sábado, 20 de abril de 2013

Polinomios

Un polinomio es así:
 


Están hechos de:
círculo coeficientes numericos (como 3, -20, o ½)
círculo literales (como x e y)
círculo exponentes (como el 2 en y2) pero sólo pueden ser 0, 1, 2, 3, ... etc
Que se pueden combinar usando:
+ - × sumas, restas y multiplicaciones...
 

Estas reglas hacen que los polinomios sean simples, ¡así es fácil trabajar con ellos!

¿Son polinomios o no?

polinomio
Estos son polinomios:
  • 3x
  • x - 2
  • 3xyz + 3xy2z - 0.1xz - 200y + 0.5
Y estos no son polinomios
  • 2/(x+2) no lo es, porque dividir no está permitido
  • 3xy-2 no lo es, porque un exponente es "-2" (los exponentes sólo pueden ser 0,1,2,...)
Pero esto sí está permitido:
  • x/2 está permitido, porque también es (½)x (la constante es ½, o 0.5)
  • también 3x/8 por la misma razón (la constante es 3/8, o 0.375)

Monomios, binomios, trinomios

Hay nombres especiales para los polinomios con 1, 2 o 3 términos:
monomio, binomio, trinomio


Muchos términos

Los polinomios pueden tener montones de términos, pero no infinitos términos.

¿Qué tienen de especial los polinomios?

Por su definición tan estricta, es fácil trabajar con polinomios.
Por ejemplo sabemos que:
  • Si sumas o restas polinomios te sale un polinomio
  • Si multiplicas polinomios te sale un polinomio
Así que puedes hacer muchas sumas y multiplicaciones con ellos, y siempre sale un polinomio al final.

Grado

El grado de un polinomio con una sola variable es el mayor exponente de esa variable.
Ejemplo:
4x3-x-3 El grado es 3 (el mayor exponente de x)

Leyes conmutativa, asociativa y distributiva


Leyes conmutativas

Las "leyes conmutativas" sólo quieren decir que puedes intercambiar los números cuando sumas o cuando multiplicas y la respuesta va a ser la misma.
a + b  =  b + a
a × b  =  b × a

Ejemplos:

Puedes intercambiarlos cuando sumas: 3 + 6 = 6 + 3

Puedes intercambiarlos cuando multiplicas: 2 × 4 = 4 × 2

Leyes asociativas

Las "Leyes asociativas" quieren decir que no importa cómo agrupes los números (o sea, qué calculas primero) cuando sumas o cuando multiplicas.
(a + b) + c  =  a + (b + c)
(a × b) × c  =  a × (b × c)

Ejemplos:

Esto: (2 + 4) + 5  =  6 + 5  =  11
da el mismo resultado que esto: 2 + (4 + 5)  =  2 + 9  =  11

Esto: (3 × 4) × 5  =  12 × 5  =  60
da el mismo resultado que esto: 3 × (4 × 5)  =  3 × 20  =  60

Usos:

A veces es más fácil sumar o multiplicar si cambiamos el orden:
¿Cuánto es 19 + 36 + 4?
19 + 36 + 4  =  19 + (36 + 4)  =  19 + 40 = 59
O si los reordenamos un poco (fíjate que aquí usamos también la ley conmutativa para eso):
¿Cuánto es 2 × 16 × 5?
2 × 16 × 5  =  (2 × 5) × 16  =  10 × 16 = 160

Ley distributiva

La "ley distributiva" es la mejor de todas, pero hay que usarla con mucho cuidado.
Quiere decir que la respuesta es la misma cuando:
  • sumas varios números y el resultado lo multiplicas por algo, o
  • haces cada multiplicación por separado y luego sumas los resultados
Así:
(a + b) × c  =  a × c  +  b × c

Ejemplos:

Esto: (2 + 4) × 5  =  6 × 5  =  30
da el mismo resultado que esto: 2×5 + 4×5  =  10 + 20  =  30

Esto: (6 - 4) × 3  =  2 × 3  =  6
da el mismo resultado que esto: 6×3 - 4×3  =  18 - 12  =  6

Usos:

A veces es más fácil si rompemos una multiplicación difícil:
¿Cuánto es 204 × 6?
204 × 6  =  200×6 + 4×6  =  1,200 + 24  =  1,224

O para combinar:
¿Cuánto es 6 × 16 + 4 × 16?
6 × 16 + 4 × 16  =  (6+4) × 16  =  10 × 16  =  160

formulas:

Leyes conmutativas: a + b  =  b + a
a × b  =  b × a
Leyes asociativas: (a + b) + c  =  a + (b + c)
(a × b) × c  =  a × (b × c)
Ley distributiva: (a + b) × c  =  a × c  +  b × c

Exponentes fraccionarios

También se llaman "radicales"

Exponentes

10 a la potencia 2 El exponente de un número dice cuántas veces se multiplica el número.
En este ejemplo: 82 = 8 × 8 = 64
  • En palabras: 82 se puede leer "8 a la segunda potencia", "8 a la potencia 2" o simplemente "8 al cuadrado"

Exponentes fraccionarios: ½

En el ejemplo de arriba, el exponente es "2", ¿pero y si fuera "½"? ¿Cómo funcionaría?

Pregunta: ¿Qué es x½ ?

Respuesta: x½ = la raíz cuadrada de x   (o sea x½ = √x)

¿Por qué?

Porque si calculas el cuadrado de x½ tienes: (x½)2 = x1 = x
Para entenderlo, sigue esta explicación de dos pasos:
1 Primero, hay una regla general: (xm)n = xm×n
(Porque primero multiplicas x "m" veces, después tienes que hacer eso "n" veces, en total m×n veces)

Ejemplo: (x2)3 = (xx)3 = (xx)(xx)(xx) = xxxxxx = x6

Así que (x2)3 = x2×3 = x6
2 Ahora, vemos qué pasa cuando hacemos el cuadrado de x½:


(x½)2 = x½×2 = x1 = x

Cuando hacemos el cuadrado de x½ sale x, así x½ tiene que ser la raíz cuadrada de x

Probamos con otra fracción

Vamos a probar otra vez, pero con un exponente de un cuarto (1/4):

¿Qué es x¼?

(x¼)4 = x¼×4 = x1 = x
Entonces, ¿qué valor se puede multiplicar 4 veces para tener x? Respuesta: La raíz cuarta de x.

Así que x¼ = la raíz cuarta de x

Regla general

De hecho podemos hacer una regla general:
Un exponente fraccionario como 1/n significa hacer la raíz n-ésima:

Ejemplo: ¿Cuánto es 271/3 ?

Respuesta: 271/3 = 27 = 3

¿Qué pasa con fracciones más complicadas?

Las fracciones más complicadas se pueden separar en dos partes:
  • una parte con un número entero, y
  • una parte con una fracción del tipo 1/n
Para entender eso, sólo recuerda que m/n = m × (1/n):

Así que tenemos esto:
Un exponente fraccionario como m/n significa haz la potencia m-ésima, después haz la raíz n-ésima

Ejemplo: ¿Cuánto es 43/2 ?

Respuesta: 43/2 = 43×(1/2) = √(43) = √(4×4×4) = √(64) = 8

Ahora... ¡Juega con el gráfico!

Mira cómo la curva cambia suavemente cuando juegas con las fracciones en esta animación, esto te indica que la idea de exponentes fraccionarios funciona bien. Cosas que probar:
  • Empieza con m=1 y n=1, después aumenta la n poco a poco para que veas 1/2, 1/3 y 1/4
  • Después prueba m=2 y mueve la n para ver fracciones como 2/3 etc.
  • Ahora haz que el exponente sea -1
  • Finalmente prueba a hacer m más grande, después n más pequeño, después m más pequeño, después n más grande: la curva debería dar vueltas

Leyes de los exponentes

Los exponentes también se llaman potencias o índices
10 a la potencia 2 El exponente de un número dice cuántas veces se multiplica el número.
En este ejemplo: 82 = 8 × 8 = 64
  • En palabras: 82 se puede leer "8 a la segunda potencia", "8 a la potencia 2" o simplemente "8 al cuadrado"

Todo lo que necesitas saber...

Todas las "Leyes de los Exponentes" (o también "reglas de los exponentes") vienen de tres ideas:
El exponente de un número dice multiplica el número por sí mismo tantas veces
   
Lo contrario de multiplicar es dividir, así que un exponente negativo significa dividir
   
Un exponente fraccionario como 1/n quiere decir hacer la raíz n-ésima:

Si entiendes esto, ¡entonces entiendes todos los exponentes!
Y todas las reglas que siguen se basan en esas ideas.

Leyes de los exponentes

Aquí están las leyes (las explicaciones están después):
Ley Ejemplo
x1 = x 61 = 6
x0 = 1 70 = 1
x-1 = 1/x 4-1 = 1/4


xmxn = xm+n x2x3 = x2+3 = x5
xm/xn = xm-n x4/x2 = x4-2 = x2
(xm)n = xmn (x2)3 = x2×3 = x6
(xy)n = xnyn (xy)3 = x3y3
(x/y)n = xn/yn (x/y)2 = x2 / y2
x-n = 1/xn x-3 = 1/x3


Explicaciones de las leyes

Las tres primeras leyes (x1 = x, x0 = 1 y x-1 = 1/x) son sólo parte de la sucesión natural de exponentes. Mira este ejemplo:
Ejemplo: potencias de 5
  ... etc...  
52 1 × 5 × 5 25
51 1 × 5 5
50 1 1
5-1 1 ÷ 5 0.2
5-2 1 ÷ 5 ÷ 5 0.04
  ... etc...  
verás que los exponentes positivos, cero y negativos son en realidad parte de un mismo patrón, es decir 5 veces más grande (o pequeño) cuando el exponente crece (o disminuye).

La ley que dice que xmxn = xm+n

En xmxn, ¿cuántas veces multiplicas "x"? Respuesta: primero "m" veces, despuésotras "n" veces, en total "m+n" veces.

Ejemplo: x2x3 = (xx) × (xxx) = xxxxx = x5

Así que x2x3 = x(2+3) = x5

La ley que dice que xm/xn = xm-n

Como en el ejemplo anterior, ¿cuántas veces multiplicas "x"? Respuesta: "m" veces, después reduce eso "n" veces (porque estás dividiendo), en total "m-n" veces.

Ejemplo: x4-2 = x4/x2 = (xxxx) / (xx) = xx = x2

(Recuerda que x/x = 1, así que cada vez que hay una x "sobre la línea" y una "bajo la línea" puedes cancelarlas.)
Esta ley también te muestra por qué x0=1 :

Ejemplo: x2/x2 = x2-2 = x0 =1

La ley que dice que (xm)n = xmn

Primero multiplicas x "m" veces. Después tienes que hacer eso "n" veces, en total m×n veces.

Ejemplo: (x3)4 = (xxx)4 = (xxx)(xxx)(xxx)(xxx) = xxxxxxxxxxxx = x12

Así que (x3)4 = x3×4 = x12

La ley que dice que (xy)n = xnyn

Para ver cómo funciona, sólo piensa en ordenar las "x"s y las "y"s como en este ejemplo:

Ejemplo: (xy)3 = (xy)(xy)(xy) = xyxyxy = xxxyyy = (xxx)(yyy) = x3y3

La ley que dice que (x/y)n = xn/yn

Parecido al ejemplo anterior, sólo ordena las "x"s y las "y"s

Ejemplo: (x/y)3 = (x/y)(x/y)(x/y) = (xxx)/(yyy) = x3/y3

La ley que dice que

Para entenderlo, sólo recuerda de las fracciones que n/m = n × (1/m):

Ejemplo:

Y eso es todo

Si te cuesta recordar todas las leyes, acuérdate de esto:
siempre puedes calcular todo si entiendes las tres ideas de la parte de arriba de esta página.

Ah, una cosa más... ¿Qué pasa si x= 0?

Exponente positivo (n>0) 0n = 0
Exponente negativo (n<0) ¡No definido! (Porque dividimos entre 0)
Exponente = 0 Ummm ... ¡lee más abajo!

El extraño caso de 00

Hay dos argumentos diferentes sobre el valor correcto. 00 podría ser 1, o quizás 0, así que alguna gente dice que es "indeterminado":
x0 = 1, así que ... 00 = 1
0n = 0, así que ... 00 = 0
Cuando dudes... 00 = "indeterminado"

El orden de las operaciones 

Operaciones

Las "operaciones" son por ejemplo sumar, restar, multiplicar, dividir, calcular el cuadrado, etc. Si algo no es un número entonces probablemente es una operación.
Pero, cuando ves algo como...
7 + (6 × 52 + 3)
... qué parte tendrías que calcular primero?

¿Empiezas por la izquierda y vas hacia la derecha?
¿O de derecha a izquierda?
Atención: ¡Si lo calculas en el orden equivocado, tendrás una respuesta equivocada!
Así que hace tiempo la gente se puso de acuerdo en seguir algunas reglas para hacer cálculos, y son:

El orden de las operaciones

Primero haz las cosas entre paréntesis. Ejemplo:
sí   6 × (5 + 3) = 6 × 8 =
48
 
no   6 × (5 + 3) = 30 + 3 =
33
(mal)
Exponentes (potencias, raíces) antes que multiplicaciones, divisiones, adiciones o sustracciones. Ejemplo:
sí   5 × 22 = 5 × 4 =
20
 
no   5 × 22 = 102 =
100
(mal)
Multiplicar o dividir va antes que sumar o restar. Ejemplo:
sí   2 + 5 × 3 = 2 + 15 =
17
 
no   2 + 5 × 3 = 7 × 3 =
21
(mal)
Aparte de eso se va de izquierda a derecha. Ejemplo:
sí   30 ÷ 5 × 3 = 6 × 3 =
18
 
no   30 ÷ 5 × 3 = 30 ÷ 15 =
2
(mal)

¿Cómo me puedo acordar? ¡PEMDAS!

 
P
Paréntesis primero
E
Exponentes (potencias y raíces cuadradas, etc.)
MD
Multiplicación y División (de izquierda a derecha)
AS
Adición y Sustracción (de izquierda a derecha)


Nota: multiplicar y dividir están al mismo nivel. Sumar y restar están al mismo nivel.

  Después de hacer "P" y "E", sólo ve de izquierda a derecha haciendo las "M" o "D" cuando te encuentres una.
Entonces ve de izquierda a derecha haciendo las "A" o "S" cuando las encuentres.
Nota: no hace falta que te aprendas PEMDAS si no quieres, lo importante es que te aprendas el orden de las operaciones correctamente.

Ejemplos

Ejemplo: ¿Cómo calculas 3 + 6 × 2 ?
Multiplicación antes que Adición:
Primero 6 × 2 = 12, después 3 + 12 = 15

Ejemplo: ¿Cómo calculas (3 + 6) × 2 ?
Paréntesis primero:
Primero (3 + 6) = 9, después 9 × 2 = 18

Ejemplo: ¿Cómo calculas 12 / 6 × 3 ?
Multiplicación y División están al mismo nivel, ve de izquierda a derecha:
Primero 12 / 6 = 2, después 2 × 3 = 6

Ah, sí, ¿y qué pasa con 7 + (6 × 52 + 3)?
7 + (6 × 52 + 3)  
7 + (6 × 25 + 3) Empieza dentro del paréntesis, y después haz los exponentes primero
7 + (150 + 3) Después multiplica
7 + (153) Después suma
7 + 153 Paréntesis hecho, la última operación es una suma
160 ¡HECHO!

Exponentes

Los exponentes también se llaman potencias o índices
10 a la potencia 2 El exponente de un número nos dice cuántas veces se usa el número en una multiplicación.
En este ejemplo: 82 = 8 × 8 = 64
  • En palabras: 82 se puede leer "8 a la segunda potencia", "8 a la potencia 2" o simplemente "8 al cuadrado"
Más ejemplos:
Ejemplo: 53 = 5 × 5 × 5 = 125
  • En palabras: 53 se puede leer "5 a la tercera potencia", "5 a la potencia 3" o simplemente "5 al cubo"
Ejemplo: 24 = 2 × 2 × 2 × 2 = 16
  • En palabras: 24 se puede leer "2 a la cuarta potencia" or "2 a la potencia 4" o simplemente "2 a la cuarta"
Y los exponentes hacen más fácil escribir muchas multiplicaciones
Ejemplo: 96 es más fácil de escribir y leer que 9 × 9 × 9 × 9 × 9 × 9
Puedes multiplicar cualquier número por sí mismo tantas veces como quieras con esta notación.
Así que, en general:
an te dice que multipliques a por sí mismo,
y hay n de esos a's:
  definición de exponente

Exponentes negativos

¿Negativos? ¿Qué es lo contrario de multiplicar? ¡Dividir! Un exponente negativo significa cuántas veces se divide entre el número.
Ejemplo: 8-1 = 1 ÷ 8 = 0.125
O varias divisiones:
Ejemplo: 5-3 = 1 ÷ 5 ÷ 5 ÷ 5 = 0.008
Pero esto lo podemos hacer más fácilmente:
5-3 también se podría calcular así:
1 ÷ (5 × 5 × 5) = 1/53 = 1/125 = 0.008
exponente negativo Este último ejemplo nos muestra una manera más fácil de manejar exponentes negativos:
  • Calcula la potencia positiva (an)
  • Después cacula el recíproco (o sea 1/an)
Más ejemplos:
Exponente negativo   Recíproco del exponente positivo   Respuesta
4-2 = 1 / 42 = 1/16 = 0.0625
10-3 = 1 / 103 = 1/1,000 = 0.001

¿Qué pasa si el exponente es 1 o 0?

Si el exponente es 1, entonces tienes el número solo (por ejemplo 91 = 9)
Si el exponente es 0, la respuesta es 1 (por ejemplo 90 = 1)

Tiene sentido

Mi método favorito es empezar con "1" y multiplicar y o dividir tantas veces como diga el exponente, y tendrás la respuesta correcta, por ejemplo:
Ejemplo: potencias de 5
  ... etc...  
52 1 × 5 × 5 25
51 1 × 5 5
50 1 1
5-1 1 ÷ 5 0.2
5-2 1 ÷ 5 ÷ 5 0.04
  ... etc...  
Si miras esta tabla, verás que los exponentes positivos, cero y negativos son en realidad parte de un mismo (y bastante sencillo) patrón.
MEDIDAS de LONGITUD
Cuando medimos la longitud de un objeto, estamos viendo cuantas veces entra una unidad de medida en el largo del objeto. Para que todos obtengamos el mismo resultado debemos usar la misma unidad de medida. Para ello se creó una unidad principal de longitud llamada metro que es fija, universal e invariable. El sistema de unidades de medida que incluye al metro junto a sus múltiplos y submúltiplos se llama Sistema Métrico Decimal.
Los polígonos.

La denominación de polígono — palabra compuesta de poli , del griego: muchos; y gonos del griego: ángulos — se aplica a las figuras geométricas planas, delimitadas por el cruce de tres o más líneas rectas; lo cual conforma una superficie definida por 3 o más lados, los cuales forman entre sí la misma cantidad de ángulos.


Clases de polígonos.
Los polígonos se clasifican según tres criterios:
    Por la igualdad o desigualdad de lados:
    • Polígonos regulares — cuando todos los lados son de igual extensión;
    • Polígonos irregulares — cuando por lo menos alguno de los lados es de extensión distinta.
    Por la cantidad de lados, aunque por referencia a la igual cantidad de ángulos:
    • Triángulos — los que tienen 3 lados y 3 ángulos.
    • Cuadriláteros — los que tienen 4 lados y 4 ángulos.
    • Pentágonos (del griego: penta: cinco) — los que tienen 5 lados y 5 ángulos.
    • Exágonos (del griego: exa: seis) — los que tienen 6 lados y 6 ángulos.
    • Heptágonos (del griego: hepta: siete) — los que tienen 7 lados y 7 ángulos.
    • Octógonos — los que tienen 8 lados y 8 ángulos.
    • Encágonos — los que tienen 9 lados y 9 ángulos.
    • Decágonos — los que tienen 10 lados y 10 ángulos.
    • Undecágonos — los que tienen 11 lados y 11 ángulos.
    • Dodecágonos — los que tienen 12 lados y 12 ángulos.
      Con más de 12 lados, se denominan indicando el número de lados.
    Por la existencia de una o más líneas que los dividan en mitades iguales:
    • Polígonos simétricos — los que tienen uno o más ejes de simetría
    • Polígonos asimétricos — los que no tienen ningún eje de simetría


Triángulos.
El triágulo es el polígono delimitado por tres lados; y que en consecuencia contiene tres ángulos, con sus respectivos vértices.

Clases de triángulos.
 
 
Los triángulos se clasifican:
    En consideración a sus lados, en:
    • Triángulos equiláteros — cuando sus tres lados son iguales.
    • Triángulos isósceles — cuando solamente dos de sus lados son iguales.
    • Triángulos escalenos — cuando sus tres lados son desiguales.

    En consideración a sus ángulos, en:
    • Triángulos acutángulos — cuando sus tres ángulos son agudos.
    • Triángulos rectángulos — cuando tienen un ángulo recto.
    • Triángulos obtusángulos — cuando tienen un ángulo obtuso.

Altura de los triángulos.
 
Cualquiera de los lados de un triángulo puede tomarse como su base, es decir, como el lado que queda en posición horizontal respecto del observador. En geometría se acostumbra designar el lado que se toma como base de un triángulo, como lado AB. Denominación que también afecta al ángulo que está en cada extremo de la base; y por lo tanto se designa como C el ángulo superior, que se denomina vértice del triángulo.
La altura de un triángulo, es la distancia que existe entre el lado tomado como base, y el vértice del triángulo; representada por una línea que saliendo del vértice es perpendicular a la base.
En geometría es usual designar la altura de una figura empleando la letra H, probablemente con referencia a la palabra francesa hauteur (se pronuncia: otér), que precisamente significa altura.

Cuadriláteros.
Son cuadriáteros todos los polígonos delimitados por cuatro lados; y que en consecuencia contienen cuatro ángulos, con sus respectivos vértices.

Clases de cuadriláteros.
 

 
Los cuadriláteros se clasifican en consideración a la posición que ocupan sus lados, en:
  • Paralelogramos — cuando los dos pares de sus lados son paralelos entre sí.
  • Trapecios — cuando solamente dos de sus lados son paralelos entre sí.
  • Trapezoides — cuando ninguno de sus lados es paralelo a otro.

Los paralelogramos son:
  • El cuadrado — cuyos cuatro lados son iguales y sus cuatro ángulos son rectos.
  • El rectángulo — que tiene iguales dos lados, y los otros dos distintos pero iguales entre ellos (por lo cual es usual decir que son iguales dos a dos) y cuyos cuatro ángulos son rectos.
  • El rombo — cuyos cuatro lados son iguales pero tiene dos ángulos agudos iguales y dos ángulos obtusos iguales.
  • El romboide — que tiene sus lados iguales dos a dos, pero tiene dos ángulos agudos iguales y dos ángulos obtusos iguales.

Altura de los cuadriláteros.
 
La altura de los paralelogramos, se determina indistintamente tomando como base cualquiera de sus lados, y consiste en la distancia perpendicular entre la base, y el lado opuesto. Naturalmente, en el cuadrado la altura siempre será equivalente al lado, por ser todos iguales. En el rectángulo, cuando el lado menor sea la base la altura será el lado mayor; y viceversa.
En el rombo, el romboide y el trapecio, la altura será la distancia perpendicular entre los lados paralelos.

Diagonal y mediana de los cuadriláteros.
 
En los cuadriláteros, se denomina diagonal a una línea que une dos ángulos o vértices opuestos.



En los cuadriláteros, se denomina mediana a una línea que une los puntos medios de dos lados opuestos.

La simetría.
 
 
La palabra simetría hace referencia a una igualdad de medidas a través de una línea llamada eje de simetría; y se aplica a la cualidad de aquellas figuras planas que son iguales aunque se presentan en una posición distinta respecto de una línea (como en una imagen de espejo).
Además existe simetría en otras formas; que pueden ser no a través de una línea sino de un punto, en cuyo caso se trata de un punto de simetría; y no necesariamente de figuras geométricas sino en relación a cualquier imagen plana.
Una misma figura, en algunos casos, puede tener simetría a la vez respecto de un eje y respecto de un punto, que en ciertos casos constituye su centro de simetría
Los paralelogramos se caracterizan porque tienen la propiedad de generar nuevas figuras exactamente iguales, cuando se dividen mediante una diagonal o una mediana; por lo cual tienen a la vez eje de simetría y centro de simetría.


Igualdad y semejanza en las figuras geométricas.
   
Dos figuras geométricas son iguales cuando tienen iguales todos sus lados y todos sus ángulos; y por lo tanto tienen la misma forma y el mismo tamaño.



Dos figuras geométricas son semejantes cuando tienen iguales sus ángulos, pero sus lados son diferentes; y por lo tanto tienen la misma forma y distinto tamaño.