ÁLGEBRA‐I 1.2 FÓRMULA CUADRÁTICA Binomio al cuadrado a b a 2 b2 2ab 3 Binomio al cubo a b a 3 3a 2b 3ab 2 b3 Diferencia de cuadrados a2 b2 a b a b Diferencia de cubos a 3 b 3 a b a 2 b 2 ab Suma de cubos a 3 b 3 a b a 2 b 2 ab a4 b4 a b a b a2 b2 2 a b c a 2 b2 c 2 2ab 2ac 2bc 2 POTENCIAS RADICALES DEFINICIÓN DEFINICIÓN a a a m m 1 a a n m m a PROPIEDADES PROPIEDADES a n a nm m a b an bn n n an a n ; b0 b b Llamamos discriminante a: b 2 4ac Si 0 Dos soluciones reales distintas: x1 , x 2 Si 0 Una solución real doble: x1 x 2 Si 0 Sin solución real, dos soluciones complejas n log a x y a x x 0 ; a 0 ; a 1 n 1 n a n ab a b a b n n m n n m a ; b0 b n a a nm n a a m m impar a a m m par a n n n ac ar c n par a 0 n a ; n a a 0 no definida n impar n a n a log b N log b a log a a n n log 2 0, 3010 ; log 3 0, 4771 ; e 2, 7182818 ln 10 2, 302585 ; log e 0, 434294 VALOR ABSOLUTO a Cerrado Semiabierto Semicerrado Semirrecta cerrada Semirrecta cerrada Semirrecta abierta Semirrecta abierta Recta real Conjunto vacio u log a log a u log a v v log a u n n log a u 1 n log a u log a u n log a 1 0 ; log a a 1 Cambio de base log a N log10 A log A decimal log e A ln A neperiano log a u v log a u log a v log a 0 no existe INTERVALOS a, b a, b a, b a, b a, , b a, , b , ac a PROPIEDADES Para n 0 (negativo) el log a n no existe m a m p a m m am r 2 Tipos y Simplificar: n p b 2 LOGARÍTMOS DEFINICIÓN n b 2 Haciendo: S x1 x 2 ; P x1 x 2 n 1 a n n ; a 0, n 0 a 0 a 1 ; a 0 Abierto x1 Si b es par: ax 2 bx c a x x1 x x 2 an a ; a2 a n b b 2 4ac 2a x 2 Sx P 0 forma canónica a n am nm x a b bn a nveces n ax 2 bx c 0 ; a 0 ; a, b, c b x : a x b x : a x b x : a x b x : a x b x : x a x : x b x : x a x : x b DEFINICIÓN a si a 0 a a si a 0 a 0 a a ab a b ab a b d a, b b a a b DISTANCIA en la recta real ba x a Los intervalos son subconjuntos de números reales formados por todos aquellos números que están comprendidos entre dos dados, llamados extremos del intervalo; a veces, puede haber solo un extremo. PROPIEDADES n an a a a ; a1 a DEFINICIÓN PRODUCTOS NOTABLES Siendo a0 a 0 x a a a x a a 0 0 a x a a a 0 a LOGARITMOS DEFINICIÓN 1.2 Observaciones Propiedades El cero no tiene logaritmo: Forma Logarítmica ① loga P Q loga P loga Q Forma Exponencial loga x y a y x a 0 a 1 ; x 0 ; y P ② loga loga P loga Q Q De la definición deducimos que: ③ loga Pn n loga N Y se lee logaritmo en base a de x a log ax x ④ loga P n El logaritmo de un número es un exponente, y solo eso. log b N log b a log N ln N log a ln a 1 log a P log P a log10 N log N Logaritmos neperianos log e N ln N Antilogaritmo log a x y Anti log a y x a y x Ejemplo Si log N log10 N 2,1673 N 102,1673 147 a log 1 log P co log P P también se escribe: De la definición de logaritmo y de sus propiedades deducimos las siguientes igualdades: log a n log a a 1 pues a a 1 log a n log a a n n log a P log a n P n log n n a P log n Anti log 2,1673 147 Equivalencias Igualdades log a 1 0 pues a 0 1 log a k ; k 0 loga P n Q P log a log a P Q log 1 P log a P log a N Los números negativos no tienen logaritmo: Logaritmos decimales CAMBIO DE BASE log a N log a 0 a m m P log a P ; log a n a m n n 1 1 P log a P ; log a n a n n P n log a P ; log n a n m a log 2 0,3010 log 3 0, 4771 log e 0, 4343 ln 2 0,6931 ln 3 1,0986 ln10 2,3026 log N 0, 4343 ln N Otras relaciones: log b a log c b log d c log e d log e a " regla de la cadena " ln N 2,3026 log N log na P log a P log a P log a P log 5 log n log a P n veces Los logaritmos fueron introducidos en matemáticas con el propósito de facilitar, simplificar o hacer posible complicados y tediosos cálculos numéricos. Utilizando logaritmos podemos convertir productos en sumas, cocientes en restas, potencias en productos y raíces en cocientes. El método de cálculo mediante logaritmos aparece en el siglo XVII gracias a los trabajos independientes de Neper y Bürgi. Los logaritmos se emplearon habitualmente en astronomía, geodesia, navegación marítima y matemática. 10 1 log 2 2 SIGNO logaritmos N 1 0 N 1 a 1 0 a 1 APLICACIONES : Geología: escala Richter; Química: cálculo de pH; Arqueología: velocidad desintegración del C 14; Física: intensidad sonora; Medicina: concentración de alcohol en sangre, etc... Hasta la llegada de las calculadoras y los ordenadores los logaritmos fueron muy utilizados por científicos, ingenieros, para realizar operaciones más fácil y rápidamente, usando reglas de cálculo y tablas de logaritmos. La constante a es un número real positivo distinto de 1 y se denomina base del sistema de logaritmos. El número N debe ser un número real positivo El exponente b puede ser cualquier número real Es decir, la operación de logaritmación ( extracción de logaritmos o tomar logaritmos ) es siempre posible en el campo real cuando tanto la base a como el número N son positivos. La base puede ser cualquier número pero las más frecuentes son la base 10 (logaritmos decimales) y la base e (logaritmos neperianos) y lo habitual es no escribir la base. VALOR ABSOLUTO / inecuaciones DEFINICIÓN PROPIEDADES Si x es un número real cualquiera, el valor absoluto de x , escrito x , queda definido del siguiente modo: x x x x 0 para todo x , y x 0 x 0 si x 0 si x 0 xy x y xy x y Si a y b son dos números reales, entonces la distancia entre los puntos a y b sobre la recta real es: Una distancia siempre es positiva x a x a x a x a x a INTERPRETACIÓN GEOMÉTRICA a 0 a a 0 a a 0 a a 0 a a 0 a a x c d k x c d x c d 0 x c d a x a x 7 7 x 7 7, 7 a x a x 7 7 x 7 7, 7 c cd cd c cd cd c cd cd c cd c cd ck cd cd ck c x 4 x 4 ó x 4 , 4 4, 0 x 2 x 0 y 2 x 2 0 x a a x a y x 0 cd c cd x 4 x 4 ó x 4 , 4 4, x0 x a a x a a k cd k x c d k 0, k d 0 EJEMPLO x 5 x 5 ó x 5 x a ó x a a 0 x c d x c d x a se expresa así: x -a ó x a x a k x a x a se expresa así: x -a ó x a EXPRESIÓN SIN VALOR ABSOLUTO x a ó x a k x a k 0, k a x a se expresa así: a x a Si el punto a se elimina del conjunto, se denomina entorno reducido. 0 x 0 x a para todo x , y Si a es positivo, entonces: x a se expresa así: a x a Si a es un punto de la recta real y r un número real positivo, es llama entorno de centro a y radio r al conjunto de puntos cuya distancia a a es menor que r. Se simboliza Er (a) x a r d a, b a b b a a0 ; d0 para todo x , y 1.1 cd x k ó x k 3 x 7 x a a x a 7 x 3 ; 3 x 7 k x a a x k ó k x a 7, 3 3, 7 x c d x c d ó x c d d x c d d c x d c d x c d d c x d c x c d ó x c d x cd ó x cd x 3 8 x 5 ó x 11 x 5 9 4 x 14 4, 14 x 5 9 4 x 14 4, 14 x 5 12 x 7 ó x 17 , 7 17, x c d ó x c d x cd ó x cd , 7 17, 0 x c 0 x 3 11 x c 0 x c x 5 12 x 7 ó x 17 x c y d c x d c x 3 y 8 x 14 x 3 y 8, 14 k x c 4 x 6 13 x c d d c x d c x ck ó x ck x c d cd x cd cd x ck ó ck x cd 7 x 2 ó 10 x 19 7, 2 10, 19 estrictamente menor ; menor o igual que ; estrictamente mayor ; mayor o igual que G R Á F I C A S DE FUNCIONES ─ I FUNCIONES LINEALES FUNCIONES EXPONENCIALES y 2x yk 1.2 yx 1 y 2 ax x y mx b 0 a 1 a 1 FUNCIONES POTENCIALES FUNCIONES LOGARÍTMICAS y log 2 x y x2 y log 1 x log a x y x 4 2x 2 y x 3 2x 2 FUNCIONES RACIONALES 0 a 1 a 1 y 1 x y 1 x2 y 1 x 1 2 FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS Función seno Función coseno y sen x y 1 x 1 2 y x x 1 y 2 y cos x x2 1 x FUNCIONES DEFINIDAS POR INTERVALOS Función tangente Funciones Valor Absoluto y x E x Función Parte Entera y E x Función Signo y sgn x Función secante y sec x FUNCIONES IRRACIONALES y x y cot x y x2 1 y x Función Mantisa y tan x Función cotangente 3 y x 3 y x2 Función cosecante y csc x G R Á F I C A S DE FUNCIONES ─ Transformaciones 1.1 DESPLAZAMIENTO VERTICAL DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL Supongamos que c 0 Para graficar y f ( x) c , desplazamos la gráfica de y f ( x) hacia arriba c unidades. Para graficar y f ( x) c , desplazamos la gráfica de y f ( x) hacia abajo c unidades. Supongamos que c 0 Para graficar y f ( x c), desplazamos la gráfica de y f ( x) a la derecha c unidades. Para graficar y f ( x c) , desplazamos la gráfica de y f ( x) a la izquierda c unidades. ESTIRAMIENTO Y ACORTAMIENTO VERTICAL Para graficar y c f ( x) Si c 1, alargamos verticalmente la gráfica de y f ( x) por un factor c . Si 0 c 1, acortamos verticalmente la gráfica de y f ( x) por un factor c . REFLEXIÓN DE GRÁFICAS Para graficar y f ( x) , reflejamos la gráfica de y f ( x) en el eje X Para graficar y f ( x) , reflejamos la gráfica de y f ( x) en el eje Y ALARGAMIENTO Y ESTIRAMIENTO HORIZONTAL Para graficar y f (c x) Si c 1, acortamos horizontalmente la gráfica de y f ( x) por un factor 1 c . Si 0 c 1, alargamos horizontalmente la gráfica de y f ( x) por un factor 1 c . Transformaciones de funciones: Se pretende que, a partir del conocimiento de la gráfica de una función f, esencialmente mediante traslaciones, contracciones y reflexiones, se obtenga un bosquejo de la gráfica de una función g de la forma: g ( x ) k f (ax b) c Ejemplo: Trigonometría RELACIÓN FUNDAMENTAL sen cos 1 2 2 tg 2 1 sec 2 1 cotg cosec 2 2 cateto opuesto sen hipotenusa cateto adyacente cos hipotenusa cateto opuesto tg cateto adyacente Sistema sexagesimal : circunferencia 360º 2 rad 40 48 20 0, 6 0.013 20, 68º 60 3600 20º 20, 68º 0, 68 60 40,8' 20º 40 ' 48" 0,8 60 48" Razones trigonométricas de cualquier ángulo TRANSFORMACIONES Ángulo DOBLE base altura abc ; s 2 2 1 1 1 A bc sen ac sen ab sen 2 2 2 A Razones trigonométricas de un ángulo agudo 1º 60 ' ; 1' 60" ; Larco radio ángulo (en rad) 20º 40 ' 48" 20º Área (A), radios de la circunferncia inscrita (r) y circunscrita (R), y semiperímetro (s) hipotenusa cosec cateto opuesto sec cotg sen 2 2sen cos cos 2 cos 2 sen 2 A s s a s b s c r s hipotenusa cateto adyacente r tg 2 Conversión : 1º 0, 0175rad ; 1rad 57, 296º 180 a b radianes grados 180 180 0,0175 180 2, 5 rad 143,24º sen 1 cos 2 2 cos 1 cos 2 2 [1] Tres segmentos son triángulo si: sa y sb y sc Triángulos rectángulos T. Pitágoras: a b c 2 2 2 tg 1 tg 2 Ángulo MITAD s a s b s c s 1 a 1 b 1 c R 2 sen 2 sen 2 sen cateto adyacente cateto opuesto Sumas en Productos sen sen 2sen cos 2 2 sen sen 2 cos sen 2 2 cos cos 2 cos cos 2 2 cos cos 2sen sen 2 2 tg 2 180 57,296 Productos en sumas 1 1 sen cos sen sen 2 2 1 1 sen sen cos cos 2 2 1 1 cos cos cos cos 2 2 Sumas y Diferencias 1 cos 2 1 cos sen sen cos cos sen a 2 b 2 c 2 T . rectángulo cos cos cos sen sen a 2 b 2 c 2 T . acutángulo tg a 2 b 2 c 2 T . obtusángulo sen cos 1 cotg tg 1 sec cos 1 cosec sen [1] Tres segmentos forman triángulo si el valor de su semisuma es mayor que la longitud de cualquiera de ellos. tg ordenada radio abscisa x cos radio r ordenada tan abscisa sen y r VALORES Teorema de la altura h 2 Pb Pc ; h a b c grados Teorema del cateto 2 b a Pb ; c a Pc 2 0º 30º 45º 60º 6 4 3 2 1 2 3 2 3 3 2 2 2 2 3 2 1 2 1 1 radianes 0 Cualquier triángulo Teorema del seno : sen 0 Las longitudes de los lados de un triángulo son proporcionales a los senos de los ángulos opuestos. cos 1 tan 0 cotg * 3 sec 1 2 3 3 cosec * 2 a b c 2R sen sen sen Teorema del coseno : y x tg tg 1 tg tg 3 2 2 1 0 1 0 0 1 0 1 3 * 0 * 0 3 3 0 * 0 * 2 2 * 1 * 1 2 2 3 3 1 * 1 * En todo triángulo se verifica que a 2 b 2 c 2 2bc cos b a c 2ac cos 2 2 2 c 2 a 2 b 2 2ab cos Nota: Para ángulos obtusos el coseno es negativo Función arco seno : y arc sen x x sen y ej. con la calculadora: sin 1 arc sen 0,5 30º 90º 180º 270º 360º Un radián (1 rad) es el ángulo central (de una circunferencia) que abarca un arco con igual longitud que el radio. Notación : sen 2 sen 2 sen 2 tg tan ; cotg cot ; cosec csc GEOMETRÍA ANALÍTICA PENDIENTE DE UNA RECTA m 1.1 RECTAS PARALELAS r Ax By C 0 s Ax By D 0 r s u v B, A u y2 y1 x 2 x1 r y mr x b s y ms x c r s mr ms v ECUACIÓN PUNTO‐PENDIENTE DE LA RECTA RECTAS PERPENDICULARES u y y1 m x x1 v Recta que pasa por P cuya pendiente es m r A1 x B1y C1 0 s A2 x B2 y C 2 0 r s uv 0 r s A1 A2 B1 B2 0 1 r s mr ms ECUACIÓN EXPLÍCITA DE LA RECTA VECTOR v y mx b Recta que tiene de pendiente m y cuya ordenada en el origen es b Módulo 2 2 AB x 2 x1 y2 y1 v v12 v22 DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS d P, Q x 2 x1 2 y2 y1 Componentes AB x 2 x1 , y2 y1 v v1 , v2 2 BARICENTRO DE UN TRIÁNGULO PUNTO MEDIO DE UN SEGMENTO 1 AM AB 2 x x 2 y1 y2 M 1 , 2 2 x x 2 x 3 y1 y2 y3 G 1 , 3 3 GEOMETRÍA‐I FIGURAS CIRCULARES POLÍGONOS d A l2 P 4l l h b d l 2 RECTÁNGULO A bh CUADRADO h Dd A 2 CIRCUNFERENCIA L 2r Bb A h 2 b D d 1.3 ARCO Larco CORONA 2r 360º A R2 r 2 B TRAPECIO ROMBO CÍRCULO r A r2 h l b ROMBOIDE A bh a A Pa 2 TRAPECIO circular SECTOR Asec r 360º 2 A R2 r 2 360º POLÍGONO REGULAR POLÍGONO REGULAR ( solo en hexágono: radio = lado ) c Ángulo central: El formado por dos radios consecutivos TRIÁNGULO A base altura 2 c e c a ha 2 i 180º c i Ángulo interior: formado A rs a bc A 4R por dos lados consecutivos i P abc por un lado y la prolongación del lado consecutivo nº diagonales desde un vértice Si es un triángulo, la longitud de cualquier lado es menor que el semiperímetro s. Fórmula de Herón A s s a s b s c A área ; P perímetro ; s semiperímetro ; a, b, c lados ; C circunferencia ha , hb , hc alturas sobre lados ; R radio C. circunscrita ; r radio C. inscrita a 180º n 2 n e Ángulo exterior: El formado abc s 2 c 360º n Teorema de Pitágoras (TRIÁNGULO RECTÁNGULO) b a b c 2 2 2 Polígono: Línea poligonal cerrada Elementos: LADOS, VÉRTICES y DIAGONALES A área D diagonal mayor l lado d diagonal Polígono convexo: Todos sus ángulos interiores son menores de 180º h a altura apotema r L radio longitud Polígono cóncavo: algún ángulo interior es mayor de 180º P b perímetro base r R radio radio mayor B base mayor ángulo c ángulo central e ángulo exterior i s semiperímetro ángulo interior A T1 T2 T3 Suma de ángulos interiores Si 180º n 2 Diagonal: Segmento que une dos vértices no consecutivos núm. diagonales de polígono regular n 3 n º de D n n 3 2 Polígono Regular: Es el que tiene todos sus lados y todos sus ángulos iguales. Elementos: Lados, Vértices, Diagonales, Circunferencia inscrita, Circunferencia circunscrita, Centro, Radio, Apotema, Perímetro. Son polígonos regulares: Triángulo equilátero, cuadrado, pentágono regular, hexágono regular, etc... T1 T2 T3 CIRCUNFERENCIA A Formulario Básico de Física y = x tan θ − Cine matic a gx 2 2V0 2 sen 2 θ Movimiento rectilíneo uniforme (MRU): x = V0 cos θ.t sigue una trayectoria recta, con velocidad Posición de partícula: constante y aceleración nula. 1 2 y = V0 sen θ.t − gt 2 e : espacio e v : velocidad v t V0 2 sen2 θ t : tiempo Alcance máximo: D = g tencuentro = d VA + VB talcance = d VB − VA V 2 sen θ 2 Altura máxima: H = 0 2g Movimiento rectilíneo uniformemente Tiempo de vuelo: T = 2V0 sen θ V g variado (MRUV): sigue una trayectoria recta, con velocidad variable y aceleración nula. 4H Ángulo de tiro: tan θ = V − Vi D * Vf = V0 at * a= f t * Vf 2 = V0 2 2ae * e = V0 t 1 2 at 2 V + Vi * e = f t 2 DINAMICA V + Vi * Vm = f 2 Caso I: Equilibrio / Reposo / Equilibrado ∑Fx = 0 Caída libre vertical: * Vf = V0 gt V2 * h máx = i 2g ∑Fy = 0 * Vf = V0 2gh 2V * t vuelo = i g 1 * h = V0 t gt 2 2 h * t encuentro = V1 + V2 2 2 * talcance = Caso II: Equilibrante / Fuerza Equilibrante h V1 − V2 ∑Fx + Ex = 0 ∑Fy + Ey = 0 Caso III: Resultante / Fuerza Resultante Movimiento Parabólico: Y ∑Fx = Rx M Vx P Vx V0 y V0 V0x H Vy ∑Fy = Ry V X D Ecuación de la trayectoria: