MATEMÁTICA DUODÉCIMO GRADO BACHILLER EN HUMANIDADES
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Ministerio de educación Dirección regional de educación de san miguelito Instituto Rubiano Matemática Tercer trimestre Duodécimo grado Bachiller en humanidades Preparado por: PROFESORES Raquel Atencio (raquel.atencio@meduca.edu.pa) (Horas de atención) miércoles: 9:00 a.m./9:20 a.m.; jueves: 9:00 a.m./9:20 a.m. Vilma Prado (vilma.prado@meduca.edu.pa) (Horas de atención) miércoles: 9:00 a.m./9:20 a.m.; jueves: 9:00 a.m./9:20 a.m. Gloribeth Vega (gloribeth.vega10@meduca.edu.pa) (Horas de atención) martes: 3:30 p.m./3:50 p.m.; jueves: 1:30 p.m./1:50 p.m. Hernán Castillo (hernan.castillo@meduca.edu.pa) (Horas de atención) lunes: 1:30 p.m./1:50 p.m.; martes: 2:30 p.m./2:50 p.m. FECHA DE ENTREGA DEL ESTUDIANTE AL PROFESOR: 12 DE NOVIEMBRE DE 2021 2
Índice Contenido Desigualdades a. Desigualdades lineales 6 b. Desigualdades cuadráticas 16 c. Desigualdades racionales 21 d. Bibliografía 27 3
PRESENTACIÓN Esta guía de auto instrucción se encuentra dirigidas a los estudiantes que cursan el duodécimo grado de los Bachilleres de Ciencias y Tecnología e Informática del Instituto Rubiano, para serdesarrollada por el alumno desde su casa de forma no presencial. Las mismas tienen como objetivo lograr el aprendizaje de conocimientos básicos de Matemáticas con los cuales debe contar el alumnado para poder seguir satisfactoriamente sus estudios a nivel universitario. Es importante que pongas todo tu empeño y esfuerzo en lograr cada uno de los objetivos propuestos, exhortándote cumplir con responsabilidad las lecturas de las partes teóricas, de los ejemplos resueltos, la observación de los videos de apoyo y la realización de las actividades, de manera que lleguemos con éxitos al final de esta nueva experiencia de aprendizaje. INDICACIONES GENERALES Las guías didácticas son publicadas especialmente para los estudiantes que no se pueden conectar a las clases a través de Microsoft Teams. En cada una se muestran las definiciones, ejemplos y asignaciones respectivas. También se encuentran páginas web, vídeos y bibliografíapara que el alumno pueda complementar el contenido. Las asignaciones que el alumno debe desarrollar y entregar deben ser enviadas al correo institucional del profesor (a) en un único archivo en formato PDF. OBJETIVO GENERAL ❖ Manifestar una actitud constructiva y reflexiva ante problemas planteados en la resolución de situaciones de su entorno. ❖ Resuelve correctamente situaciones reales que involucren diferentes tipos de desigualdades, aplicando suspropiedades y procesos de solución. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ❖ Comprende el concepto de intervalos y reconoce los mismos. ❖ Define una desigualdad y los diferentes tipos de desigualdades. ❖ Resuelve desigualdades (o inecuaciones) lineales con una variable. 4
❖ Resuelve desigualdades no lineales aplicando el método de la tabla de signos y la regla de los signos de un producto. INDICADORES DE LOGROS ❖ Utiliza con precisión la simbología de relaciones de orden y la notación de los intervalos. ❖ Aplica correctamente las propiedades de las desigualdades y los procesos de solución. ❖ Resuelve, con claridad, problemas reales que involucren la aplicación de lasinecuaciones. 5
GUÍA DIDÁCTICA DESIGUALDADES ACTIVIDAD DE INICIO: Utilizando la tecnología, observa los siguientes videos instructivos del tema. ➢ https://www.youtube.com/watch?v=yhdmoH_lyeU ➢ https://www.youtube.com/watch?v=q5Yfn5DMlDc ➢ https://www.youtube.com/watch?v=jSZWvCh2PqI ➢ https://www.youtube.com/watch?v=1CmeGrYDgLU&t=33s ➢ https://www.youtube.com/watch?v=sjJp1zfWZq4 ACTIVIDAD DE DESARROLLO: DESIGUALDADES No se sabe exactamente el origen de las inecuaciones o desigualdades, pero se cree que se originaron poco después de las ecuaciones (1700aC. - 1700dC.), debido al surgimiento de un problema en el cual la respuesta podía ser más de una absoluta, sino que podía contener un grupo de números. Desigualdad matemática es una proposición de relación de orden existente entre dos expresiones algebraicas conectadas a través de los signos: desigual que ≠, mayor que >, menor que
Propiedades de las desigualdades: Regla 1 Cuando un número real c se suma o se resta a ambos lados de una desigualdad, el sentido de la desigualdad no se altera: Si a < b entonces a + c < b + c y a−c
8 < 16 → > ∴ -4>-8 Tipos de intervalos solución Los intervalos solución pueden ser abiertos y se representan con los símbolos . Este tipo de intervalos utiliza los paréntesis para su representación ( ) Los intervalos cerrados se representan con los símbolos ≤, ≥. Este tipo de intervalos utiliza los corchetes para su representación [ ]. El conjunto de soluciones para una desigualdad, lo podemos expresar en notación de intervalos o en forma gráfica. Tipo de intervalo Notación de intervalos Gráfica Intervalo abierto (a, b) (utilizan paréntesis) a b Intervalo cerrado [a, b] (utilizan corchetes) a b Intervalos semi _ [a, b) abiertos por la derecha a b Intervalo semi abierto (a, b] por la izquierda a b (a, ∞) [a, ∞) a Intervalos infinitos (-∞, b) (-∞, b] b R o (-∞, ∞) 8
Ejemplo: Escriba la desigualdad en forma de notación de intervalo y en forma gráfica Desigualdad Notación de intervalo Gráfica (-3, 4] −3 < ≤ 4 Semi abierto por la izquierda -3 4 > 6 (6, ∞) Intervalo infinito 6 ≤ −4 (-∞, -4] Intervalo infinito -4 −7 ≤ ≤ 2 [-7, 2] Intervalo cerrado -7 2 DESIGUALDADES LINEALES. Una desigualdad lineal con una variable x es una proposición que puede ser escrita de la forma + > , (o bien ≥) donde c y b son constantes con ≠ ¿Qué significa resolver una desigualdad lineal? Resolver una desigualdad es hallar todos los valores x que hacen verdadera esta relación. La manera para resolver desigualdades lineales es llevarla a otra equivalente de la forma > o cualquiera de las otras tres formas cuya solución es evidente: < ; > ; ≤ ó ≥ . Para llevarla a alguna de estas formas debemos tener en cuenta ciertas reglas que se enuncian a continuación. 9
Ejemplo 1. Resuelva la siguiente desigualdad: 2(3 − ) ≤ 5 − 4 Solución: Resolver el producto indicado 2 (3 – x) 6 − 2x ≤ 5 − 4x Luego se dejan los términos en x en un lado y las constantes en el otro lado. El 6 está sumando pasa restando y el 4x está −2x + 4x ≤ 5 − 6 restando pasa sumando sin alterar el sentido de la desigualdad Se reducen los términos semejantes 2x ≤ −1 Ahora, el 2 está multiplicando, pasa −1 x ≤ dividiendo sin alterar el sentido de la 2 desigualdad 1 x≤ − 2 Conjunto solución: (−∞, − ] Expresaremos la solución en notación de intervalos y gráficamente −∞ −1 2 10
+ Ejemplo 2. Resuelva la siguiente desigualdad: − < Solución: 1 3+ (12) − (12) < (12) 4 3 2 Buscamos el . . ( , , ) = , se multiplica cada término por el m.c.m 3 − 4 < 6(3 + ) Se resuelve el producto indicado 6(3 + t) 3 − 4 < 18 + 6 Luego se dejan los términos en t en un lado y −4 − 6 < 18 − 3 las constantes en el otro lado. El 3 está sumando pasa restando y el 6t está sumando pasa restando sin alterar el sentido de la desigualdad Se reducen los términos semejantes −10 < 15 Ahora, el -10 está multiplicando, pasa 15 3 > ; >− dividiendo, cambiando (por ser negativo) el −10 2 sentido de la desigualdad Expresaremos la solución en notación de 3 Conjunto solución: (− ,∞) intervalos y gráficamente: 2 −3 ∞ 2 11
− − Ejemplo 3. Resuelva la siguiente desigualdad: < > −3 −3 ambos lados cambiando (por ser negativo) el −3 > > −5 sentido de la desigualdad Se escribe poniendo el número menor a la −5 < < −3 izquierda Expresaremos la solución en notación de Conjunto solución: (−5, −3) intervalos y gráficamente: − − 12
ACTIVIDAD DE CIERRE: INSTITUTO RUBIANO DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA ASIGNACIÓN SUMATIVA # 1 DESIGUALDADES LINEALES Nombre: Grupo: Profesor: Fecha: Puntos: / 50 I. En los siguientes problemas, escriba la desigualdad en notación de intervalos y luego trace la gráfica del intervalo. 10 puntos DESIGUALDAD INTERVALO GRÁFICO x ≥ −12 x < −19 −7 < x ≤ 10 −20 ≤ x < −13 5 < x ≤ 15 13
II. Determina el intervalo solución de las siguientes inecuaciones de primer grado, con una incógnita. De su respuesta como intervalo y como gráfico. Recuerda escribir todos los procedimientos. 30 puntos 15x − 6(x + 3) ≤ 3x 1 1 1 2 x− ≤ x+ 4 3 6 3 3(x – 1) + 5 ≤ 5(x + 2) (x + 2) (x − 1) + 26 < (x + 4)(x + 5) −8 ≤ −1 + 3x ≤ 11 x+6 −6 ≤ ≤0 2 14
Puntuación Aspectos por evaluar Puntuación Observaciones esperada obtenida 5 Puntualidad. Entrega a fecha indicada por el docente, según organización del colegio. 2 Limpieza y orden. No se aprecian borrones, tachones. 3 Expresa adecuadamente la solución de cada problema. 40 Desarrolla correctamente . todos los procedimientos de acuerdo con las fórmulas y propiedades. CALIFICACIÓN. 15
DESIGUALDADES CUADRÁTICAS ACTIVIDAD DE INICIO: Observar los siguientes videos ➢ https://www.youtube.com/watch?v=keJwrVpvarI ➢ https://www.youtube.com/watch?v=7OoLfOeKCIA&t=500s ➢ https://www.youtube.com/watch?v=p3Sv3Wa5qYQ ➢ https://www.youtube.com/watch?v=CiCp1-3n3sU ACTIVIDAD DE DESARROLLO: Se muestra cómo resolver desigualdades que contienen una expresión cuadrática. En los próximos ejemplos se mostrará el uso de la tabla de signos y las propiedades del signo de un producto. Propiedades del signo de un producto: el producto de dos números reales es positivo (negativo) si y sólo si los números tienen signos iguales (opuestos). REGLAS PARA RESOLVER DESIGUALDADES CUADRÁTICAS. i) Use las propiedades de las desigualdades para replantear la desigualdad dada en forma tal que todas las variables y constantes diferentes de cero se encuentren del mismo lado del símbolo de desigualdad y el número cero quede del otro lado. ii) Luego, si es posible, factorizamos el lado distinto de cero de la desigualdad. iii) Obtenemos las raíces igualando a cero cada factor. Estos números dividen la recta numérica en intervalos. iv) En cada uno de estos intervalos, determine el signo de cada factor y luego determine el signo del producto aplicando las propiedades de los signos de un producto. Para resolver una ecuación cuadrática se utilizan los conceptos de números críticos y número de prueba. 16
Ejemplo 1. Resuelva la desigualdad: + − > SOLUCIÓN: 2 + 2 − 15 > 0 Comenzamos factorizando la ( + 5) ( -3) > 0 expresión cuadrática puesto que uno de los lados es igual a cero. Ahora buscamos los puntos + 5 = 0 − 3 = 0: críticos en la ecuación ( + ) ( − ) = . = −5 = 3 Obtenemos que Estos valores dividen la (−∞, −5) (−5,3) (3, ∞ ). recta real en tres intervalos: −5 3 Sabemos que x < - 5; -5< x < 3 ; x>3 = − y = son los puntos críticos que satisfacen la ecuación + − > . Intervalos (−∞, −5) (-5,3) (3, ∞) Deseamos determinar el signo de la expresión Signo de +5 - + + + − Signo de -3 - - + en los intervalos: (−∞, − ), (-5,3) y (3, ∞). Para Signo de( +5)( -3) + - + esto determinamos el signo de cada uno de los factores usando un valor de en cada uno de los intervalos. Este valor particular de se conoce como valor prueba. 17
Construimos una tabla, llamada una tabla de signos, para organizar la información obtenida: Por ejemplo, para determinar el signo del factor +5 en el intervalo (−∞, − ) escogemos un valor de x que este en este intervalo, digamos x = -8 y lo substituimosen +5. Obtenemos +5 = -8 +5= -3. Luego +5 es negativo en el intervalo (−∞, − ).Por otro lado, -3 = -8-3 = -11 por lo que -3 es negativo en el intervalo (−∞, − ). Repetimos este procedimiento para los otros dos intervalos. El signo de ( + 5) ( -3) se obtiene multiplicando el signo de +5 con el signo de -3. Nos interesa saber dónde ( + 5) ( -3) > 0, es decir dónde ( + 5) ( -3) es positivo. Esto ocurre en (−∞, − ) U (3, ∞ ). Ejemplo 2. Resuelva la desigualdad ≤ + Solución: Primero 2 ≤ 7 + 44 despejemos para que un lado 2 − 7 − 44 ≤ 0 de la desigualdad sea cero y ( − 11) ( + 4) ≤ factoricemos la expresión 0 resultante: Resolvemos la ecuación (x - 11) (x + 4) = 0. (−∞, −4) z (-4,11) (11, ∞ ). Obtenemos los puntos críticos -4 11 x+4=0 o x -11 = 0. Intervalos (−∞, −4) (-4,11) (11, ∞ ) Luego Signo de -11 - - + x=-4 o x = 11 Signo de + 4 - + + Ahora construimos una tabla de signos. Signo de ( -11)( +4) + - + Buscamos todos los valores de x tales que ( + ) ( − ) ≤ 0. 18
( + ) ( − ) es menor que cero en el intervalo (-4, 11) e igual a ceroen x = -4 y en x = 11. Luego la solución de la desigualdad es el intervalo [-4, 11]. Ejemplo 3. Resuelva la desigualdad ≤ + SOLUCIÓN. Primero despejemos 45 ≤ 4 2 + 24 para que un lado de la desigualdad 0 ≤ 4 2 + 24 − 45 sea cero y factoricemos la 4 2 + 24 − 45 ≥ 0 expresión resultante: (2 + 15) (2 − 3) ≥ 0 Resolvemos la ecuación 15 15 ( + ) ( − ) = 0. (−∞, − ) (− , 3 ) ( 3, ∞ ). 2 2 2 2 Obtenemos los puntos críticos: + = − = 15 3 − 2 2 Luego =− = Intervalos (−∞, − ) (− , ) ( , ∞ ) Ahora construimos una tabla de Signo de 2 + 15 - + + signos. Signo de 2 - 3 - - + Signo de (2 + - + +15)( 2 -11) Buscamos todos los valores de x tales que ( + ) ( − ) ≥ 0 ( + ) ( − ) es mayor que cero en el intervalo (−∞, 15) o en intervalo (3, ∞) igual a cero en 2 x = 1 5 y en x = 3 2 Luego la solución de la desigualdad es el intervalo (−∞, 15] U [ , ∞) . 19
ACTIVIDAD DE CIERRE: Desarrolla la siguiente actividad de aprendizaje. INSTITUTO RUBIANO DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA ASIGNACIÓN SUMATIVA NO.2 DESIGUALDADES CUADRÁTICAS Nombre: Grupo: Fecha: Profesor: Puntos: /50 I PARTE. En los problemas siguientes problemas, escriba la desigualdad en notación de intervalos y luego trace la gráfica del intervalo. Recuerda escribir todo el procedimiento. 5 puntos c/u 5 2 + 4 − 1 ≥ 0 2 − 2 − 5 ≥ 3 (3 + 5) > 0 2 2 + − 1 < 0 3 2 − 7 < 0 2 2 − 7 + 3 ≤ 0 2 + 10 ≤ 0 3 2 + 10 ≥ 8 20
DESIGUALDADES RACIONALES. Ahora estudiaremos las desigualdades racionales. Las desigualdades racionales pueden resolverse mediante el procedimiento anterior, excepto que colocamos los ceros tanto del numerador P(x) como del denominador Q(x) en la recta numérica y usamos las propiedades de los signos de un cociente. Una inecuación racional es una desigualdad entre dos expresiones algebraicas que tienen una sola incógnita, la cual APARECE en el DENOMINADOR. El numerador puede ser una inecuación lineal o cuadrática, y en el denominador también, Ejemplos: ; Resolver una inecuación racional en una variable significa encontrar el conjunto de números reales (Intervalo) que satisface la desigualdad. Para ello, recurrimos a las propiedades básicas de las desigualdades. REGLAS PARA RESOLVER DESIGUALDADES RACIONALES i) Use las propiedades de las desigualdades para replantear la desigualdad dada en forma tal que todas las variables y constantes diferentes de cero se encuentren del mismo lado del símbolo de desigualdad y el número cero quede del otro lado. ii) Luego, si es posible, factorice los polinomios ( ) ( ) en factores lineales. iii) Marque la recta numérica en los ceros reales de ( ) ( ). Estos números dividen la recta numérica en intervalos. iv) En cada uno de estos intervalos, determine el signo de cada factor y luego determine el signo del cociente aplicando las propiedades de los signos de un cociente. Ejemplo 1. Resuelva la desigualdad Solución: En esta inecuación debemos calcular los intervalos donde la función racional es menor que cero, es decir, los intervalos donde la función racional sea negativa: 21
Para ello vamos a obtener en Puntos críticos: primer lugar los puntos donde la función cambia de signo. Esos puntos los obtenemos igualando el numerador a cero por un lado e igualando el denominador a cero por otro lado. Despejamos x Obtenemos los puntos x< -2 -2 < x < 2 x>2 críticos x -2=0 o x +2 = 0. Luego x=2 o x = -2 Ahora construimos una tabla Intervalos (-∞, -2) ( -2. 2) (2, ∞) de signos. Valor de prueba -3 +1 4 Es importante recalcar que el Signos de x-2 - - + Signos de x+2 - + + valor que resulta de igualar el Signos de + - + denominador a cero, nunca se x-2/x +2 toma, ya que el denominador de una función racional nunca puede ser cero. Por tanto, el -2, también queda abierto. Evaluamos todos los valores de pruebas en x < -2, -2 < x < 2 y x>2 Para terminar, la solución de nuestra inecuación son los valores de x que hacen que la función sea menor que cero, es decir los tramos negativos: Luego la solución de la desigualdad es el intervalo (-2, 2). 22
Ejemplo 2. Resuelva la desigualdad SOLUCIÓN: Primero organizamos los ceros del numerador y el denominador, de la expresión racional a la izquierda del símbolo de x– 2 = 0 x+1=0 desigualdad, en la recta numérica, desde la más pequeña x =2 x= - 1 hasta la más grande de la siguiente manera. Seleccione un valor de x en cualquiera de los intervalos y (- -∞, -1) (- 1, 2) (2, ∞ ). úselo para encontrar el signo de la expresión racional. Ejemplo para x =-3 en el intervalo (-∞, -1) Intervalos (-∞, -1) ( -1. 2) ( 2, ∞) Valor de -3 +1 4 Los ceros -1 y 2 son de una prueba Signos de x-2 - - + multiplicidad impar y, por lo tanto, el Signos de x+1 - + + signo de la expresión (x - 2) / (x + 1) Signos de + - + x-2/x +1 cambiará en ambos ceros a medida que avancemos de un intervalo a otro. Buscamos todos los valores de x: Seleccione un valor de x en cualquiera de los intervalos y úselo para encontrar el signo de la expresión racional. Ejemplo para x = -3 en el intervalo (-∞, -1) la expresión racional (x - 2) / (x + 1) = (- 3 - 2) / (- 3 + 1) = 5 / 2. Por lo tanto, la expresión racional (x - 2) / (x + 1) es positiva en el intervalo (-∞, -1). El conjunto de solución de la desigualdad viene dado por la unión de todos los intervalos donde (x - 2) / (x + 1) es positivo o igual a 0. De ahí que la solución establecida para la desigualdad anterior, en notación de intervalo, esté dada por: (-∞, -1) [ 2, +∞) 23
Ejemplo 3. Resuelva la desigualdad Solución: Primero reescribimos la desigualdad dada con el lado derecho igual a cero. Luego, despejemos para que un lado de la desigualdad sea cero y factoricemos la expresión resultante: Use x + 3 como un denominador común para reescribir el lado izquierdo de la desigualdad como expresiones racionales individuales de la siguiente manera: agregue las dos expresiones racionales; (-∞, -5) (-5,-3) (-3, ∞ ). organizamos los ceros del numerador y el denominador en la recta numérica desde la más pequeña a la más grande. Intervalos (-∞, -5) ( -5. -3) ( -3, ∞) Ahora construimos una tabla Valor de -6 +1 4 de signos. prueba Signos de x+5 - - + Signos de x+3 - + + Signos de + - + -x-5/x +3 Buscamos todos los valores de x. Seleccione un valor de x en el intervalo (-∞, - 5) y úselo para encontrar el signo de la expresión racional. Ejemplo para x = - 6, la expresión racional (-x - 5)(x + 3) = (6- 5) /(- 6 + 3) = -1 / 3. De ahí la expresión racional (-x - 5) (x + 3) es negativo en el intervalo (- ∞, - 5). 24
Los ceros - 5 y - 3 son de multiplicidad impar y, por lo tanto, el signo de (-x - 5) (x + 3) cambiará en ambos ceros. Por lo tanto, los signos de la expresión (-x - 5) (x + 3) a medida que avanzamos de izquierda a derecha. El conjunto de soluciones de la desigualdad viene dado por la unión de todos los intervalos donde (-x - 5) (x + 3) es negativo o igual a 0. Por lo tanto, el conjunto de soluciones para la desigualdad anterior, en notación de intervalo, está dado por: (-∞, - 5] (- 3, + ∞) 25
ACTIVIDAD DE CIERRE: Desarrolla la siguiente actividad de aprendizaje. INSTITUTO RUBIANO DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA ASIGNACIÓN SUMATIVA NO.3 DESIGUALDADES RACIONALES Nombre: Grupo: Fecha: Profesor: Puntos: /50 I PARTE. En los problemas siguientes problemas, escriba la desigualdad en notación de intervalos y luego trace la gráfica del intervalo. Recuerda escribir todo el procedimiento. 10 puntos c/u. I. RESUELVE LAS SIGUIENTES DESIGUALDADES. EXPRESA TUS RESULTADOS EN INTERVALOS Y GRAFICO. 4 3 +5 4 2−3 +8 1. >0 2. ≤0 3. ≥ −9 4. ≥4 3 +2 2 +5 −6 2−1 −1 +9 < − 1 5 +2 5 5 +2 5. ≤3 6. 7. > 8. > −1 −8 −3 2 +3 2 −2 26
Aspectos por evaluar Puntuación Observaciones obtenida 5 Puntualidad. Entrega a fecha indicada por el docente, según organización del colegio. 3 Limpieza y orden. No se aprecian borrones, tachones. 2 Expresa adecuadamente la solución de cada problema. 40 Desarrolla correctamente . todos los procedimientos de acuerdo con las fórmulas y propiedades. CALIFICACIÓN. BIBLIOGRAFÍA. 1) MATEMÁTICA 11, ALGEBRA Y TRIGONOMETRÍA CON GEOMETRÍA ANALÍTICA. DIANA DE LAJÓN; RICARDO LAJÓN. 2) MATEMÁTICA 11. SERIE SER COMPETENTES. SANTILLANA. APUNTES DE LOS PROFESORES: HERNÁN CASTILLO, GLORIBETH VEGA, RAQUEL ATENCIO y VILMA PRADO 27
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