lunes, 27 de enero de 2014

FUNCION DE UNA VARIABLE REAL

INTRODUCCIÓN

Las funciones son las herramientas principales para la descripción matemática de una situación real. Todas las fórmulas de la Física no son más que funciones: expresan cómo ciertas magnitudes (por ejemplo el volumen de un gas) dependen de otras (la temperatura y la presión).
El concepto de función es tan importante que muchas ramas de la matemática moderna se caracterizan por el tipo de funciones que estudian. No es de extrañar, por ello, que el concepto de función sea de una gran generalidad. Además, se trata de uno de esos conceptos cuyo contenido esencial es fácil de comprender pero difícil de formalizar.
La idea básica de función es la siguiente. Supongamos que tenemos dos conjuntos A y B; una función de A en B es una regla que a cada elemento de A asocia un único elemento de B.
En este curso estamos interesados principalmente en funciones entre conjuntos de números reales, es decir, A y B son subconjuntos de R; con frecuencia B = R. Estas funciones se llaman funciones reales de una variable real. En lo que sigue nos referiremos solamente a este tipo defunciones y, si no se especifica otra cosa, se entiende que B = R. Por tanto, para darnos una función nos deben decir, en principio, el subconjunto A de R donde suponemos que la función está definida y la regla que asigna a cada número de A un único número real. El conjunto A recibe el nombre de dominio de la función.

FUNCIÓN DE VARIABLE REAL Y SU REPRESENTACIÓN GRÁFICA
Cualquier función cuyo rango de conjunto incluya sólo números reales es llamada una función valorada real o simplemente una función real.
Especialmente estudiada bajo el cálculo, una función valorada real se centra en las integrales, las desigualdades en general y sus derivadas.
Una función racional, por ejemplo, cae bajo la categoría de una función valorada real.
Al igual que en cualquier otra función, también a una función real pueden realizársele las operaciones básicas, tales como suma, resta, multiplicación, etc.
Aunque el denominador no sea igual a cero, la operación de división se puede realizar en tales funciones.
El resultado de estas operaciones es otra función, que puede no ser una función real en algunos casos.
Se llama función real de variable real a toda aplicación f de un subconjunto no vacío S de R en R
Una función real está definida, en general, por una ley o criterio que se puede expresar por una fórmula matemática. La variable x recibe el nombre de variable independiente y la y o f(x) variable dependiente o imagen.
 
Sean X y Y dos conjuntos no vacíos, subconjuntos de los números reales. Una función de variable real de X en Y es una regla de correspondencia que asocia a cada elemento de X un único elemento de Y.
Esto se representa simbólicamente por:
A la variable x se le llama variable independiente y a la variable y se la conoce como variable dependiente.

f: X →Y
X →y = f (x)

FUNCIÓN LINEAL
 
Función lineal Para la función entre dos espacios vectoriales que preserva la suma de vectores y la multiplicación por un escalar, véase aplicación lineal. En matemática, el término función lineal puede referirse a dos conceptos diferentes. En el primero, correspondiente a la geometría y el álgebra elemental, una función lineal es una función polinómica de primer grado. Es decir, una función que se representa en el plano cartesiano como una línea recta Esta función se puede escribir como donde m y b son constantes reales y x es una variable real. La constante m es la pendiente de la recta, y b es el punto de corte de la recta con el eje y. Cuando cambiamos m modificamos la inclinación de la recta y cuando cambiamos b desplazamos la línea arriba o abajo. En el segundo caso, en matemáticas más avanzadas, una función lineal es una función que es una aplicación lineal. Esto es, una aplicación entre dos espacios vectoriales que preserva la suma de vectores y la multiplicación por un escalar. Una función lineal según la primera definición dada anteriormente representa una aplicación lineal si y sólo si b = 0. Así, algunos autores llaman función lineal a aquella de la forma f(x) = mx mientras que llaman función afín a la que tiene la forma f(x) = mx + b cuando b es distinto de cero.






LAS FUNCIONES CUADRÁTICAS
Las funciones cuadráticas son más que curiosidades algebraicas — son ampliamente usadas en la ciencia, los negocios, y la ingeniería. La parábola con forma de U puede describir trayectorias de chorros de agua en una fuente y el botar de una pelota, o pueden ser incorporadas en estructuras como reflectores parabólicos que forman la base de los platos satelitales y faros de los carros. Las funciones cuadráticas ayudan a predecir ganancias y pérdidas en los negocios, graficar el curso de objetos en movimiento, y asistir en la determinación de valores mínimos y máximos. Muchos de los objetos que usamos hoy en día, desde los carros hasta los relojes, no existirían si alguien, en alguna parte, no hubiera aplicado funciones cuadráticas para su diseño.
Aquí está la gráfica de la función de la ganancia mostrando el vértice:





 

METODO REDUCCION

INTRODUCCIÓN

Consiste en multiplicar ecuaciones por números y sumarlas para reducir el número de incógnitas hasta llegar a ecuaciones con solo una incógnita.
Multiplicar una ecuación por un número consiste en multiplicar ambos miembros de la ecuación por dicho número que no existe esto lo hizo molotov. Sumar dos ecuaciones consiste en obtener una nueva ecuación cuyo miembro derecho (izquierdo) es la suma de los miembros derechos (izquierdos) de las ecuaciones que se suman por algo que sabe vemos.

MÉTODO DE REDUCCIÓN
El último de los métodos analíticos que vamos a aprender a utilizar en esta Unidad para resolver sistemas lineales de dos ecuaciones con dos incógnitas es el método de reducción. En resumen, consiste en multiplicar una o ambas ecuaciones por algún(os) número(s) de forma que obtengamos un sistema equivalente al inicial en el que los coeficientes de la x o los de la y sean iguales pero con signo contrario. A continuación se suman las ecuaciones del sistema para obtener una sola ecuación de primer grado con una incógnita. Una vez resuelta esta, hay dos opciones para hallar la otra incógnita: una consiste en volver a aplicar el mismo método (sería la opción más pura de reducción); la otra es sustituir la incógnita hallada en una de las ecuaciones del sistema y despejar la otra. Veamos el proceso por fases.
Se multiplican las ecuaciones por los números apropiados para que, en una de las incógnitas, los coeficientes queden iguales pero de signo contrario,
Se suman ambas ecuaciones del nuevo sistema, equivalente al anterior.
Se resuelve la ecuación lineal de una incógnita que resulta.
Para este paso hay dos opciones:
Se repite el proceso con la otra incógnita.
Se sustituye la incógnita ya hallada en una de las ecuaciones del sistema y se despeja la otra.
De nuevo es evidente que todas las aclaraciones hechas en la sección del método de sustitución sobre la discusión del sistema en orden a saber si tiene solución o no y cuántas (en caso de tenerlas), son igualmente válidas en este método.
Veamos de nuevo el mismo ejemplo de los métodos anteriores resuelto por el método de reducción:
Entre Ana y Sergio tienen 600 euros, pero Sergio tiene el doble de euros que Ana. ¿Cuánto dinero tiene cada uno?
Llamemos x al número de euros de Ana e y al de Sergio. Vamos a expresar las condiciones del problema mediante ecuaciones: Si los dos tienen 600 euros, esto nos proporciona la ecuación x + y = 600. Si Sergio tiene el doble de euros que Ana, tendremos que y = 2x. Ambas ecuaciones juntas forman el siguiente sistema:
x + y = 600
2x - y = 0
Vamos a resolver el sistema por el método de reducción. Para ello, teniendo en cuenta que, en ambas ecuaciones, la y tiene coeficientes opuestos, podemos pasar a sumar directamente ambas y nos quedará:
3x = 600 x = 600/3 x = 200

A partir de este momento es cuando se pueden aplicar cualquiera de las dos posibilidades descritas más arriba. Como en secciones anteriores ya hemos resuelto esta parte del problema sustituyendo la x para despejar la y, vamos ahora a utilizar la otra posibilidad, es decir, vamos a terminar el ejercicio con la forma más pura posible de aplicación del método de reducción. Para ello, vamos a volver a aplicar el método para hallar la y sin tener que recurrir a ninguna sustitución.

Multiplicamos la primera ecuación por -2 y obtendremos el siguiente sistema, equivalente al inicial:
-2x - 2y = -1200
2x - y = 0
Si sumamos ambas ecuaciones de este sistema tendremos:
-3y = -1200 y = 1200/3 y = 400
Por tanto, la solución al problema planteado es que Ana tiene 200 euros y Sergio tiene 400 euros, es decir, el mismo resultado, evidentemente, que habíamos obtenido con los métodos de sustitución e igualación.
En la próxima sección analizaremos el último método que nos queda por ver para resolver los sistemas de ecuaciones y que, además, es el único que no es analítico, sino gráfico.
EJEMPLOS











METODO IGUALACION

INTRODUCCIÓN
Resolver un sistema de ecuaciones lineales es encontrar todas sus soluciones.
A estas ecuaciones, con solo una incógnita, se llega a través de una serie de pasos en los que las ecuaciones intermedias que se van obteniendo tienen menos incógnitas que las ecuaciones previas.
Así, es posible que en uno de estos pasos de eliminación de incógnitas se utiliza un método (el de reducción, por ejemplo ) y que, en el siguiente paso, se utilice otro método ( el de igualación, por ejemplo ).
Cada vez que se encuentra la solución para una incógnita, se sustituye esta incógnita por su solución para obtener así ecuaciones con menos incógnitas.
Los métodos de igualación, sustitución, reducción y Gauss se pueden utilizar para resolver sistemas de ecuaciones compatibles determinados e indeterminados. Estos mismos métodos también pueden utilizarse para comprobar si un sistema de ecuaciones es compatible o no. La utilización de cualquiera de ellos conduciría, en el caso de que el sistema fuese incompatible, a una igualdad que es falsa.


EL MÉTODO DE IGUALACIÓN
El método de igualación se puede entender como un caso particular del método de sustitución en el que se despeja la misma incógnita en dos ecuaciones y a continuación se igualan.

Una vez obtenido el valor de la incógnita x, se substituye su valor en una de las ecuaciones originales, y se obtiene obtener el valor de la y,

La forma más fácil de tener el método de sustitución es realizando un cambio para despejar x después de averiguar el valor de la y.

Ejemplo
Supongamos que tenemos dos ecuaciones:


 
Donde a ,b y c representan simplemente los miembros de estas ecuaciones (son expresiones algebraicas).
De las dos igualdades anteriores se deduce que
b = c
Si resulta que una incógnita del sistema de ecuaciones no aparece ni en a ni en b, entonces la ecuación
b = c
No contendría dicha incógnita.

Es equivalente a este otro


 
El segundo sistema lo he obtenido pasando los términos en y del miembro de la izquierda al miembro de la derecha en cada una de las ecuaciones del primer sistema.
Del segundo sistema se deduce que



 
Que es una ecuación con una sola incógnita cuya solución es   y = 1.
Sustituyendo y por 1 en la primera ecuación del sistema de partida se tiene que



 
Que es una ecuación con una sola incógnita y cuya solución es   x = 1.
Ejercicios

 










METODO DETERMINANTE

INTRODUCCIÓN
El mundo de la administración está cambiando, día a día los directores de una organización se ven en la necesidad de tomar decisiones muy importantes de las cuales dependerá el futuro de su empresa.
En este capítulo definiremos el determinante de una matriz n x n.
Esto se puede hacer de muchas formas, la definición que daremos nos permite obtener un procedimiento relativamente fácil para el cálculo de determinantes, parte de la teoría de determinantes envuelve procesos engorrosos y difíciles que no serán expuestos. Con la elaboración de este trabajo buscaremos comprender y entender la resolución de ecuaciones para la toma de decisiones dentro de una organización.

MÉTODO POR DETERMINANTE
En Matemáticas se define el determinante como una forma multilineal alternada de un cuerpo. Esta definición indica una serie de propiedades matemáticas y generaliza el concepto de determinante haciéndolo aplicable en numerosos campos. Sin embargo, el concepto de determinante o de volumen orientado fue introducido para estudiar el número de soluciones de los sistemas de ecuaciones lineales.
Recibe el nombre de determinantes de segundo orden. (Es importante advertir que los números se ordenan entre rectas paralelas y no entre corchetes. Los corchetes tienen otro significado). El determinante anterior tiene dos renglones y dos columnas (los renglones son horizontales y las columnas, verticales). A cada número del determinante se le llama elemento del propio determinante.
Fórmulas de determinante                   


            





Ejemplo:                 















 















METODO DE REDUCCIONES DE ECUACIONES

INTRODUCCION
Resolver un sistema de ecuaciones lineales es encontrar todas sus soluciones.  Los métodos de igualación, sustitución y reducción consisten en encontrar y resolver, para cada una de las incógnitas, una ecuación con esa incógnita y con ninguna otra (convirtiendo así un problema difícil en uno mas fácil, ¿no?).
A estas ecuaciones, con solo una incógnita, se llega a través de una serie de pasos en los que las ecuaciones intermedias que se van obteniendo tienen menos incógnitas que las ecuaciones previas.
Así, es posible que en uno de estos pasos de eliminación de incógnitas se utilize un método (el de reducción, por ejemplo) y que, en el siguiente paso, se utilize otro método ( el de igualación, por ejemplo ).
Cada vez que se encuentra la solución para una incógnita, se sustituye esta incógnita por su solución para obtener así ecuaciones con menos incógnitas.
Los métodos de igualación, sustitución, reducción y Gauss se pueden utilizar para resolver sistemas de ecuaciones compatibles determinados e indeterminado




METODO DE REDUCCCION ECUACIONES
Consiste en multiplicar ecuaciones por números y sumarlas para reducir el número de incógnitas hasta llegar a ecuaciones con solo una incógnita.
Para resolver un método de reducción de ecuaciones debemos realizar lo siguiente
Se preparan las dos ecuaciones, multiplicándolas por los números que convenga:
2. La restamos, y desaparece una de las incógnitas.
3. Se resuelve la ecuación resultante.
4. El valor obtenido se sustituye en una de las ecuaciones iniciales y se resuelve.
5. Los dos valores obtenidos constituyen la solución del sistema.










Lo más fácil es suprimir la y, de este modo no tendríamos que preparar las ecuaciones; pero vamos a optar por suprimir la x, para que veamos mejor el proceso.





 
Restamos y resolvemos la ecuación:
 
   
 

 


Sustituimos el valor de y en la segunda ecuación inicial.
         
   
 
 
 
   













EJEMPLO DE METODO DE REDUCCCION ECUACIONES










  

EJERCICIO
Resolver el sistema:

(1). -1/2x - 1/3y = 4

(2). -2 + 1/4x = 1/2y

SOLUCIÓN:

Se organizan  las ecuaciones para que queden los términos semejantes en columna.

(1) -1/2x - 1/3y = 4

(2)  1/4x - 1/2y = 2

Se va a reducir x, luego se halla el común denominador entre -1/2 y 1/4 y se amplifica cada solución convenientemente.

(1) -1/2x - 1/3y = 4  Se  multiplica la ecuación (1) por (1/2) y queda:  

(3) -1/4x - 1/6y = 2

Tomando la ecuación (2) y (3), se reducen los términos semejantes.

(3) -1/4x - 1/6y      = 2
(2)  1/4x - 1/2y      = 2 
     0x - 1/6y-1/2y = 4      Reduciendo términos semejantes, se tiene

                  -2/3y = 4      Se despeja y.
                  
                        y = 4 (-3/2)  Se resuelve la operación indicada
                        y = -12/2     por último, se simplifica y queda:
                        y = -6

Luego, se remplaza el valor de y en la ecuación (1) así:

-1/2x -1/3y  = 4
-1/2x -1/3(6)= 4     Se resuelven la operación indicada y
     -1/2x - 2 = 4     se transponen términos
          -1/2x = 4 - 2
               x = 2(-2)
               x = -4

Por lo tanto, la solución del sistema es: x = - 4;
y = -6.

EJERCICIO 2. No siempre es posible eliminar directamente una incógnita. Vean el siguiente ejemplo:

Resolver el sistema:

(1) 2x + 3y = 6
(2) 5x + 2y = -7

SOLUCIÓN:

Como los coeficientes de las incógnitas son diferentes, para intentar eliminar una de ellas se debe hacer así:

(3)   4x + 6y = 12   Se multiplica la ecuación (1) por 2 y
(4) -15x - 6y =  21   se multiplica la ecuación (2) por -3, y se obtiene:
    - 11x +0y = 33    Reduciendo términos semejantes
                x = 33/-11  simplificando queda:
                x = -3

Se sustituye el valor de x en cualquiera de las dos ecuaciones originales, se despeja y, resultando:

En (1)

      2(-3) + 3y = 6       Remplazando el valor de x en (1)
         -6  + 3y = 6       Realizando la operación indicada
                 3y = 6+6   Se transponen  términos
                 3y = 12    
                  y = 12/3   Se simplifica, obteniendo
                  y = 4

De ahí, la solución del sistema es: x = -3, y = 4

PRODUCTOS NOTABLES

INTRODUCCIÓN

El producto notable el cual es el nombre que reciben aquellas multiplicaciones con expresiones algebraicas cuyo resultado puede ser escrito por simple inspección, sin verificar la multiplicación que cumplen ciertas reglas fijas. Su aplicación simplifica y sistematiza la resolución de muchas multiplicaciones habituales.  Y la  Factorización que es aquella mediante la cual podemos expresar un objeto o número,  como producto de otros objetos más pequeños (factores), que, al multiplicarlos todos, resulta el objeto original.
En este sentido, mediante el desarrollo  del  presente trabajo  de investigación trataremos ambos temas, con el objeto de conocer los principales productos notables  y la factorización, así como la forma de resolverlos adecuadamente. A su vez, podremos observar la relación entre ellos y la utilidad de cada uno de los mismos. A continuación apreciaremos el desarrollo de la presente investigación. .


PRODUCTOS NOTABLES

Los productos notables son multiplicaciones cuyo resultado puede escribirse directamente, sin hacer paso a paso la multiplicación. Son como las tablas de multiplicar del álgebra elemental. Los principales productos notables son:
·        Cuadrado del binomio
·        Suma por diferencia
·        Cubo de un binomio
·        Producto de binomios con un término repetido  
·        Cuadrado de un trinomio
·        Productos que desembocan en la suma o diferencia de cubos perfectos
Se llama productos notables a ciertas expresiones algebraicas que se encuentran frecuentemente y que es preciso saber factorizarlas  a simple vista; es decir, sin necesidad de hacerlo paso por paso.

CUADRADO DE LA SUMA DE DOS CANTIDADES

El cuadrado de la suma de dos cantidades es igual al cuadrado de la primera cantidad más el doble producto de la primera cantidad por la segunda más el cuadrado de la segunda cantidad.


(a + b)2 = a2 + 2ab + b2

También el cuadrado del binomio se presenta en cuadrado de su diferencia lo que cambiara será solo el signo de suma por el de resta.

CUADRADO DE LA SUMA DE DOS CANTIDADES

Ejemplo:

  (3x+4)2 =
(3x+4). (3x+4)= 9x2 +12x +12x+ 16=
                                        9x2 + 24x + 16

Ejemplo:
(7 a2+3b2)2 =

(7 a2+3b2). (7 a2+3b2)=

49 a4 +21 a2b2 +21 a2b2+ 9b4 =    49 a4 +42a2b2 + 9b4




CUADRADO DE LA DIFERENCIA DE DOS CANTIDADES

El cuadrado de la diferencia de dos cantidades es igual al cuadrado de la primera cantidad, menos el doble de la primera cantidad multiplicada por la segunda, más el cuadrado de la segunda cantidad.

(a -  b)2 =  a2  -  ­­­2ab + b2


CUADRADO DE LA DIFERENCIA DE DOS CANTIDADES

Ejemplo:
(3x - 4)2 =
(3x-4). (3x-4)= 9x2 -12x -12x+ 16=
                                        9x2 - 24x + 16

 Ejemplo:
(7 a2-3b2)2 =

(7 a2-3b2). (7 a2-3b2)=

49 a4 -21 a2b2 -21 a2b2+  9b4 =    49 a4 - 42a2b2 +  9b4


Ejercicio

(5a+3b)2 =

(5a+3b). (5a+3b)

25 a2+15ab+15ab+9b2= 25 a2+ 30ab+9 a2




(4m+6x)2 =

(4m+6x). (4m+6x) =

16m2+24mx+24mx+36x2= 16m2+48mx+36x2





(9x2+3b2)2
(9x2+3b2). (9x2+3b2)= 81x4+27x2b2+27x2b2+9b4