LOS NÚMEROS REALES Erre

El conjunto de los números reales pertenece en matemáticas a la recta numérica que comprende a los números racionales y a los números irracionales. Esto quiere decir que incluyen a todos los números positivos y negativos, el símbolo cero, y a los números que no pueden ser expresados mediante fracciones de dos enteros que tengan como denominador a números no nulos (excluye al denominador cero).

Números Reales

Números naturales

 

El conjunto de los números naturales está formado por:

N = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ...}

Con los números naturales podemos:

1 Contar los elementos de un conjunto (número cardinal).

Ejemplo

8 es el número de planetas del Sistema Solar.

Números enteros

 

Con los números naturales no era posible realizar diferencias donde el minuendo era menor que el que el sustraendo, pero en la vida nos encontramos con operaciones de este tipo donde a un número menor hay que restarle uno mayor.

Ejemplo:

Números enteros

La necesidad de representar el dinero adeudado, la temperatura bajo cero, profundidades con respecto al nivel del mar, etc.

Las anteriores situaciones nos obligan a ampliar el concepto de números naturales, introduciendo un nuevo conjunto numérico llamado números enteros.

El conjunto de los números enteros está formado por los números naturales, sus opuestos (negativos) y el cero.

Fórmula 01

Números racionales

Un número racional es todo número que puede representarse como el cociente de dos enteros, con denominador distinto de cero. Se representa por racionales.

 

Q

 

Los números irracionales

Un número es irracional si posee infinitas cifras decimales no periódicas, por tanto no se pueden expresar en forma de fracción.

El número irracional más conocido es π, que se define como la relación entre la longitud de la circunferencia y su diámetro.

 

pi = 3.141592653589...

DESIGUALDADES

 

En matemáticas, una desigualdad es una relación de orden que se da entre dos valores cuando éstos son distintos (en caso de ser iguales, lo que se tiene es una igualdad).

Si los valores en cuestión son elementos de un conjunto ordenado, como los enteros o los reales, entonces pueden ser comparados.

  • La notación a < b significa a es menor que b;
  • La notación a > b significa a es mayor que b

estas relaciones se conocen como 'desigualdades estrictas, puesto que a no puede ser igual a b; también puede leerse como "estrictamente menor que" o "estrictamente mayor que".

  • La notación a ≤ b significa a es menor o igual que b;
  • La notación a ≥ b significa a es mayor o igual que b;

 

PROPIEDADES DE LAS DESIGUALDADES

Si sumamos o restamos un mismo número a los dos miembros de una desigualdad, resulta otra del mismo sentido.

Ejemplos

Si multiplicamos o dividimos los dos miembros de una desigualdad por un mismo número positivo, resulta otra del mismo sentido.

Si multiplicamos o dividimos los dos miembros de una desigualdad por un mismo número negativo, resulta otra de sentido contrario.

 

 

INTERVALOS

Se llama intervalo al conjunto de números reales comprendidos entre otros dos dados: 

a y b que se llaman extremos del intervalo.

CLASES DE INTERVALOS
Intervalo abierto, (a, b), es el conjunto de todos los números reales mayores quea y menores que b.                                                            

(a, b) = {x / a < x<  b}
Es decir no incluye los extremos
Intervalo cerrado, [a, b]:  es el conjunto de todos los números reales mayores o iguales que a y menores o iguales que b.   Incluye los extremos.
Intervalo semiabierto por la izquierda

 

Intervalo semiabierto por la izquierda, (a, b], es el conjunto de todos los números reales mayores que a y menores o iguales que b.
Intervalo semiabierto por la derecha, [a, b), es el conjunto de todos los números reales mayores o iguales que a y menores que b.

Existen además los intervalos infinitos.
Si a y b son reales, entonces se estableces los siguientes conjuntos infinitos.( en infinito siempre es abierto, es decir su usa paréntesis)
INFINITOS ABIERTOS A LA DERECHA, CERRADOS A LA DERECHA, ABIERTOS A LA IZQUIERADA, ABIERTOS A LA DERECHA.

DESIGUALDADES LINEALES

También conocida como ecuación lineal, es un planteamiento de igualdad, involucrando una o más variables a la primera potencia, que no contiene productos entre las variables, o mejor dicho,es una ecuación que involucra solamente sumas y restas de una variable a la primera potencia . ax + b es un binomio del primer grado.

 

Las desigualdades o inecuaciones son expresiones matemáticas que nos indican que una cantidad es mayor o menor que otra. < >

 

Los signos de desigualdades son:

“<” menor que “>” mayor que 
“≤” menor o igual que “≥” mayor o igual que

Se llama primer miembro de la ecuación a la expresión que esta a la izquierda, y segundo miembro a la que esta a la derecha del símbolo de desigualdad.
Las desigualdades se utilizan en el campo de la ingeniería, finanzas y en la medicina principalmente.

FUNCIONES

Dados dos conjuntos A y B, llamamos función a la correspondencia de A en B en la cual todos los elementos de A tienen a lo sumo una imagen en B, es decir una imagen o ninguna.

Función real de variable real es toda correspondencia f que asocia a cada elemento de un determinado subconjunto de números reales, llamado dominio, otro número real.

f : D  f  R

   x   f f(x) = y

El subconjunto en el que se define la función se llama dominio o campo existencia de la función. Se designa por D.

El número x perteneciente al dominio de la función recibe el nombre de variable independiente.

Al número, y, asociado por f al valor x, se le llama variable dependiente. La imagen de x se designa por f(x). Luego

y= f(x)

Se denomina recorrido de una función al conjunto de los valores reales que toma la variable y o f(x).

   x   f   Raíz de x

función

Conjunto inicial Conjunto final

Dominio Conjunto imagen o recorrido

 

Dominio de una función

El dominio es el conjunto de elementos que tienen imagen.

Dominio

El subconjunto de los números reales en el que se define la función se llama dominio o campo existencia de la función. Se designa por D.

El número x perteneciente al dominio de la función recibe el nombre de variable independiente.

 

función

Conjunto inicial Conjunto final

Dominio Conjunto imagen o recorrido

Estudio del dominio de una función

Dominio de la función polinómica entera

El dominio es R, cualquier número real tiene imagen.

Ejemplo 

f(x)= x- 5x + 6             D=R

 

Gráfica de funciones

Tabla de valores y representación

Si f es una función real, a cada par (x, y) = (x, f(x)) determinado por la función f le corresponde en el plano cartesiano un único punto P(x, y) = P(x, f(x)). El valor de x debe pertenecer al dominio de definición de la función.

Como el conjunto de puntos pertenecientes a la función es ilimitado, se disponen en una tabla de valores algunos de los pares correspondientes a puntos de la función. Estos valores, llevados sobre el plano cartesiano, determinan puntos de la gráfica. Uniendo estos puntos con línea continua se obtiene la representación gráfica de la función.

x 1 2 3 4 5
f(x) 2 4 6 8 10

gráfica

Grafo de una función

Grafo de una función es el conjunto de pares formados por los valores de la variable y sus imágenes correspondientes.

G(f) = {x, f(x) /x ∈ D(f)}

Sistema de coordenadas cartesianas

Un sistema de coordenadas cartesianas es un par de rectas graduadas, perpendiculares, que se cortan en un punto O(0,0), llamado origen de coordenadas. A la recta horizontal se llama eje de abscisas, y a su perpendicular por O,eje de ordenadas.

Se puede representar una función en el plano haciendo corresponder a cada par del grafo un punto determinado, marcando en el eje de abscisas el valor de su variable y en el de ordenadas, su correspondiente imagen.

Expresión de una función mediante una gráfica

 

La gráfica de una función es la representación del conjunto de puntos que define a esa función. Mediante la representación gráfica de una función podemos obtener información de la relación entre las dos variables. Es importante observar si tiene sentido o no unir los puntos obtenidos.

 
¿Todas las gráficas son funciones? 

Una gráfica corresponde a una función cuando cada recta paralela al eje de ordenadas (eje Y) corta a la gráfica sólo una vez.
 

1- Concepto de función

 

Una función es una relación entre dos magnitudes, x y f(x), de manera que a cada valor de la primera magnitud le corresponde un único valor de la segunda, que se llama imagen

Funcion concepto

 

Por ejemplo:  Indica si las siguientes relaciones definen una función o no.

a.  A cada persona le corresponde su  edad en años: 

Respuesta: Si es una función, ya que a cada persona le corresponde una edad, es decir una sola imágen. 

 

b.  A cada persona le corresponde los idiomas que habla:

Respuesta: No es función, ya que a una persona le corresponden varios idiomas, es decir la imágen no es única.

 

c. Sabores de helado preferidos por los integrantes de un grupo de amigos:

Respuesta: No es función, ya que a cada integrante le corresponde más de un sabor de helado, es decir la imágen no es única.

 

Veamos algunos casos gráficos:

funciones casos

 

 Las funciones se pueden representar:
- Con fórmulas, por ejemplo:  f(x) = 3x2 – 1.
- Con una tabla de valores
- Con un gráfico
 
 
  
2- Variables dependientes e independientes

 A las magnitudes que intervienen en una función se las llama variables:

 Variable independiente. Es la que se fija primero. Se le suele asignar la letra x.

→ Variable dependiente. Es la que se deduce de la variable independiente. Se suele designar con la letra  y, o como  f(x) : Se lee " f de x".

Decir que " y " es función de " x " equivale a decir que " y " depende de  " ".

 

Por ejemplo: Determina la variable dependiente e independiente

 

a. La cantidad de kilogramos de pan y el precio total

Respuesta: El precio que pagamos por el pan depende del número de kilogramos que compremos.

Por lo tanto:
- la variable dependiente (y) sería el precio, ya que depende de la cantidad de kilogramos que compramos. 

- La variable independiente (x) será los kilogramos de pan.

 

b. El tiempo de juego  y el dinero gastado

Respuesta: El dinero gastado depende del tiempo, por lo que:

- El dinero es la variable dependiente (y)

 y el tiempo es la variable independiente (x)

 

 

3- Dominio y recorrido

 

- El dominio de una función son los valores que puede tomar la x. Se expresa como Dom ( f ).
- El recorrido de una función son los valores que toma f(x) ⇒ y. Se expresa como Rec ( f ).
 
 
- Si te entregan los datos en una tabla de valores:
El dominio son los valores de x (variable independiente)
El recorrido son los valores de y (variable dependiente)
 
- Si te entregan los datos en un gráfico:
El dominio se puede identificar proyectando la gráfica hacia el eje horizontal marcando el extremo izquierdo y el derecho.
 
El recorrido se puede identificar proyectando la gráfica hacia el eje vertical, desde el punto más bajo hasta el más alto
 
Por ejemplo: Indica el dominio y el recorrido de las funciones siguientes:
 
a.  Completa la siguiente tabla para los valores dados siendo  f(x) = –3x + 2
 
Sustituimos en la fórmula de la función cada uno de los valores de x y obtenemos el correspondiente valor de f(x).
 
funciones tabla
Por lo tanto:
 
Dom (f)= {-1, 0, 1, 2}
Rec (f) = {-1, 0, 5, 8}
 
 
 

4- Representación gráfica de una función

 

Para representar una función en un gráfico, los valores de la variable independiente ( x) se representan sobre el eje horizontal o de las abscisas, y los valores de la variable dependiente  ( y ) se representan sobre el eje vertical o de las ordenadas.

 

funcion grafico

 

 
Para representar gráficamente una función: 
1.º Se identifica la variable independiente y la variable dependiente. 
2.º Se hace una tabla de valores. 
3.º Se dividen los ejes de coordenadas en partes iguales que sean acordes con los resultados de la tabla. 
4.º Se representan los pares de valores y se obtiene un conjunto de puntos aislados. 
5.º Si tiene sentido se unen los puntos, obteniéndose una línea que constituye la gráfica de la función.
 
 
Ejemplo:
 
Grafica esta función:  y = x + 6 
 
- Para obtener los puntos  podemos hacer una tabla de valores.
   
x y
0 y = 0 + 6 → 6
1 y = 1 + 6 → 7

Los puntos a graficar serían :  ( 0, 6)   (1, 7)

 

funciones grafico

 

Resumen:

- Se dice que una correspondencia entre dos conjuntos es una función, cuando a cada elemento del primer conjunto se le hace corresponder de forma única un elemento del segundo que llamamos imagen.
 
Dominio o campo de existencia  es el conjunto de todos los valores que toma la variable independiente.
 
Recorrido, imagen o rango   es el conjunto de valores que toma la variable dependiente.
 
- Para representar gráficamente una función, se forma la tabla de valores correspondiente. Cada pareja se identifica con un punto del plano cartesiano.   
 
- Representamos en el eje de abscisas la variable independiente. Usualmente  se denota como x, y al eje como OX.
 
- La variable dependiente se representa en el eje de ordenadas. Se le suele denotar como y. Y el eje como OY.

FUNCION LINEA Y AFIN

 

Funciones: conceptos básicos

Función afin

Función lineal

Función lineal ⇒ y = m x

La fórmula de la función lineal es: y = m x donde m es la pendiente de la recta (grado de inclinación). Estas rectas pasan siempre por el origen de coordenadas punto (0, 0). La ordenada en el origen n es 0.

Estudiar y representar la siguiente recta ⇒ y = 2x

La pendiente de la recta es 2 ( valor de m, coeficiente que hay delante de x ), cuando m es positiva la recta es creciente. Pasa por el punto (0, 0)

Tabla de valores de la función
x 1 0 -1
y 2 0 -2

Gráfica de la función

Función lineal

Función afin ⇒ y = m x + n

La fórmula de la función afin es: y = m x + n donde m es la pendiente de la recta (grado de inclinación). Si m es positiva le recta es creciente. Si m es negativa la recta es decreciente.

La ordenada en el origen es n, punto donde la recta corta al eje de ordenadas. Las coordenadas de este punto son: (0, n)

Estudiar y representar  la siguiente recta ⇒ y = 2x + 3

La pendiente de la recta es 2 , por ser positiva la recta es creciente. La ordenada en el origen n = 3, el punto de corte con el eje de ordenadas será el (0, 3)

Tabla de valores de la función
x 1 0 -1
y 5 3 1

Gráfica

Función lineal

FUNCIÓN CUADRÁTICA

Son funciones polinómicas es de segundo grado, siendo su gráfica una parábola.

f(x) = ax² + bx + c

 

donde (llamados términos ) son números reales cualesquiera y es distinto de cero (puede ser mayor o menor que cero, pero no igual que cero). El valor de y de sí puede ser cero .

En la ecuación cuadrática cada uno de sus términos tiene un nombre.

Así,

ax es el término cuadrático

bx es el término lineal

es el término independiente

 

Cuando estudiamos la ecuación de segundo grado o cuadrática vimos que si la ecuación tiene todos los términos se dice que es un ecuación completa , si a la ecuación le falta el término lineal o el independiente se dice que la ecuación es incompleta .

 

Representación gráfica de una función cuadrática

 

Si pudiésemos representar en una gráfica "todos" los puntos [x,f(x)] de una función cuadrática , obtendríamos siempre una curva llamada parábola .

 

funcio_cuadratica07
Parábola del puente, una función cuadrática.

Como contrapartida, diremos que una parábola es la representación gráfica de una función cuadrática .

Dicha parábola tendrá algunas características o elementos bien definidos dependiendo de los valores de la ecuación que la generan.

 

Estas características o elementos son:

Orientación o concavidad (ramas o brazos)

Puntos de corte con el eje de abscisas (raíces)

Punto de corte con el eje de ordenadas

Eje de simetría

Vértice

 

Orientación o concavidad

Una primera característica es la orientación concavidad de la parábola. Hablamos de parábola cóncava si sus ramas o brazos se orientan hacia arriba y hablamos de parábola convexa si sus ramas o brazos se orientan hacia abajo.

Esta distinta orientación está definida por el valor (el signo) que tenga el término cuadrático 

(la ax :

 

Si  a > 0 (positivo) la parábola es cóncava o con puntas hacia arriba, como en f(x) = 2x − 3x − 5


x


Si  a < 0 (negativo) la parábola es convexa o con puntas hacia abajo, como en

f(x) = −3x + 2x + 3


x

 

 

Representación gráfica de la parábola

Podemos construir una parábola a partir de estos puntos:

1. Vértice

Vértice

Por el vértice pasa el eje de simetría de la parábola.

La ecuación del eje de simetría es:

eje

2. Puntos de corte con el eje OX

En el eje de abscisas la segunda coordenada es cero, por lo que tendremos:

ax² + bx + c = 0

Resolviendo la ecuación podemos obtener:

Dos puntos de corte: (x1, 0) y (x2, 0) si b² − 4ac > 0

Un punto de corte: (x1, 0) si b² − 4ac = 0

Ningún punto de corte si b² − 4ac < 0

3. Punto de corte con el eje OY

En el eje de ordenadas la primera coordenada es cero, por lo que tendremos:

 

f(0) = a · 0² + b · 0 + c = c        (0,c)

 

Ejemplo

Representar la función f(x) = x² − 4x + 3.

1. Vértice

xv = − (−4) / 2 = 2     yv= 2² − 4· 2 + 3 = −1       

 V(2, −1)

2. Puntos de corte con el eje OX

x² − 4x + 3 = 0

ecuación       

(3, 0)      (1, 0)

3. Punto de corte con el eje OY

(0, 3)

 

Gráfica