natural, eso quiere decir que de cada 100 ml. de refresco 25 ml. son de zumo natural. El resto serán otros ingredientes del zumo (agua, azúcar, conservantes....) EJEMPLO De los 800 alumnos de un colegio, han ido de viaje 600. ¿Qué porcentaje de alumnos ha ido de viaje? Solución: 800 alumnos 100 alumnos 600 alumnos x alumnos Regla de tres simple. Multiplicamos cruzado 800 100 = 600 𝑥 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 800𝑥 = 600(100) 𝑥= 60,000 800 𝑥 = 75 % 𝒙 = 𝟕𝟓% 𝒅𝒆 𝒍𝒐𝒔 𝒂𝒍𝒖𝒎𝒏𝒐𝒔 𝒒𝒖𝒆 𝒉𝒂𝒏 𝒉𝒊𝒅𝒐 𝒅𝒆 𝒗𝒊𝒂𝒋𝒆 EJEMPLO Al comprar un monitor que cuesta 450 € (euros) nos hacen un descuento del 8%. ¿Cuánto tenemos que pagar? Solución Hay un descuento de 8%, es decir, de cada 100 € (euros) pagamos menos, por tanto en vez de los 100% pagamos el 92% 100 % 450 euros 100 450 = 92% x 92 𝑥 100𝑥 = 450(92) 𝑥= 41.400 100 𝑥 = 414 = 414 𝐸𝑢𝑟𝑜𝑠 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑛𝑒𝑟𝑜 𝑎 𝑝𝑎𝑔𝑎𝑟 𝑐𝑜𝑛 𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 8% Ejemplo El 26 % de los libros de una biblioteca son novelas, el 18 % son libros de poesía, el 10 % son libros de historia, el 22% son libros de ciencias y el 24% son enciclopedias y diccionarios. En la biblioteca hay 1250 libros. ¿Cuántos libros hay de cada tipo? Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Solución: 1,250 − − − −100% 𝑥 − − − −26% 𝑛𝑜𝑣𝑒𝑙𝑎𝑠 26(1250) 𝑥 = 100 = 𝟑𝟐𝟓 𝒍𝒊𝒃𝒓𝒐𝒔 𝒏𝒐𝒗𝒆𝒍𝒂 1,250 − − − −100% 𝑥 − − − −18% 𝑝𝑜𝑒𝑠í𝑎 18(1250) 𝑥 = 100 = 𝟐𝟐𝟓 𝒍𝒊𝒃𝒓𝒐𝒔 𝒑𝒐𝒆𝒔í𝒂 1,250 − − − −100% 𝑥 − − − −10% ℎ𝑖𝑠𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 10(1250) 𝑥 = 100 = 𝟏𝟐𝟓 𝒍𝒊𝒃𝒓𝒐𝒔 𝒉𝒊𝒔𝒕𝒐𝒓𝒊𝒂 1,250 − − − −100% 𝑥 − − − −22% 𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠 22(1250) 𝑥 = 100 = 𝟐𝟕𝟓 𝒍𝒊𝒃𝒓𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒄𝒊𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂𝒔 1,250 − − − −100% 𝑥 − − − −24% 𝑒𝑛𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑝𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑥= 24(1250) 100 Total de libros de cada tipo 325 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑜𝑠 𝑛𝑜𝑣𝑒𝑙𝑎 225 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑒𝑠í𝑎 125 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑜𝑠 ℎ𝑖𝑠𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 275 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠 300 𝑒𝑛𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑝𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 1250 libros en total = 𝟑𝟎𝟎 𝒆𝒏𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒑𝒆𝒅𝒊𝒂𝒔 EJERCICIOS PARA PRACTICAR 1) Las piezas de un puzzle que expresan el porcentaje de una cantidad se han separado. Empareja los trozos correspondientes para volver a unir las piezas 11% de 7000 = 26 % de 500 = 400 507 45% de 200 = 770 78% de 650 = 90 32% de 1250 = 130 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 2) Marina quiere regalarle a su hermano una cámara digital que cuesta 2,300 pesos, sin añadirle el IVA del 16%. Si lleva 2,500 pesos. ¿Tendría suficiente dinero para pagar? ¿Cuánto dinero le faltaría o le sobraría para pagar? 3) Carlos quiere comprarse un carro. El precio inicial del vehículo es de 65,000 pesos, pero a esta cifra hay que añadirle el 16% de IVA. ¿Cuánto aumentará el precio del carro? Respuestas 1) 770, 130, 90, 507, 400 2) No, le faltan $ 168 3) aumentará $10,400 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Aprendizajes esperados: Reconoce la existencia de las variables y distinguen sus usos como número general, como incógnita y como relación funcional. Reconocen patrones de comportamiento entre magnitudes. Formula de manera coloquial escrita (retórica), numérica y gráficamente patrones de comportamiento. Reconoce fenómenos con comportamiento lineal o no lineal. Diferencia los cocientes y/x y ∆y/∆x como tipos de relaciones constantes entre magnitudes. Representa gráficamente fenómenos de variación constante en dominios discreto. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche ¿QUÉ ES LA PROPORCIONALIDAD DIRECTA Y PARA QUÉ SIRVE? Antes necesitamos saber qué es una magnitud. Una magnitud es aquello que se puede medir. Por ejemplo, el peso de una persona, el número de albañiles trabajando, el número de plátanos, la cantidad de pienso que come un perro, la distancia entre dos pueblos o la velocidad de un caballo al galopar. Todas estas magnitudes se pueden relacionar con otras. Se puede relacionar: El peso de una persona con la talla de ropa que usa. El número de albañiles trabajando con el tiempo que tardan en terminar la obra. El número de plátanos con el número de cajas necesarias para colocarlos. La distancia entre dos pueblos con el tiempo que se tarda en ir de uno a otro. La velocidad de un caballo galopando con el tiempo que tarda el caballo en llegar de un punto a otro PROPORCIONALIDAD DIRECTA Entre más agua coloques a un jugo más jugo se tendrá. Entre más tiempo se deje en el Sol un metal más caliente se pondrá. Entre más tiempo deje cargando un teléfono más carga tomará. Entre más trabajadores se contraten más se debe pagar por sueldo. PROPORCIONALIDAD INVERSA Entre mayor sea la velocidad menor será el tiempo. Entre más trabajadores tengamos menos tiempo gastamos en realizar una tarea. Entre más gastos se tengan menos ganancias se obtienen. Entre más caudal haya en la pila menos el tiempo de llenado. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO La siguiente tabla muestra la relación entre las horas trabajadas y el dinero en dólares, que obtuvo Juan trabajando a razón de $3.00 por hora. En esta tabla, podemos ver que el dinero ganado es igual al producto de las horas trabajadas por 3. Otra manera de decir eso es que la constante de variación o proporción es igual o 3. También se puede observar que cada vez que "𝑥" aumenta en un 1, la variable "𝑦" aumenta en 3. Otra manera de decir eso es que la razón de cambio es igual a 3. x= horas trabajadas y= dólares ganados 0 0 1 3 2 6 3 9 4 12 EJEMPLO Si cada caja de leche contiene 4 botellas, la tabla anterior muestra la relación entre el número de cajas de leche y el número de botellas que contienen. En esta tabla, podemos ver que el número de botellas de leche se obtiene multiplicando el número de cajas de leche por 4. Cajas de leche Botellas de leche 0 0 1 4 2 8 3 12 4 16 En todas estas relaciones de los ejemplos anteriores, una variable es igual a otra variable multiplicada por una constante distinta de cero. Estas relaciones se conocen como proporciones directas o variaciones directas. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche PROPORCIÓN DE VARIACIÓN DIRECTA Aprendizaje esperado: analiza y compara situaciones de variación lineal y proporcionalidad inversa, a partir de sus representaciones tabular, gráfica y algebraica, interpreta y resuelve problemas que se modelan con este tipo de variación, incluyendo fenómenos de la física y otros contextos. PROPORCIÓN DE VARIACIÓN DIRECTA: “Cuando dos cantidades o magnitudes son directamente proporcionales, si al aumentar una magnitud la otra aumenta, o si disminuye una magnitud la otra disminuye”. Para resolver un ejercicio de proporcionalidad directa se puede utilizar: La razón de proporcionalidad Una regla de tres El método de reducción a la unidad Constante de proporcionalidad. Dos magnitudes son directamente proporcionales si al multiplicar (o dividir) una de ellas por un número, la otra queda multiplicada (o dividida) por el mismo número. Si a un valor m1 de la primera magnitud le corresponde un valor m 2 de la segunda magnitud, se puede comprobar que el cociente o razón entre estos dos valores es siempre constante. A esta cantidad se le llama constante o razón de proporcionalidad directa. Regla de tres directa Una forma muy fácil de resolver una actividad de proporcionalidad directa es un procedimiento llamado regla de tres. Consiste en aprovechar la razón o constante de proporcionalidad directa para calcular el cuarto término. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Reducción a la unidad. Sin embargo la regla de tres se convierte en un procedimiento mecánico que, aunque permite resolver de forma fácil cualquier actividad, no se razona de forma conveniente su resolución. Otro procedimiento que podemos llamar de reducción a la unidad, consiste en calcular el valor de la segunda magnitud correspondiente a la unidad de la primera. Este valor es el que se ha llamado anteriormente constante de proporcionalidad directa. A partir de aquí es más fácil calcular el valor final de la segunda magnitud. Definición Dadas dos variables “x” y “y”, los enunciados: “y” varía directamente como “x”, “y” es directamente proporcional a “x y” “y” es proporcional a “x” Todos significan que y = kx, para algún número real fijo “k”. Al número “k” se le llama la constante de variación o constante de proporcionalidad. El valor de “k” también representa la razón de cambio de la relación. Es decir, cada aumento de 1 en “x” va a corresponder a un aumento de k en “y”. Pasos para hallar la Fórmula para Relaciones de Variación Directa Las relaciones de variación directa tienen la forma 𝑦 = 𝑘𝑥 donde "𝑥" y "𝑦" son variables y "𝑘" es una constante distinta de cero. La fórmula para una relación de variación directa se puede hallar mediante los siguientes pasos: Paso 1: Traducir el enunciado a una fórmula de variación directa. "𝑦" es directamente proporcional a "𝑥" significa 𝑦 = 𝑘𝑥 Paso 2: Sustituir las variables conocidas para encontrar "𝑘" Paso 3: Sustituir "𝑘" y escribir la fórmula Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO "𝑝" varía directamente como "𝑧". Si 𝑝 = 210 cuando 𝑧 = 200, escribe la fórmula para expresar la relación entre 𝑝 y 𝑧. Solución: Paso 1: Traducir el enunciado a una fórmula de variación directa. "𝑝". varía directamente como "𝑧" significa 𝑝=𝑘∗𝑧 Paso 2: Sustituir valores conocidos para encontrar k. 210 = 𝑘 ∗ 200 210 = k· 200 210 𝑘 = 200 = 1.05. 𝑘 = 1.05. Paso 3: Sustituir "𝑘" y escribir la fórmula. 𝑝 =𝑘∗𝑧 𝑝 = 1.05𝑧 EJEMPLO "𝑢" es proporcional a "𝑣". Si 𝑢 = 16 cuando 𝑣 = 4, escribe la fórmula para la relación entre "𝑢 𝑦 𝑣". Solución Paso 1: Traducir el enunciado a una fórmula de variación directa. “u” es proporcional a “v” significa 𝑢 = 𝑘∗𝑣 Paso 2: Sustituir valores conocidos para encontrar k. 16 = 𝑘 ∗ 4 Despejando 𝑘= 16 4 =4 Paso 3: Sustituir k y escribir la fórmula. 𝑢 = 4𝑣 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO Durante una jornada de trabajo, 6 operarios cavan una zanja de 80 metros de longitud. ¿Cuántos metros cavarán 42 operarios trabajando en las mismas condiciones? Solución a) Datos del problema Numero de operarios 6 42 Longitud de la zanja 80 x b) Analizar la proporcionalidad Una atenta lectura, permite determinar que: si la variable número de operarios aumenta, la variable longitud de la zanja también lo hace en la misma razón, por el contrario, si una variable disminuye, la otra también disminuye en la misma razón. Por lo tanto se trata de una proporción directa. c) Plantear la proporción como consecuencia del tipo de proporcionalidad y resolver Forma 1 Con los datos del problema, formaremos la proporción 6 80 = , 𝑥≠0 42 𝑥 Despejamos “x” 6𝑥 = 80 ∗ 42 3360 𝑥= 6 𝑥 = 560 ¿Cuántos metros cavarán 42 operarios trabajando en las mismas condiciones? Respuesta. Cavarán 560 metros Forma 2 Con los datos del problema, calculamos la constante de proporcionalidad (k) proporción: 𝑘= 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑧𝑎𝑛𝑗𝑎 80 = 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 6 Simplificamos por 2. 𝑘= 40 3 Tenemos que 𝑘= 𝑥= 40 3 = 𝑥 42 (40)(42) 3 𝑥 = 560 ¿Cuántos metros cavarán 42 operarios trabajando en las mismas condiciones? Respuesta. Cavarán 560 metros Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO Un automóvil recorre a velocidad constante de una ciudad a otra, si con 5 litros de gasolina recorre, 675 km. ¿Cuántos kilómetros recorrerá con 1, 2, 3, 4, 5 y 6 litros de gasolina? Si dividimos “y “que representa los km, entre “x” que representa los litros, la constante de proporcionalidad sería: 𝐾= 675 = 135 𝑘𝑚. 5 Los datos se pueden registrar en una tabla de variación proporcional como la siguiente. x =Litros de gasolina 1 y= Distancia en (km) 135 2 3 4 5 6 270 405 540 675 810 Esto quiere decir que, para buscar los km, se multiplica la constante por el tiempo. Entonces la expresión algebraica de esta cuestión seria: y= kilómetros x= litros 𝒚 = (𝒌)(𝒙) 𝒌𝒎 = 𝟏𝟑𝟓 𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔 Sustituimos en la ecuación, para obtener la cantidad de kilómetros recorridos. 𝒚 = (𝒌)(𝒙) ..𝒚 = (𝟏𝟑𝟓)(𝟐) = 𝟐𝟕𝟎 𝒚 = (𝟏𝟑𝟓)(𝟑) = 𝟒𝟎𝟓 ..𝒚 = (𝟏𝟑𝟓)(𝟒) = 𝟓𝟒𝟎 𝒚 = (𝟏𝟑𝟓)(𝟓) = 𝟔𝟕𝟓 𝒚 = (𝟏𝟑𝟓)(𝟔) = 𝟖𝟏𝟎 Una vez completada la tabla ya se puede realizar la gráfica, en la cual se utiliza una parte del plano cartesiano, principalmente el primer cuadrante. En donde cada pareja de la tabla se registra por medio de puntos, que al final se unen para obtener la gráfica. gráfica proporcional directa D i s t a n c i a k m 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 1 2 3 4 5 Litros de gasolina Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 6 7 NOTA: Los datos de la primera fila de la tabla se colocan en el eje horizontal, eje x de las abscisas (litros de gasolina) y los datos de la segunda fila de la tabla se colocan en el eje vertical “y” de las ordenadas (distancia en km) como lo pueden observar en la gráfica. EJEMPLO. En una fábrica de balones, cada trabajador fabrica 5 balones al día. Si la empresa contrata más trabajadores, el número de balones que se fabrica será mayor. Escribimos una tabla con el número de trabajadores y el de balones fabricados al día: x=TRABAJADORES y=BALONES 1 2 3 5 5 10 15 25 Si dividimos el número de balones entre el de trabajadores, obtenemos un resultado constante: 5 1 =5 10 - 2 =5 15 - 3 =5 25 - 5 = 5 Este número se denomina constante de proporcionalidad o razón. Con la siguiente tabla procedemos a construir la gráfica que representa la proporción directa. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche NOTA: Los datos de la primera fila de la tabla se colocan en el eje horizontal, eje x de las abscisas (número de trabajadores) y los datos de la segunda fila de la tabla se colocan en el eje vertical “y” de las ordenadas (número de balones) como lo pueden observar en la gráfica. EJEMPLO Un coche ha dado 60 vueltas a un circuito en 105 minutos. Calcula el tiempo que tardará en recorrer en el mismo circuito 40 vueltas. REGLA DE TRES DIRECTA Numero de vueltas 60 40 𝟏𝟎𝟓 𝟔𝟎 = 𝒙= minutos 105 x 𝒙 𝟔𝟎𝒙 = 𝟏𝟎𝟓(𝟒𝟎) 𝟒𝟎 𝟏𝟎𝟓(𝟒𝟎) 𝟔𝟎 𝒙= REDUCCION A LA UNIDAD Numero de vueltas minutos 60 60/60 = 1 1* 40 40 105 105/60=1.75 1.75*40 70 Solución: 70 minutos 𝟒𝟐𝟎𝟎 = 𝟕𝟎 𝒎𝒊𝒏𝒖𝒕𝒐𝒔 𝟔𝟎 Solución: 70 minutos Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJERCICIOS PARA PRACTICAR Indicaciones Realiza una tabla de variación proporcional y la gráfica de variación, de cada una de las siguientes cuestiones: 1) Carmen compra en la dulcería 3 bolsas de dulces y pagó $180.00; ¿cuánto pagaría si compra 1, 2, 3, 4, 5 y 6 bolsas de dulces de la misma denominación? 2) Si cuatro personas pintan un muro en 18 días, ¿Cuantas personas pintaran un muro en 2, 3, 4, 6 y 9 días? 3) A cierta hora del día un poste de 1.5 metros de largo proyecta una sombra de 60 centímetros. ¿Cuánto mide un árbol que a la misma hora proyecta una sombra de 2.40 metros? PROPORCIÓN DE VARIACIÓN INVERSA Se le llama proporcional inversa se dice: “Cuando dos cantidades o magnitudes son inversamente proporcional si, al aumentar una de las magnitudes la otra disminuye en proporción inversa a la primera”. Es decir que, si una cantidad aumenta el doble, la otra cantidad disminuye a la mitad y el producto de las dos magnitudes es la constante de proporcionalidad (k). Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Constante de proporcionalidad. Dos magnitudes son inversamente proporcionales si al multiplicar (o dividir) una de ellas por un número, la otra queda dividida (o multiplicada) por el mismo número. Si a un valor m1 de la primera magnitud le corresponde un valor m2 de la segunda magnitud, se puede comprobar que el producto de estos dos valores es siempre constante. A este producto se le llama constante de proporcionalidad inversa. Regla de tres inversa. Una forma muy fácil de resolver una actividad de proporcionalidad inversa es un procedimiento llamado regla de tres. Consiste en aprovechar la constante de proporcionalidad inversa para calcular el cuarto término. Reducción a la unidad. Sin embargo, la regla de tres se convierte en un procedimiento mecánico que, aunque permite resolver de forma fácil cualquier actividad, no se razona de forma conveniente su resolución. Otro procedimiento que podemos llamar de reducción a la unidad, consiste en calcular el valor de la segunda magnitud correspondiente a la unidad de la primera. Este valor es el que se ha llamado anteriormente constante de proporcionalidad inversa. A partir de aquí es más fácil calcular el valor final de la segunda magnitud. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO La rapidez de un automóvil es de 70 Km/h y demora 5 horas en recorrer una cierta distancia. ¿Cuántas horas demorara, en recorrer la misma distancia, otro automóvil con una rapidez de 80 ok/h? Solución a) Datos del problema b) Velocidad del automóvil (km/h) 70 80 Tiempo (horas) 5 x Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche c) Analizar la proporcionalidad Una atenta lectura permite determinar que: para una distancia constante, si la variable velocidad aumenta, la variable tiempo disminuye en la misma razón, por el contrario, si una variable disminuye, la otra aumenta en la misma razón, Por lo tanto se trata de una proporción inversa d) Plantear la proporción como consecuencia del tipo de proporcionalidad y resolver . La constante de proporcionalidad es: 𝑘 = 𝑥𝑦 𝑘 = 70 ∗ 5 = 350 Con los datos del problema , formaremos las dos proporciones Velocidad del automóvil (km/h) 70 80 Tiempo (horas) 5 x 70 5 80 𝑥 Como nuestra proporcionalidad es inversa, invertimos las razones 70 = 𝑥 80 5 Despejamos a “𝑥" 70 ∗ 5 = 80 𝑥 70∗5 =𝑥 80 350 =𝑥 80 4.37 = 𝑥 El auto demorará 4.37 horas en recorrer la misma distancia EJEMPLO: En una construcción dos albañiles tardan en construir un muro en 12 días. ¿Cuántos días tardarán en construir un muro: 2, 3, 6, 8, 12 y 16 albañiles? Si multiplicamos “y “que representa los días, por “x” que representa los albañiles, la constante de proporcionalidad sería: 𝑘 = 12(2) = 24 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche Los datos se pueden registrar también en una tabla de variación proporcional como la siguiente: x=Albañiles 2 3 6 8 12 16 y=Tiempo (días) 12 8 4 3 2 1.5 Esto quiere decir que, para buscar los días que tardan lo albañiles en hacer un muro, Se divide la constante de proporcionalidad entre el número de albañiles. Entonces la expresión algebraica de esta cuestión seria: 𝑘 𝑦=𝑥 24 𝑑 = 𝑎𝑙𝑏𝑎ñ𝑖𝑙𝑒𝑠 Sustitución en la ecuación para completar la tabla 24 𝑑= = 𝟑 𝒅𝒊𝒂𝒔 24 8 𝑎𝑙𝑏𝑎ñ𝑖𝑙𝑒𝑠 𝑑= = 𝟖 𝒅𝒊𝒂𝒔 3 𝑎𝑙𝑏𝑎ñ𝑖𝑙𝑒𝑠 24 𝑑= = 𝟐 𝒅𝒊𝒂𝒔 24 12 𝑎𝑙𝑏𝑎ñ𝑖𝑙𝑒𝑠 𝑑= = 𝟒 𝒅𝒊𝒂𝒔 6 𝑎𝑙𝑏𝑎ñ𝑖𝑙𝑒𝑠 24 𝑑 = 16 𝑎𝑙𝑏𝑎ñ𝑖𝑙𝑒𝑠 = 𝟏. 𝟓 𝒅𝒊𝒂𝒔 Una vez ha completado la tabla ya se puede realizar la gráfica, en la cual se utiliza una parte del plano cartesiano, principalmente el primer cuadrante. En donde cada pareja de la tabla se registra por medio de puntos, que al final se unen para obtener la gráfica. NOTA: Los datos de la primera fila de la tabla se colocan en el eje horizontal (eje “x” de las abscisas) y los datos de la segunda fila de la tabla se colocan en el eje vertical (eje “y” de las ordenadas) como lo pueden observar en la gráfica. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche gráfica de variación proporcional inversa 14 12 10 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 Como puedes observar la gráfica de una variación proporcional inversa es una línea curva llamada hipérbola. EJEMPLO El número de obreros y los días que tardan en pintar una torre representa una situación de proporcionalidad inversa. Complete la siguiente tabla donde se relacionan estas variables. x= No. De obreros y= No. De días 1 90 2 45 3 30 4 22.5 6 15 Aplicamos la fórmula de la constante de proporcionalidad 𝑘 = 𝑥𝑦 Recuerda que 𝑥 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑏𝑟𝑒𝑟𝑜𝑠 y 𝑦 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑑í𝑎𝑠 𝑘 = 1(90) = 90 Despejamos a “y” para calcular número de días 𝑘 = 𝑥𝑦 𝑦= 𝑘 𝑥 Aplicamos formula y sustituimos valores 𝑦= 90 = 𝟑𝟎 3 𝑦= 90 = 𝟏𝟓 𝟔 𝑦= 90 = 𝟐𝟐. 𝟓 𝟒 𝑦= 90 = 𝟏𝟎 𝟗 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 9 10 18 5 Una vez ha completado la tabla ya se puede realizar la gráfica, en la cual se utiliza una parte del plano cartesiano, principalmente el primer cuadrante. En donde cada pareja de la tabla se registra por medio de puntos, que al final se unen para obtener la gráfica. GRAFICA DE PROPORCIÓN DE VARIACIÓN INVERSA NOTA: Los datos de la primera fila de la tabla se colocan en el eje horizontal “x” de las abscisas (número de obreros) y los datos de la segunda fila de la tabla se colocan en el eje vertical “y” de las ordenadas (número de días) como lo pueden observar en la gráfica EJEMPLO 6 fotocopiadoras tardan 6 horas en realizar un gran número de copias, ¿cuánto tiempo tardarían 4 fotocopiadoras en realizar el mismo trabajo? REGLA DE TRES INVERSA fotocopiadoras 6 4 6∗6= 4∗𝑥 horas 6 x 6∗6 𝑥= 4 =9 Solución: 9 horas REDUCCION A LA UNIDAD fotocopiadora horas 6 6/6 = 1 1* 4 4 6 6*6=36 36/4 9 Solución: 9 horas Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJEMPLO 18 alumnos han pagado 6 euros cada uno para comprar un regalo a una compañera, ¿cuánto tendrá que pagar cada uno si al final participan 24 alumnos? REGLA DE TRES INVERSA Número de personas 18 24 18 ∗ 6 = 24 ∗ 𝑥 REDUCCION A LA UNIDAD Euros 6 x 𝑥= Solución: 4.5 Euros 18∗6 24 = 4.5 Numero de persona Euros 18 18/18 = 1 1*24 24 6 6*18=108 108/24 4.5 Solución: 4.5 Euros Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche EJERCICIOS PARA PRACTICAR INDICACIONES Escribe la constante de proporcionalidad, realiza la tabla de variación y la gráfica de cada una de las siguientes cuestiones, en tu libreta de apuntes. 1) Una frutería vende tres sacos de mandarina en $510.00; ¿cuánto pagarías si compras 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 sacos de mandarinas? 2) Si 5 personas pintan una casa en 8 días, ¿cuantas personas pintaran una casa en 2, 4, 5, 8 y 10 días? 3) Una persona paga mensualmente a una compañía telefónica $390.00 por el servicio de internet. ¿cuánto paga por 1, 2, 3, 4, 5, 6 y7 meses? 1) Proporción directa sacos 1 2 3 dinero 170 340 510 2) Proporción inversa 4 680 días 2 4 #personas 20 10 3) Proporción directa 5 8 5 850 8 5 6 1020 7 1190 10 4 mes 1 2 3 4 5 6 7 costo 390 780 1170 1560 1950 2340 2730 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche CARPETA DE EVIDENCIAS SEGUNDO PARCIAL Semestre: Agosto 2021 – Enero 2022 EVIDENCIA Propósito: Que el estudiante aprenda a identificar y a resolver problemas de productos notables y factorización, así como problemas de razones y proporciones. Para aplicarlos en su contexto. Instrucciones para el alumno: De manera individual el alumno resolverá los siguientes problemas propuestos por el facilitador y lo integrará a su carpeta de evidencias. Lo realizara a mano, en hojas blancas con margen y con su nombre, utilizando solo pluma negra para los enunciados y lápiz para la solución del ejercicio. No deberá contener tachones o rayones. Deberá entregar sus evidencias en Forma y Tiempo. (Anexa el procedimiento) NOMBRE DEL ALUMNO:_________________________________________________ CARRERA: ____________________________________________________________ NOMBRE DEL PROFESOR(A): ___________________________________________ BINOMIO AL CUADRADO 1.- Desarrollar el cuadrado de la suma (𝟑𝒙𝟐 + 𝟐𝒚𝟐 )2 TRINOMIO CUADRADO PERFECTO 2. Escribe el término que falta en TCP. 49x4 + Anexa los procedimientos. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche + 36 BINOMIO CONJUGADO 3. Desarrollar (3x4 - 4) (3x4 + 4) BINOMIOS CON TÉRMINO COMÚN 4. Calcular el área del terreno cuyas dimensiones se muestran en la figura. Aplica la fórmula para obtener el valor del área 2x +11 2x - 7 TRINOMIO DE LA FORMA x2 + bx +C 5. Factorizar el trinomio n2+ 5n -24 6. Factorizar el trinomio x2+19x +34 RAZÓN 7. La diferencia entre el peso de dos vehículos es 120 kg. y están en la razón 7/4 Calcula el peso de cada vehículo PORCENTAJES APLICANDO PROPORCIONES 8.-El 75% de un grupo de árboles son pinos. Si hay 160 árboles, ¿cuántos son pinos? Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche PROPORCIÓN DE VARIACIÓN DIRECTA 9. En una frutería venden las sandias a $ 12.35 pesos el kilo. Completa la siguiente tabla y realiza la gráfica de variación. Número de kilos Costo en pesos 1 3 4 24.7 5 61.75 86.45 PROPORCIÓN DE VARIACIÓN INVERSA 10. Una bañera con 1 grifo tarda en llenarse 1 hora, con 2 grifos la mitad y así sucesivamente, completa la siguiente tabla indicando el tiempo que tardara en llenarse según el número de grifos que tenga. Realiza la gráfica de variación. Número de grifos Tiempo en minutos 1 2 3 4 60 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 5 6 NOMBRE DEL ALUMNO: CARRERA: CICLO ESCOLAR SEMESTRE: 1° GRUPO: 2021-2022 APRENDIZAJES ESPERADOS: 1. Caracteriza una relación proporcional directa. 2. Resignifica en contexto al algoritmo de la regla de tres simple. 3. Expresa de manera simbólica fenómenos de naturaleza proporcional en el marco de su vida cotidiana. (Productos Notables y Factorización) NOMBRE Ejercicios de variación proporcional, productos notables y factorización PLAN DE EVALUACIÓN TIPO Formativa PARCIAL: SEGUNDO PRODUCTOS ESPERADOS: Ejercicios de variación proporcional directa e inversa aplicando la regla de 3 simple. Ejercicios o problemas de Productos Notables y Factorización. Ejercicios de razón y proporción directa e inversa. ALCANCE PONDERACIÓN Heteroevaluación 100% CUMPLE SÍ NO CRITERIOS A EVALUAR OBSERVACIONES 1. Expresa correctamente la razón como la comparación de dos cantidades. 2. Resuelve correctamente porcentajes aplicando proporciones 3. Obtiene el resultado correcto de problemas proporción inversa y construye grafica de variación. 4. Obtiene el resultado correcto de problemas proporción directa y construye grafica de variación. 5. Desarrolla correctamente binomios al cuadrado 6. Resuelve correctamente trinomio cuadrado perfecto. 7. Resuelve correctamente los binomios conjugados. 8. Desarrolla correctamente binomios con término común. 9. Desarrolla correctamente la factorización de Trinomios de la forma x2 + bx + c 10. Entrega los trabajos en orden y limpieza 11. Entrega los productos esperados en el tiempo solicitado. RESULTADO DE EVALUACIÓN COMPETENCIAS GENÉRICAS: 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. ATRIBUTOS: 4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas. 4.2 Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores, el contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue. 5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos. 5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez. NOMBRE Y FIRMA DE QUIEN EVALUÓ: OBSERVACIONES: Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche BIBLIOGRAFÍA Álgebra Elemental. Allen R. Angel Álgebra. Baldor, Aurelio. Grupo Editorial Patria, 2da Edición. Álgebra Elemental. Richard N. Aufman / Joanne S. Lockwood Álgebra. Contreras Riquelme, Teresa Edda, Gafra Editores, 2da Edición. Aritmética y Álgebra, Fuenlabrada de la Vega Trucíos, Samuel; Fuellabrada Velázquez, Irma Rosa. (2014). México. Editorial Mc Graw-Hill. 4ta Edición. Matemáticas I. Cuéllar Carvajal, Juan Antonio. Editorial McGraw-Hill, 3ra Edición. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche