Básicos

Simplificar fracciones algebraicas

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Empecemos por ver qué es una fracción algebraica. Es una fracción en la que el numerador y el denominador son polinomios.

Por ejemplo, la siguiente fracción sería una fracción algebraica:

Simplificar una fracción algebraica es encontrar otra fracción algebraica equivalente a ella más sencilla. Que sea más sencilla quiere decir que los polinomios del numerador y del denominador tengan menor grado.

Los pasos que vamos a seguir para simplificar una fracción algebraica son muy sencillos.

Primero factorizaremos tanto el numerador como el denominador, y después simplificaremos aquellos factores que se estén en el numerador y en denominador a la vez.

Por último, si queda alguna operación de multiplicación por hacer entre factores la haremos.

En el siguiente vídeo vamos a aprender a simplificar fracciones algebraicas. Resolveremos dos ejercicios y lo haremos paso a paso explicándolo todo con detalle.

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Factorizar polinomios

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Pensemos en qué consiste descomponer un número en factores primos. Es descomponerlo en el producto de factores que son números primos.

Por ejemplo, la descomposición en factores primos de 12 sería:

12 = 22 · 3

Pues factorizar un polinomio sería algo parecido, pero con polinomios. Es decir, factorizar un polinomio es descomponerlo en el producto de dos o más polinomios del menor grado posible.

Un ejemplo sería éste:

P(x) = x4 – 3x3 – 13x2 + 15x = x · (x – 1) · (x + 3) · (x – 5)

Para factorizar un polinomio se pueden utilizar distintas herramientas: Extraer factor común, utilizar identidades notables, la Regla de Ruffini, resolver ecuaciones de segundo grado, y siempre podemos obtener factores a partir de las raíces del polinomio.

En el siguiente vídeo vamos a aprender a factorizar polinomios. Veremos primero en qué consiste en sí la factorización y cómo podemos obtener factores del polinomio a partir de sus raíces. Después expondremos las distintas herramientas que tenemos para realizar la factorización de un polinomio, y resolveremos tres casos diferentes, muy interesantes, que nos ayudarán a aprender perfectamente a factorizar polinomios.

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Raíces o ceros de un polinomio

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Las raíces de un polinomio P(x), también conocidas como ceros del polinomio, son los valores de x que hacen que el valor numérico del polinomio sea igual a cero, es decir, las soluciones de la ecuación P(x) = 0.

Calcular las raíces de un polinomio P(x) equivale, por lo tanto, a resolver la ecuación P(x) = 0.

Así, por ejemplo, las raíces del polinomio P(x) = 2x3 + 8x2 – 2x – 8, serán las soluciones de la ecuación:

2x3 + 8x2 – 2x – 8 = 0

Por cierto, en este caso concreto, dichas raíces serían: x = 1, x = -1, x = -4.

Si se sustituye en la expresión del polinomio P(x) cada x que aparece por estos valores, es decir, se calcula el valor numérico del polinomio para x = 1, x = -1, x = -4, se obtiene como resultado cero.

En los dos siguientes vídeos vamos a ver cómo se calculan las raíces de polinomios. Al mismo tiempo estaremos aprendiendo a resolver ecuaciones de grado mayor que 2.

Veremos primero una serie de cosas importantes a tener en cuenta a la hora de intentar calcular las raíces de un polinomio, y también las distintas herramientas matemáticas con las que contamos para hacerlo: Extraer factor común, Regla de Ruffini, Teorema del resto y del factor, resolver ecuaciones de segundo grado…

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Logaritmos

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Los logaritmos se utilizan, entre otras muchas cosas, para determinar la antigüedad de restos vegetales y animales cuando se utiliza el método del carbono 14.

Se utilizan también en psicología en la ley de Weber-Fechner.

Se utilizan en la escala de Richter para reflejar la energía que se desprende en un terremoto. La intensidad de un sismo se calcula en concreto utilizando logaritmos neperianos.

En Estadística se suelen aplicar en el crecimiento de la población, cuando la población crece muy rápidamente (exponencialmente).

También se utilizan en el experimento psicológico de Stenbeg.

Tienen también aplicaciones en la Música, en Topología, en Química por ejemplo para medir el pH de un producto.

En Astronomía los logaritmos son muy usuales, y se utilizan para poder medir el brillo y la magnitud de las estrellas.

En definitiva, todo lo que sean números grandes, se maneja mejor aplicando logaritmos. Pero…

¿Qué es un logaritmo?

Sea a un número positivo y distinto de 1, el logaritmo en base a de un número positivo N (argumento) es el exponente al que hay que elevar dicha base a para obtener N.

loga N = b  ⇔  ab = N

Así, por ejemplo, el log2 8 es 3, ya que 2 hay que elevarlo a 3 para obtener 8.

log2 8 = 3  ⇔  23 = 8

Calcular un logaritmo puede ser relativamente sencillo, aunque hay también logaritmos que no existen en los números reales. En el siguiente vídeo vamos a aprender a calcular un logaritmo utilizando la definición de logaritmo, veremos bastantes ejemplos y, además, logaritmos especiales como el logaritmo decimal y el logaritmo neperiano. Aprenderemos y deduciremos también los casos en los que no existe logaritmo.

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Racionalización de fracciones

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Cuando trabajamos con fracciones, en determinadas operaciones como la suma o resta de fracciones con distinto denominador, nos interesa que los denominadores sean números naturales, ya que de lo contrario nos resulta complicado hacer cosas como reducir las fracciones a mínimo común denominador.

En ocasiones las fracciones que tenemos contienen radicales en su denominador, y necesitamos eliminarlos.

Racionalizar una fracción consiste precisamente en eso, en realizar operaciones sobre la fracción original de manera que se obtengan fracciones equivalentes en las que ya no haya radicales en el denominador.

Para racionalizar una fracción utilizaremos básicamente dos procedimientos, dependiendo de si en el denominador hay solo un radical o si se trata de una suma o una resta (binomio) con radicales.

En los dos siguientes vídeos vamos a aprender a racionalizar fracciones en cada una de esas dos situaciones. Lo veremos paso a paso, explicando primero en qué nos vamos a basar para hacerlo, y resolveremos varios ejemplos con algunas diferencias entre ellos.

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Operaciones combinadas con potencias de base una fracción

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Seguimos con los ejercicios de operaciones combinadas con potencias, y en esta ocasión vamos a aprender a resolver ejercicios de operaciones combinadas en los que aparecen potencias cuya base es una fracción.

Además, aparecerán también potencias de base una fracción y con exponente negativo.

Os voy a explicar cómo se debe resolver este tipo de ejercicios y lo vamos a ver paso a paso en los dos siguientes vídeos.

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Multiplicación y división de números enteros

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Después de ver la suma y resta de números enteros, continuamos con las operaciones con números enteros y vamos a aprender ahora a multiplicar y dividir números enteros.

Multiplicar y dividir números enteros es bastante sencillo. Por un lado tenemos que multiplicar o dividir, según sea la operación que estamos haciendo, los valores absolutos de los números y, para saber el signo del resultado de la operación, tenemos que utilizar la regla de los signos o ley de los signos.

Pero mejor que leer una explicación es verla y escucharla.

Por eso en el siguiente vídeo voy a explicar primero cómo funciona la regla de los signos, y vamos a resolver bastantes ejemplos de multiplicaciones y divisiones de números enteros, explicando todo paso a paso.

También veremos ejemplos en los que no aparezcan todos los números enteros entre paréntesis, y otros en los que no aparezca el signo de operación entre los paréntesis o entre números y paréntesis.

Por último, aprenderemos también a resolver ejercicios de multiplicaciones y divisiones combinadas de números enteros.

Te dejo con el vídeo:

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Suma y resta de números enteros

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Una de las primeras y mayores dificultades que se les presenta a los alumnos es aprender a sumar y restar números enteros, ya que el salto de los números naturales a los enteros no suele ser sencillo.

Eso de que quitemos más de lo que había, o que al sumar números se obtengan resultados negativos va en contra de la idea inicial que se tiene de las sumas.

Éste es un tema que se debe ver despacio y bien, y es fundamental entender el significado que tienen todo este tipo de operaciones.

A pesar de que hablamos de sumas y restas de números enteros, en realidad lo que vamos a hacer son siempre sumas de números enteros, y esos números enteros podrán ser positivos o negativos (salvo que estemos sumando el cero, que no es ni positivo ni negativo, sino neutro).

Alguien dirá que qué pasa con las restas entonces. Pues bien restar un número entero es equivalente a sumar el opuesto de dicho número entero. De esa manera las restas de números enteros se convierten en sumas, y siempre sumamos números enteros.

Dependiendo de si los números enteros que estamos sumando son ambos del mismo signo o son de distinto signo, lo haremos de una forma u otra.

Pero mejor que leer una explicación es verla y escucharla.

Por eso en el siguiente vídeo voy a explicar primero cómo sumar gráficamente números enteros, tanto en el caso de que tengan igual signo como en el caso de que sean de distinto signo. Veremos a la vez otras dos formas de hacer dichas sumas, sin necesidad de tener que representarlo. de hecho es lo que acabaremos haciendo en cuanto tengamos un poco de práctica.

Haremos bastantes ejemplos, y aprenderemos también a sumar y restar números enteros con paréntesis. Veremos cómo eliminar dichos paréntesis y así realizar las sumas de números enteros como las hemos aprendido.

Y, para terminar, resolveremos un ejercicio de sumas y restas combinadas de números enteros, en el que utilizaremos todo lo visto anteriormente, y que nos ayudará a consolidar el aprendizaje de la suma de números enteros.

Lo dicho, te dejo con el vídeo:

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Opuesto de un número entero

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El opuesto de un número entero es otro número entero con igual valor absoluto y signo contrario.

Es decir, es otro número entero que está a la misma distancia del cero pero al otro lado de la recta numérica.

El opuesto de un número entero se representa escribiendo las letras «Op» y entre paréntesis el número. Así, por ejemplo, el opuesto de -4 sería:

Op(-4)

Según la definición que hemos dado antes, el opuesto de -4 sería:

Op(-4) = +4

Pero mejor te lo voy a explicar con más detalle en el siguiente vídeo, en el que además vamos a aprender una forma muy directa y sencilla de calcular el opuesto de un número entero, y vamos a hacer varios ejemplos.

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Valor absoluto de un número entero ✔️ Operaciones con valor absoluto

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El valor absoluto de un número entero representa la distancia que hay de dicho número al cero.

El valor absoluto de un número entero se representa escribiendo el número entre dos barras verticales. Así, por ejemplo, el valor absoluto de -3 sería:

|– 3|

Y, según la definición que hemos dado antes, dado que la distancia que hay de -3 a 0 es de 3 unidades, su valor sería 3.

|– 3| = 3

 

Por otra parte, puede ocurrir que tengamos operaciones en las que aparezcan valores absolutos, como por ejemplo:

|– 6 + 1| – 2

¿Cómo se resuelve este tipo de operaciones?

En el siguiente vídeo vamos a ver con más detalle el concepto de valor absoluto de un número entero, tanto su significado como cómo calcularlo de una forma sencilla y directa, y vamos a aprender a resolver operaciones con valores absolutos, para lo cuál haremos varios ejemplos diferentes explicados paso a paso.

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Operaciones combinadas con números naturales. Jerarquía de operaciones

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Para realizar operaciones combinadas con números naturales es necesario seguir un orden o jerarquía a la hora de realizar las distintas operaciones que pueden aparecer (suma, resta, multiplicación, división, potencias, raíces, paréntesis, corchetes…).

Esto es lo que se conoce habitualmente como jerarquía de operaciones. Es decir, no podemos hacer las operaciones en cualquier orden, sino siguiendo un orden determinado.

Se resuelven primero las operaciones que aparecen dentro de paréntesis y corchetes, y después el resto (aunque en ocasiones se puedan hacer algunas operaciones simultáneamente), siguiendo tanto dentro como fuera de los paréntesis este orden:

1. Potencias y raíces

2. Multiplicaciones y divisiones (de izquierda a derecha, cuando aparecen seguidas)

3. Sumas y restas

A continuación incluyo dos vídeos, en los que explico toda la jerarquía de operaciones y resuelvo, paso a paso, varios ejercicios de operaciones combinadas con números naturales, empezando por un ejemplo muy sencillo y terminando con un ejercicio con todo tipo de operaciones, paréntesis, e incluso potencias y raíces.

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Fracción generatriz de un número decimal. Pasar de decimal a fracción

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En algunas ocasiones tenemos que hacer operaciones en las que intervienen números decimales que no son exactos, es decir, que tienen infinitos decimales.

Si queremos evitar tener que utilizar una aproximación del número para poder realizar las operaciones con números decimales, y con ello perder exactitud en el cálculo, lo que debemos hacer es escribir dichos números en forma de fracción.

Esto es lo que se conoce como calcular la fracción generatriz de un número decimal, es decir, pasar de número decimal a fracción.

Se le llama fracción generatriz porque genera (da como resultado) dicho número decimal al dividir el numerador de la fracción entre el denominador.

Ojo, que esto, pasar de número decimal a fracción, podemos hacerlo siempre que los números decimales sean exactos, periódicos puros o periódicos mixtos (no os preocupéis porque en los vídeos que os voy a poner ahora explico perfectamente cómo es cada uno de estos números), pero no podemos hacerlo si se trata de un número irracional, que tiene infinitos decimales pero no es periódico y, por definición, no se puede expresar en forma de fracción.

Hasta aquí todo muy bien, pero necesitamos ver ejemplos y explicaciones, así que vamos a ello.

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Operaciones combinadas con potencias #4 (Con distinta base y exponente)

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¡Vamos a dar un paso más y vamos a resolver un ejercicio de operaciones combinadas con potencias más completo aún que los que hemos visto hasta ahora!

En el blog hemos ido viendo cómo realizar distintas operaciones con potencias (con la misma base o con el mismo exponente) de forma individual.

En publicaciones anteriores vimos primero dos ejercicios de operaciones combinadas con potencias en los que todas las potencias tenían la misma base, después otro ejercicio de operaciones combinadas con potencias en el que, sin embargo, no eran todas las bases iguales, pero sí coincidían algunas, y por último resolvimos un ejercicio de operaciones combinadas con potencias en el que tanto las bases como los exponentes eran distintos.

En esta ocasión, también tendremos bases y exponentes diferentes, pero además aparecerán exponentes negativos e incluso alguna potencia de potencia.

Intentaremos conseguir tener potencias de igual base para poder hacer operaciones entre ellas, y para eso descompondremos las bases en factores primos primero.

Tendremos que hacer multiplicaciones de potencias de la misma base, divisiones de potencias de la misma base, potencias de una potencia, operar con potencias de exponente negativo, e incluso dividir potencias de igual exponente.

Con todo esto, os podéis imaginar que es un ejercicio típico de examen.

Pero no es preocupéis porque es más sencillo de lo que puede parecer.

Os dejo con el vídeo donde resuelvo el ejercicio paso a paso y explicándolo absolutamente todo:

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Operaciones combinadas con potencias #3 (Con distinta base y exponente)

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En el blog hemos ido viendo cómo realizar distintas operaciones con potencias (con la misma base o con el mismo exponente) de forma individual.

En publicaciones anteriores vimos dos ejercicios de operaciones combinadas con potencias en los que todas las potencias tenían la misma base y otro ejercicio de operaciones combinadas con potencias en el que, sin embargo, no eran todas las bases iguales, pero sí coincidían algunas.

En esta ocasión vamos a ver cómo podemos resolver un ejercicio de operaciones combinadas con potencias en el que tanto las bases como los exponentes son distintos.

Intentaremos conseguir tener potencias de igual base para poder hacer operaciones entre ellas, y para eso descompondremos las bases en factores primos primero.

Tendremos que hacer multiplicaciones de potencias de la misma base, divisiones de potencias de la misma base y potencias de una potencia.

Pero no es preocupéis porque es más sencillo de lo que puede parecer.

Os dejo con el vídeo donde resuelvo el ejercicio paso a paso y explicándolo todo:

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Ecuaciones bicuadradas

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Las ecuaciones bicuadradas son ecuaciones de cuarto grado incompletas que sólo tienen los términos de exponente par.

Es decir si, por ejemplo, la incógnita o variable es x, tienen término con x4 y con x2, pero no tienen ningún término con x3 o con x. Un ejemplo de ecuación bicuadrada sería el siguiente:

x4 – 4x2 + 3 = 0

Para resolver las ecuaciones bicuadradras utilizamos un cambio de variable, de manera que conseguimos primero transformarlas en ecuaciones de segundo grado con una nueva variable y, después de resolverlas, deshaciendo el cambio de variable que habíamos realizado, conseguimos obtener las soluciones de la ecuación bicuadrada inicial.

En el siguiente vídeo explico todo el procedimiento a seguir, paso a paso y con detalle, y realizo tres ejemplos para que se pueda entender perfectamente:

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División de polinomios

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Después de haber visto la suma y resta de polinomios, el producto de un número por un polinomio, el producto de un monomio por un polinomio, y el producto de dos polinomios, vamos a aprender ahora a realizar la división o cociente de dos polinomios.

En el siguiente vídeo explico, paso a paso, todo el proceso que se debe seguir para dividir dos polinomios, y hago dos ejemplos diferentes para que quede todo muy claro:

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Teorema de la altura y Teorema del cateto

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Vamos a ver dos teoremas que, como ocurría con el Teorema de Pitágoras, se pueden utilizar en triángulos rectángulos: El Teorema de la altura y el Teorema del cateto.

El Teorema de la altura relaciona la altura sobre la hipotenusa del triángulo rectángulo con las proyecciones de los catetos sobre dicha hipotenusa.

El Teorema del cateto relaciona, para cada uno de los dos catetos del triángulo rectángulo, el cateto con su proyección sobre la hipotenusa y la hipotenusa.

Pero vamos a ver todo esto explicado en el siguiente vídeo, donde resolveremos además cuatro ejemplos con diferentes datos de partida, de manera que aprenderemos a resolver cualquier ejercicio que nos puedan plantear.

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Teorema de Tales – Semejanza de triángulos

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En el siguiente vídeo vamos a aprender a utilizar el Teorema de Tales.

Lo veremos en el caso de rectas cortadas por otras rectas paralelas, estableciendo proporcionalidad entre segmentos, y también cuando tengamos triángulos en posición de Tales utilizando la semejanza de triángulos.

Vamos a hacer bastantes ejemplos, recogiendo todas las situaciones que os podéis encontrar en  ejercicios, y así sabréis cómo resolverlos sin problema.

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Posición relativa de dos rectas en el plano

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En el plano, dos rectas pueden ser: Secantes (tienen distinta pendiente y se cortan en un punto), paralelas (tienen la misma pendiente y pasan por distintos puntos, no cortándose nunca), o coincidentes (tienen la misma pendiente y pasan por los mismos puntos).

Estudiar la posición relativa de dos rectas en el plano consiste por lo tanto en determinar, a partir de sus ecuaciones, si dos rectas son secantes, paralelas o coincidentes.

Podemos hacerlo de distintas formas. Nosotros vamos a hacerlo aquí utilizando dos procedimientos diferentes: A partir de la ecuación explícita de las rectas, y a partir de su ecuación general.

En este primer vídeo te explico cómo estudiar la posición relativa de dos rectas en el plano utilizando su ecuación explícita:

En este segundo vídeo aprenderemos a estudiar la posición relativa de dos rectas en el plano utilizando su ecuación general:

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Ecuación de una recta – Ecuación explícita

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La ecuación explícita de una recta es una ecuación de la forma:

y = mx + n

Donde:

m es la pendiente de la recta

n es la ordenada en el origen

¿Cómo se obtiene la ecuación de una recta?

Dependiendo de los datos que nos den seguiremos un procedimiento u otro. En el siguiente vídeo vamos a aprender a obtener la ecuación de una recta en distintas situaciones: A partir de la representación gráfica de la recta, a partir de la pendiente de la recta y un punto de la misma, a partir de la ordenada en el origen y un punto de la recta, a partir de dos puntos de la recta (lo veremos utilizando dos métodos diferentes), y a partir de la ecuación general de la recta.

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