UNIDAD 1. CONCEPTOS BÁSICOS. 

GENERALIDADES DEL ÁLGEBRA

Generalización del Álgebra

En aritmética solo utilizamos números (valores constantes), en el álgebra hacemos uso de letras, que pueden tomar cualquier valor. Lo cual permite que el álgebra sea general


Se dice que el álgebra es general porque cualquiera de  sus postulados se verifica con cualquiera de los elementos del conjunto, ej:

X * X = X2

Si en la operación anterior igualamos la X con 4 (esto es decir que ‘X vale 4’), entonces

4 * 4 = 16.

Y el carácter general del álgebra consiste en que no importa que valor le demos a X la validez de la expresión se conserva.


Los números en álgebra se utilizan para representar valores constantes, y cantidades conocidas
Las literales se usan para representar valores no conocidos (incognitas) y valores conocidos, que pueden cambiar por eso se les llama variables.

Una variable es un símbolo que representa una cantidad numérica. El álgebra hace uso de las variables, para generalizar conceptos matemáticos en un conjunto de números, por ejemplo en los enteros. Cuando sabemos el número que representa la variable, decimos que este es “su valor”.


Una constante es un símbolo que representa una cantidad matemática definida. El uso más frecuente de las constantes es representar algunos números reales, unidades de temperatura (los grados), unidades de peso (el Kg.), símbolos como Pi, la gravedad, la velocidad de la luz, etc.

 















LOS NÚMEROS

En algún momento en la historia de la humanidad, el hombre hubo de tener que contar sus bienes, así como sus males…seguramente uso palitos, o bolitas, sus dedos… como en todo el conocimiento de la humanidad se presento un proceso de evolución.

El conjunto de números que utilizamos para contar le llaman los matemáticos números naturales

NUMEROS POSITIVOS: Es el conjunto de todos los números mayores a cero.

P={2, 345, 18, 9, 67, 125, 1}

NUMEROS NEGATIVOS: Es el conjunto de todos los números menores a cero.

X={-2, -4, -3/4, -15, -.09}

NUMEROS ENTEROS: Son todos aquellos números que no tienen partes decimales, incluyen los números naturales y el 0.

W={0, 1, 2, 3, 4, ...,¥ }

NUMEROS FRACCIONARIOS: Son todos aquellos números que contienen partes decimales.

QUEBRADOS: Son los números expresados mediante el cociente números enteros y cuentan con un numerador y un denominador.

Y={...2/3, 4/5, 4/3, 9/4, ...}

NUMEROS DECIMALES: Es un sistema numérico posicional, que tiene 10 cifras Son los numeros

D={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}

NUMEROS RACIONALES: Son los números que expresamos como el cociente de dos enteros con denominador distinto de cero a/b, al expresar este cociente en forma decimal, el resultado es un decimal exacto o periódico.


Q={... ¼, 3/5, 8/10, -1/20}



 NUMEROS IRRACIONALES: Son números que no pueden expresarse como un cociente de los números enteros. Son números de cifras infinitas y no periódicos

F={...p, Ö 3, Ö 2, -Ö 3, Ö -7, Ö -10...}



NUMEROS REALES: El conjunto de los números reales está constituido por la unión de los conjuntos de números racionales con los números irracionales; es decir:

R={..., p, Ö 6, 12/5, Ö 3,3/2,4/5,1,1/4,-1/20, -Ö 2...}

Aquí podemos ver gráficamente el conjunto de los reales y sus subconjuntos.

















Una variable es un símbolo que denota una cantidad numérica. La mayoría de las variables son letras. El álgebra utiliza el concepto de una variable para generalizar los conceptos matemáticos a un grupo particular de números, por ejemplo el conjunto de números reales. El número que la variable representa es llamado ‘valor’.  

Una constante es un símbolo que representa una cantidad definida. Los ejemplos más comunes de constantes son los numerales para representar los números reales, por ejemplo, 3, 4.9, 2/3,  etc. los Símbolos tales como  pi y  e  también son  constantes, con valores 3.141593 y 2.718282, respectivamente. También, símbolos que siempre representan la misma cantidad cuando se utilizan, como la g ( aceleración de la gravedad) también se le llama constantes. 

Factor:
Recuerdas ¿Qué es la multiplicación?...la multiplicación es: una suma repetida o bien: Multiplicar dos números, multiplicando y multiplicador, y hallar un tercero, llamado producto.

Recordado lo anterior diremos que los números que multiplican (multiplicando y multiplicador les llamaremos factores.

Término: En una expresión algebraica los números que están separados por la operación de SUMA  o de la operación RESTA, se les  llama TÉRMINO. Y como definición diremos que un término es el producto de dos o más factores.
A continuación tres expresiones algebraicas de un solo termino:

9x5,                     6xy2 ,           (456abxyz)23


¿Cuáles son los elementos de un término?
Ya sabemos que un termino es el producto de (multiplicación) dos o más factores.

¾ ax3y2
Este término tiene los siguientes elementos: ¾  a   x3 y2

¾ que es nuestro factor numérico, le llamamos coeficiente numérico y a la parte que tiene las letras, les llamamos factor literal o parte literal.

La parte literal o factor literal esta compuesto de base y exponente
la base es la literal y
el exponente es el númerito que indica a que potencia esta elevada la literal.

  a à  a es la base , y 1 es el exponente…
 
x3 à x es la base , y 3
es el exponente…
 
y2 à y es la base , y 2 es el exponente…

En los casos que el exponente NO ESTA ESCRITO como en  a se dice que su exponente es 1.
Cuando solo tenemos un término en una expresión algebraica, le llamamos también
MONOMIO.


(5x)2 + 6xy +23z

Es una expresión algebraica que consta de 3 términos (¡Claro, Adivinaste! se llamará TRINOMIO)
((6ab)2 )3+ 12ab2x
Es una expresión algebraica que consta de 2 términos(¡Claro, Adivinaste! se llamará BINOMIO)


Para recordar, cada termino esta separado por los signos de suma y resta. Cuenta cuantas expresiones hay antes y después de los signos y sabrás cuantos términos tiene tu expresión algebraica.

Monomio : sólo tiene un término Ej. : 2x

Binomio : consta de dos términos Ej. : -2a + 3b2

Trinomio : consta de tres términos Ej. : x + y + z

Polinómio : tiene más de tres términos Ej. : x2 – y2 + 2x + 3y



Términos Semejantes:Cuando dos o más terminos tienen los mismos factores literales con el mismo exponente y solo cambia su coeficiente se le llama :TERMINOS SEMEJANTES.
45x, 6x, 86x ->
Son terminos semejantes entre ellos (todos tienen x como parte literal)
45ab2, 6ab2, ¼ ab2-> Son terminos semejantes entre ellos (todos tienen ab2 como  parte literal)

Dos o más términos semejantes pueden agruparse en un nuevo término. El nuevo término tiene los mismos factores literales como los términos semejantes, pero su coeficiente es la suma (resta) de los coeficientes de términos semejantes. Este proceso está conocido como agrupar términos semejantes

Reducción de términos semejantes: consiste en agrupar sumando o restando, según corresponda, los términos de una expresión que tengan la misma parte literal es decir,

las mismas letras con los mismos exponentes.

1.               (x+3x)+ (3x+6y) Si examinamos esta expresión algebraica, nos damos cuenta que tenemos los siguientes términos semejantes:
x  3x    3x  
realizamos primero la operación en el paréntesis
(x
+3x) sumamos el resultado 4x, tenemos una nueva expresión:
4x+ (3x+6y)
realizamos de nuevo la suma de los coeficientes con término semejante x
4x+3x la suma es 7x, y tenemos de nuevo una expresión que es 7x+6y
si revisamos esta expresión ya es irreductible, porque no existen más términos semejantes
.


 


Primero inspeccionamos la expresión y hacemos las operaciones indicadas dentro de los signos de agrupación empezando por los paréntesis interiores
(6ba+9ab) ¿¿son semejantes?? Sí, solo tenemos que ordenar la parte literal (ab)=(ba) …
(6ab+9ab)=15ab
volvemos a inspeccionar nuestra expresión… y vemos que en el interior de la división, la expresión ya no se puede reducir más…
entonces realizamos nuestra división…
15ab/5= 3ab  y  25/5 = 5 el resultado final de nuestra división es entonces:
3ab+5

Dos o más términos semejantes pueden agruparse en un nuevo término. El nuevo término tiene los mismos factores literales como los términos semejantes, pero su coeficiente es la suma (resta) de los coeficientes de términos semejantes. Este proceso está conocido como agrupar términos semejantes


















SUMA Y RESTA DE MONOMIOS
 


Si yo sumo:

2 manzanas + 2  manzanas … obtengo 4  manzanas

si yo sumo

2 huevos + 1 milanesa  obtengo 1 milanesa con 2 huevos

si yo sumo

2 panes  + 3 panes obtengo 5 panes

si sumo

2 dulces + 3 chocolates obtengo 2 dulces + 3 chocolates

si sumo

2 a + 3b obtengo (2a + 3b)

si sumo

2 a + 3a obtengo 5a )

si sumo

2ab +3ba+4ab obtengo (2ab+3ab+4ab) = 9ab

si sumo

(2ab+3bc+3ab+4bc) obtengo (2ab+3ab+3bc+4bc) = (5ab+7bc)


Estos ejemplos nos indican claramente que solamente podemos sumar objetos que son del mismo tipo. Y de aquí podemos deducir la siguiente :
 Regla: Se pueden sumar dos monomios, siempre y cuando sean terminos semejantes(1), en tal caso se suman los coeficientes numericos, sin modificar la parte literal.

En caso de que los monomios no sean terminos semejantes, no se puede realizar la suma.

(1) Termino semejante: se dice de  los terminos que tienen la misma parte literal elevadas a la misma potencia.

Ejemplos
2ab+13ab=15ab
2x+x=3x
3ax+4by=3ax+4by
3a²b+2ab+5a²b= 3a²b+5a²b +2ab
se agrupan terminos semejantes y se realizan las operaciones.

                         =
8a²b+2ab
no habiendo más terminos semejantes


RESTA DE MONOMIOS

Pues para restar las reglas son las mismas que para la suma, basta decir que como la resta es la operación inversa a la suma, pues en lugar de sumar, restamos

8a³b²-3a³b²=5a³b² la resta

7a³b²-4a²b² la resta no se puede realizar,  porque aunque las letras son iguales, no estan elevadas a la misma potencia, así que no hay terminos semejantes



PRODUCTO DE MONOMIOS
(MULTIPLICACIÓN)


Para realizar la multiplicación o producto de monomios, tenemos que hacer lo siguiente:
1º Multiplicamos los signos de cada monomio de acuerdo a la ley de los signos
 (Nota: Si no hay signo a la izquierda del monomio, sabemos que es positivo +)
2º El coeficiente numérico se multiplica por el coeficiente numérico del otro monomio.
 (Nota: Si no hay coeficiente numérico en el monomio, sabemos que el coeficiente es 1)
3º Se multiplican las letras de acuerdo a las reglas de las potencias (se suman los exponentes)
 (Nota: Si no hay exponentes numéricos en el monomio, sabemos que el exponente es 1)


Por lo tanto, de acuerdo a la regla:
(-3a3b)(+5a2b²)=
- multiplicado   por  +   es igual a - Recuerda: signos opuestos da -.
3 multiplicado  por  5   es igual a 15
a3
multiplicado por  a2  es igual  a5  Recuerda: se suman los exponentes
b multiplicado  por   es igual a Recuerda: se suman los exponentes
(-3a3b)(+4a2b²)  =  -15a5

Para multiplicar más de dos monomios, multiplica el primero, por el segundo
el resultado que obtengas, vas multiplicarlo por el tercero monomio , y así sucesivamente.




Ley de los Signos


La ley de los signos dice los siguiente

+ multiplicado por + = +
+ multiplicado por - = -

- multiplicado por + = -
- multiplicado por - = +

+

+

+

-

+

-

-

-

+



Resumen:
Si los signos son iguales, el signo del producto es positivo +
Si los signos son opuestos, el signo del producto es negativo  - 

 


COCIENTE DE MONOMIOS
(DIVISIÓN)

Para obtener el cociente, de la división de dos monomios, tenemos que hacer lo siguiente:

1º Dividimos los signos de cada monomio de acuerdo a la ley de los signos
 (Nota: Si no hay signo a la izquierda del monomio, sabemos que es positivo +)
2º Realizamos la división de los coeficientes numéricos.
 (Nota: Si no hay coeficiente numérico en el monomio, sabemos que el coeficiente es 1)
3º Se realiza la división de los exponentes de la parte literal de acuerdo a las reglas de las potencias (se restan los exponentes)
 (Nota: Si no hay exponentes numéricos en el monomio, sabemos que el exponente es 1)

Por lo tanto:
(-12a4b³c):(+2ab²)=
- dividido  + es igual a  -  Recuerda  signos son opuestos, el signo resultante es negativo
12 entre 2 es igual a 6
a4 entre a es igual a a3      Recuerda  exponente 4 -  exponente 1
entre es igual a b  Recuerda  exponente 3 -  exponente 2
c                                      no hay termino común, con cual dividir queda igual
 (-12a4b³c):(+2ab²)= -6a3bc










POTENCIAS DE UN MONOMIO


Definición:
Potencia, es el producto de la base por si misma tantas veces como lo indica el exponente.
Ejemplos

4x4x4 será igual a: 43
11x11x11x11x11 será igual a: 115
4x4 =  será igual a 42
(42)3 =  42 x 42 x 42   por si misma 3 veces de acuerdo a la definición.
Pero como   42 = 4x4
(4x4) x (4x4) x (4x4) = 46

Si contamos el numero de 4’s que nos da como resultado vemos que son 6.

Diremos que para elevar a potencia un monomio, se multiplican los exponentes de la base por la potencia.

Ya que  recordamos que elevar un número a una potencia, es simplemente una multiplicación repetida así que…diremos que hacer para elevar a potencia un monomio

 ((5)2)3 = 52x3   = 56
((5)2)3 = 52 x 52 x 52 multiplicamos   52  por si mismo 3 veces

También lo podemos escribir como

(5 x 5) x (5 x 5) x (5 x 5)

Ya que sabemos que: (5x5) = 52

Entonces, nuestro resultado es:
((5)2)3 = 52x3   = 56

Forma desarrollada:

(ax2)3 =(ax2) por (ax2) por (ax2)= a3x6

Forma rápida:
(ax2)3 = a1x3 x2x3    =a3x6
Recapitulando:
Cuando se multiplican dos expresiones, sus exponentes se suman
1º    an * am = a(n+m)

Ejemplo: 23 * 24 = 2(3+4) = 27

Cuando se una expresion, se eleva a potencia, sus exponentes se multiplican
(an)m = a(n*m)

Ejemplo:(23)4 = 2(3*4) = 212






 

Máximo Común Divisor (M.C.D.)

Un Numero primo, es aquel que  solo tiene dos divisores positivos esto es que divisible por si mismo y por la unidad

Ejemplo de  Números primos menores a 100:
2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41,43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97
 
Todo numero natural diferente de 1, puede descomponerse en el producto de un numero exacto  de factores primos.

Ejemplo:

Buscar los factores primos del número 96.

96 | 2
48 | 2          Resultado 96 = 25 * 3 * 1
24 | 2
12 | 2
 6 | 2
 3 | 3
 1 | 1


El Calculo del M.C.D. de dos o más números, se realiza del siguiente modo
 Buscando sus factores primos

  Se seleccionan los números que se repiten en el conjunto de números buscado y se multiplican, el resultado es el M.C.D.

Obtener el M. C. D. de 40 y 60:

60 | 2    40 | 2
30 | 2    20 | 2    
15 | 3    10 | 2     
 5 | 5     5 | 5     
 1 | 1     1 | 1

 entonces
M.C.D. 40 = 2x2x2x5x1 
M.C.D. 60 = 2x2x3x5       

tenemos en ambas columnas dos veces el 2 (2x2)
tenemos en ambas columnas una vez el 5 (5)
tenemos en ambas columnas una vez el 1 (1)
no se incluye el otro 2, ni el 3, Porque no están en ambas columnas.

Entonces al multiplicarlos obtenemos:
2x2x5x1 = ENTONCES M.C.D(40,60)=20
 



Obtener El M.C.D.  de 360, 5940 y 300
360 | 2    5940 | 2    300 | 2       360 = 2^2 * 2   * 3 * 3 * 5

180 | 2    2970 | 2    150 | 2      5940 =
2^2 * 3^2 * 3 * 5 * 11
 90 | 2    1485 | 3     75 | 3       300 =
2^2 * 3
* 5 * 5
 45 | 3     495 | 3     25 | 5      Agrupamos los factores comunes
 15 | 3     165 | 3      5 | 5     
2^2 * 3 * 5
 
  5 | 5      55 | 5      1 | 1      que estén en la factorización
  1 | 1      11 | 11               y obtenemos el M.C.D.
60

              1 | 1
      M.C.D  360=
2x2x2x3x3x5x1
      M.C.D 5940=
2x2x3x3x3x5
x11x1
      M.C.D  300=
2x2x3x5
x5x1

Se repite solamente dos veces el 2 (en las tres columnas)2,2
se repite solamente una vez 3  (en las tres columnas) 3
y se repite solamente una vez el 5(en las tres columnas) 5  
entonces los multiplicamos:
2x2x3x5 = para obtener que
 M.C.D(300,360,5940)=60
























 

Mínimo Común Múltiplo
(mcm)

Mcm
Es el múltiplo más pequeño, que es exactamente divisible, por cada miembro del conjunto de números.

·        “El mcm de 10, y 12 es?”
Primero listamos los múltiplos de 10:
10, 20, 30, 40, 50,60,…
Después listamos los múltiplos de 12:
12,24,36,48,
60,72,…
y nos damos cuenta que el numero más pequeño que aparece en cada una de las listas es el
60 entonces mcm(10,12)=60

“El mcm de 15, y 12 es …”
Primero listamos los múltiplos de 10:
15, 30, 45,
60,75,90,…
Después listamos los múltiplos de 12:
12,24,36,48,
60,72,…

y nos damos cuenta que el numero más pequeño que aparece en cada una de las listas es el
60, entonces mcm(15,12)=60

“El mcm de 20,  30 y 100  es …”
Primero listamos los múltiplos de 20:
20,40,60,80,100,120,140,160,180,200,…,
300

Después listamos los múltiplos de 30:
30,60,90,120,150,180,210,240,270,
300

Después listamos los múltiplos de 100:
100,200,
300,400,...
entonces mcm(20,30,100)=
300