NÚMEROS REALES - edu.xunta.gal · Aproximar un número real consiste en reducirlo a otro número...

N Ú M E R O S R E A L E S

1 . E L C O N J U N T O D E L O S N Ú M E R O S R E A L E S

Al conjunto de todos los números que se pueden expresar mediante fracciones se le llamaconjunto de los números racionales y se representa por Q. Tanto los números enteros comolos decimales exactos y periódicos se pueden expresar mediante fracciones.

Los números decimales no exactos y no periódicos no se pueden expresar en forma defracción, y por lo tanto, no son racionales. A estos números se les llama númerosirracionales. Existen infinitos números irracionales, por ejemplo, cualquier raíz no exacta( √ 2 ,√ 3 ,√ 5 , ...), algunos números especiales, π=3,141592..., e=2,71828..., elnúmero áureo

Los números reales se representan como R, y son el conjunto formado por los númerosracionales y los irracionales.

2 . V A L O R A B S O L U T O

Dado x un número real, definimos el valor absoluto de x, y se denota por x , como:

Si x e y son números reales, se verifica que:

Matemáticas I: Tema 1. Números reales - 1

1,61803...F =

0

0

x si xx

x si x

- <ì= í >î

3. D E S I G U A L D A D E S

Una desigualdad es una expresión numérica o algebraica unida por uno de los símbolos <(menor que), > (mayor que), ≤ (menor o igual que), ≥ (mayor o igual que).

Gráficamente, la desigualdad a < b, significa que el punto representativo de a en la rectareal, se encuentra a la izquierda del que representa a b.

Propiedades de las desigualdades:

Para cualquier par de números reales a y b , se verifica que a=b, o a < b, o a > b. Si a < b, y b < c, entonces a < c. Si a < b, y c < d, entonces a+c < b+d Si a < b, entonces a+c < b+c Si a > 0, y b > 0, entonces a+b > 0 Si a < 0, y b < 0, entonces a+b < 0 Si a < b, y c >0, entonces ac < bc y a/c < b/c Si a < b, y c <0, entonces ac > bc y a/c > b/c

Una inecuación es una desigualdad algebraica en la que aparecen una o más incógnitas.Resolver una inecuación es calcular el valor o valores de la incógnita para los que sesatisface la desigualdad. Estos se denominan soluciones de la misma. Por ejemplo:

2x > 3 x > 3/2 . -2x 3 x -3/2.

4. D I S T A N C I A S E N L A R E C T A R E A L

La distancia entre dos números reales a y b, que se escribe d(a, b), se define como el valorabsoluto de la diferencia de ambos números:

d(a, b) = |b − a|Ejemplos:

1) La distancia entre −3 y 1 es: d(−3, 1) = |1 − (−3)| = |1 + 3| = |4|= 4


1. 0 0 2. 0

3. 4.

5. , 0 6.

x x x

x x x y x y

xxy x y x y

y y

= Û =

- = × = ×

= ¹ + +

2) Si estamos en el sótano 2 y subimos hasta el 5º piso, ¿cuántos pisos hemos subido?Hemos subido 7 pisos, pues d(−2, 5) = |5 − (−2)| = |5 + 2| = |7|= 7

5. I N T E R V A L O S Y E N T O R N O S

Un intervalo es el conjunto de números reales que se corresponde con los puntos de unsegmento o una semirrecta de la recta real. Según incluyan o no a los puntos extremos, losintervalos pueden ser abiertos, cerrados, semiabiertos (o semicerrados) y semirrectas:

Se llama entorno de centro a y radio r >0, y se representa por E(a,r) o Er (a), al intervaloabierto (a-r, a+r ), es decir, es el conjunto de números reales que están a una distancia dea menor que r. También se puede expresar de la forma |x-a|< r.

Existen entornos cerrados, pero son de uso menos frecuente.

Ejemplos:

1) El entorno de centro de centro 5 y radio 2 es el conjunto de números que distan de 5menos de 2 unidades, es decir, el intervalo (5-2, 5+2) = (3,7).

2) El intervalo (4,10) se corresponde con el entorno de centro 7 y radio 3, pues el centrosiempre es el punto medio y el radio es la mitad de la amplitud del intervalo. Es decir:


E(7,3)=(7-3, 7+3)= (4, 10)

En general el intervalo (b,c) es el entorno E(b+c2 ,c−b2 ) .

3) Determina el conjunto de los números reales que cumplen |x|≥2.

Hay dos números que tienen de valor absoluto 2, que son 2 y -2. Por tanto:x=2

|x|=2x= -2

Representamos en la recta real dichos valores y comprobamos en qué intervalos se cumplela desigualdad:

-∞ ∞ La desigualdad la cumplen todos los puntos de las semirrectas (-∞,-2] U [2, ∞)

4) Si sabemos que |x-1|<5, ¿a qué intervalo pertenece x?

Es el entorno de centro 1 y radio 5, con lo cual se corresponde con el intervalo (-4,6).Otra forma de resolverlo:Hay dos números que tienen de valor absoluto 5, que son 5 y -5. Por tanto:

x-1=5 x=6|x-1|=5

x-1= -5 x=-4

Representamos en la recta real dichos valores y comprobamos en qué intervalos se cumplela desigualdad:

-∞ -4 6 ∞ Se puede comprobar fácilmente que la desigualdad la cumplen todos los puntos delintervalo (-4, 6).

6 . A P R O X I M A C I O N E S Y E R R O R E S

Aproximar un número real consiste en reducirlo a otro número decimal exacto que tenga unvalor próximo al suyo. Existen diferentes métodos de aproximación:

Truncamiento: Se eliminan las cifras a partir de un lugar determinado.


10 4 10 47, 3

2 2a r

+ -= = = =

Redondeo: Se eliminan las cifras a partir de un lugar determinado y se aumenta en unaunidad la última cifra si la siguiente es mayor o igual que 5.

Una aproximación es por defecto si la aproximación es menor que el número inicial, y porexceso, si es mayor. El truncamiento es siempre una aproximación por defecto, y elredondeo es por defecto si la primera cifra que se suprime es menor que 5, y por exceso, sies mayor o igual que 5.

El redondeo es la mejor de las aproximaciones.

Errores en la aproximación:

Al trabajar con números aproximados se comete un error que debemos tener en cuenta alevaluar los resultados obtenidos.

El error absoluto, Ea, es la diferencia, en valor absoluto, entre el valor exacto y laaproximación.

Ea = |Vexacto – Vaproximación|

El error relativo, Er, es el cociente entre el error absoluto y el valor exacto:

Er = exacto

a

V

E

El error relativo proporciona la magnitud del error cometido al compararlo con el valorexacto, y se expresa habitualmente en tanto por ciento (multiplicándolo por 100). En estecaso, recibe el nombre de porcentaje de error.

Ejemplos:

Calcula el error absoluto y relativo al considerar:a) 3,5 m como la longitud de un terreno que mide realmente 3,59 m.b) 60 m como la distancia comprendida entre dos postes que están situados a 59,91 m.

a) Ea=|3,59-3,5|=0,09 m Er = %5,2025,059,3

09,0=

b) Ea = |59,91- 60|= 0,09 m Er = %15,00015,091,5909,0

=

Observa que el error absoluto es el mismo en los dos casos, pero el error relativo esconsiderablemente mayor en el primer caso y, por lo tanto, la aproximación es menosprecisa.

Llamamos cifras significativas a aquellas que se utilizan para representar un númeroaproximado. Son los dígitos que dan información válida y no engañosa de la magnitud quese mide. Sólo el último dígito está afectado de incertidumbre. Hay que tener en cuentaalgunas reglas básicas para distinguir las cifras significativas de las que no lo son:


• Los ceros del final de un número entero no son cifras significativas si se han utilizadopara expresar el número en unas determinadas unidades y no se conoce suverdadero valor.

• Los ceros después de la coma decimal sí son cifras significativas. • Los ceros a la izquierda no son considerados como cifras significativas.

Por ejemplo 1,23 tiene 3 cifras significativas, mientras que 0,03 solo tiene una, al estar losceros situados a la izquierda del 3. Por otra parte, 1,20 también tiene 3 cifras significativas,ya que el 0 detrás de la coma decimal se considera como cifra significativa.

Cotas de error absoluto:

Considera, por ejemplo, el número de oro: 2

51+= = 1,61803...

Si tomamos 1,61 como aproximación de este número no es posible calcular el errorabsoluto cometido, puesto que el valor exacto es desconocido, pero sí podemos acotarlo,es decir, calcular un valor que con toda seguridad es mayor o igual que este error:

|1,61803... - 1,61 | = 0,00803... <0,01 El error absoluto es menor que una centésima. Decimos entonces que 0,01 es una cota delerror absoluto cometido.

Observa que 1,61 es una aproximación hasta las centésimas del número áureo y que 1centésima es una cota del error absoluto.

En general, podemos afirmar que:

El error absoluto cometido al tomar una aproximación decimal será siempre menor queuna unidad del orden de aproximación.

En el caso de aproximaciones por redondeo, podemos dar un mejor acotamiento del error:

La aproximación por redondeo hasta las centésimas de 1,61803... es 1,62. El errorabsoluto es:

| 1,61803... - 1,62| = 0,00197... <0,005

Esta cota del error absoluto es de media centésima.

En general:

El error absoluto cometido al tomar una aproximación decimal por redondeo será siempremenor o igual que media unidad del orden de aproximación.

En cada suma o resta el error absoluto es la suma de los errores absolutos. Por tanto puedeaumentar peligrosamente si hacemos varias sumas y restas.


Si operamos con números aproximados, y peor aún, si lo hacemos en repetidas ocasiones,los errores se van acumulando hasta el punto de poder hacerse intolerables.

Cotas de error relativo:

En el caso del error relativo, para obtener una cota llega con calcular el cociente entre unacota del error absoluto y una aproximación por defecto del valor exacto.

Así, en el caso anterior, al tomar 1,61 como el valor del número áureo, una cota del errorrelativo será:

6,101,0

= 0,00625 <0,007

7 . N O T A C I Ó N C I E N T Í F I C A

La notación científica se utiliza para escribir números muy grandes o muy pequeños. Unnúmero puesto en notación científica N= a,bcd...∙10n consta de:

• Una parte entera formada por una sola cifra que no es el cero (a).• El resto de las cifras significativas puestas como parte decimal (bcd).• Una potencia de base 10 que da el orden de magnitud del número (10n).

Si n es positivo, el número N es “grande”. Si n es negativo, entonces N es “pequeño”.

Ejemplos:

1,46∙ 1014 =1460000000000006,359∙ 10 8 ‐ =0,00000006359

Operaciones con notación científica:

Para operar con números dados en notación científica se procede de forma natural,teniendo en cuenta que cada número está formado por dos factores: la expresión decimal yla potencia de base 10.

Para multiplicar números en notación científica, se multiplican las partes decimales y sesuman los exponentes de la potencia de base 10.Para dividir números en notación científica, se dividen las partes decimales y se restan losexponentes de la potencia de base 10.Si hace falta se multiplica o se divide el número resultante por una potencia de 10 paradejar con una sola cifra en la parte entera.


Ejemplos:

Para sumar o restar números en notación científica, hay que poner los números con lamisma potencia de base 10, multiplicando o dividiendo por potencias de base 10. Se sacafactor común la potencia de base 10 y después se suman o restan los números decimalesquedando un número decimal multiplicado por la potencia de 10. Por último si hace faltase multiplica o se divide el número resultante por una potencia de 10 para dejar en la parteentera una sola cifra.

Por ejemplo:


8 . R E P A S O D E R A D I C A L E S


E J E R C I C I O S

1. Indica cuáles de los siguientes números son racionales y cuáles son irracionales. Razona la respuesta.

a)

b) 3,444... ; 3,424 ; 3,424444... ; 3,424422444222...

2. Describe y representa en la recta los siguientes intervalos:

3. Escribe el intervalo que corresponde a estas desigualdades:

4. Escribe el intervalo que corresponde a estas desigualdades:

5. Calcula los conjuntos A = (-2,5] U [-1,7] ; B = (-∞ ,6] ∩ [-3,10] ; C = (-6,8] ∩ [-3,10),D = (- ∞, 3)U[0,12]

6. Expresa como un intervalo el conjunto de valores de x que verifican:

<>

8

5

x

xa)

>43

xx

b)

-<

41

xx

c )

<<-<-58102

xx

d )

7. Calcula los valores de x que verifican: a) 7=x ; b) 32 =-x ; c) 132 =- x ;

d) 52 =-x ; e) 01 =-x ; f) 35 =+x ; g) 032 =++x

8. Calcula los intervalos que corresponden a las siguientes desigualdades y represéntalos: a) |x|<1 d)|x|≥2 g) |-x-2|≤3 j) |x+1|>0b) |2x+4|<1 e)|x-5|≥4 h) |3x-2|≤3 k) |-x+1|≤0c) |2-4x|>4 f) |-4x+5|≥2 i) |3x-6|≤1 l) |-2x+1|≤3

9. Calcula la distancia entre los números reales siguientes: a) d(5, 9) , b) d(-2.3, -4.5), c)d(1/5, 9/5), d) d(3.272727.... , 6.27272727....).

10.Expresa como intervalo los números que están de 5 a una distancia inferior a 4.

11.Expresa en forma de intervalo los entornos: a) E(1, 5), b) E(-2, 8/3), c) E(-1,0.1).


12.Expresa en forma de entorno los siguientes intervalos: a) (4, 7); b) (-7, -4); c) (-3,2). 13.Escribe en forma de intervalo los siguientes entornos: a) Centro -1 y radio 2. b) Centro 2

y radio 1/3.

14.Describe como entornos los siguientes intervalos: a) (-1,2); b) (1.3, 2.9); c) (-2.2, 0.2);d) (-4, -2.8)

15.Si aproximamos el número 10,469 por 10,5; ¿qué error absoluto se comete? ¿Y si loaproximamos por 10,4? ¿Cuál es la mejor aproximación? Razónalo.

16.Aproxima el número 7

1 para que el error sea menor que una centésima.

17. Medimos la base y la altura de un rectángulo y obtuvimos: b=(12,51±0,02)m;h=(23,77±0,01)m. Calcula una cota del error absoluto cometido al calcular elperímetro del rectángulo y una del cometido al calcular la superficie. (Soluc: 0,06 m, 0,60 m²)

18.Calcula un valor aproximado del área de un círculo de radio r, siendocm)05,075,5(r = y tomando una aproximación de π con un error menor que una

diezmilésima. Calcula una cota del error absoluto cometido al calcular la superficie.( Soluc: 103,87 cm2 , 1,81 cm² )

19.Calcula el error absoluto y relativo que cometemos al tomar 13/8 como 1,62.

20.Calcula el error absoluto y relativo que cometemos al tomar 2 = 1,4.

21. El lado de un triángulo equilátero es (5,8 ± 0,2) cm. Investiga el perímetro de estetriángulo. Comprueba que el error absoluto cometido es igual a la suma de los erroresabsolutos. (Sol.: P= (17,4 ± 0,6) cm)

22.El lado de un cuadrado es (23,4 ± 0,05) cm. Investiga el área de este cuadrado.Comprueba que el error relativo cometido es el doble del error relativo cometido almedir el lado. (Sol.: A = (547,6 ± 2,3) cm²)

23.Escribe en notación científica los números siguientes: 0,000043; 12 centésimas;143260000000; mil millones; 410000450 ×,

24.Efectúa: a) 86 104,1101,2 -- ××× b) 1112 105,2105,3 ×+×

25.Un año-luz es la distancia que recorre la luz en un año. Si sabemos que la velocidad dela luz es de 300000 km/s, expresa en notación científica cuántos quilómetros son unaño-luz. (Soluc: km

12104608,9 × )

26.Realiza estas operaciones:




29.Calcula:

30.Calcula:

31.Efectúa y simplifica:

32.Efectúa y simplifica:

33.Racionaliza:

a) −5

2√ 5b)

1−√2

√2c)

1

√2+1d)

3

√2+√3


34.Realiza las siguientes operaciones sin calculadora y expresando el resultado bajo un único o ningún radical:

35.Efectúa sin calculadora, dejando el resultado tan simplificado como puedas:

× ×5 1

f ) 246 125

× = - + =3 8

h) i ) 32 3 18 20014 21

j) 2√12+5√75−7√3−4√27 k) 5045004521254 -+-

l) √4a ³−4a√a+2√9a ³ ll) 201808045 -+-

m) 618

32

926183

2524 -+-

n) 201808045 -+-

36.Extrae los factores posibles de los radicales:

a) 5√256 b) 3√3x4 y6 c) √8x ³ y12 d)

6√36a8a5

37.Efectúa las siguientes operaciones, dejando el resultado en forma radical simplificada:

38.Reduce:


+ -e) 3 98 32 72

- + =g ) 243 75 2 12

a ) √50 .√ 35 b ) 3√2 . 3√14 c ) √10 .√157 1 13 3d) 35. e) 2. f ) 20.5 4 5

a ) √18−√72+√2b ) √75−5√48+3√27c ) √45−2√500+4√125

- + -d) 7 150 3 18 24 6

39.Simplifica:

40. Racionaliza y simplifica:

41.Efectúa y da el resultado en notación científica con tres cifras significativas. Determina encada caso, una cota del error absoluto y otra del error relativo cometidos:

42.Considera los números A=3,2∙107; B=5,28∙104; C=2,01∙105. Calcula B+CA

.

Expresa el resultado con tres cifras significativas y da una cota del error absoluto y otradel error relativo cometidos.


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