Número Irracionales

INTRODUCCIÓN:

La matemática en su sentido mas amplio engloba un sin fin de componentes que hacen de ella una de las ciencias mas reales, completas y concretas, y por ende fundamental en el desarrollo del intelecto. En este mismo orden de ideas el número representa el elemento mas significativo y trascendental , por el hecho de ser la esencia y la expresión del pensamiento matemático.

En función de ello, es necesario conocer a plenitud la composición y demás valores que el amplio concepto de número encierra; de allí que se profundizará cerda de:

Números reales: operaciones básicas, potenciación y propiedades.
Números irracionales; definición y operaciones básicas.
Números racionales: definición, operaciones básicas, propiedades, potenciación y teoremas de estos conjuntos.

Conjunto de Números racionales:

Concepto:

Es el conjunto que se puede expresar, como cociente de dos números enteros, es decir, en forma de fracción. Los números enteros son racionales pues se pueden expresar como cocientes de ellos mismo por la unidad a=a/1.

Los números racionales no enteros se llaman fraccionarios. Al expresar un número racional no entero en forma decimal se obtiene un número decimal exacto o bien un número decimal periódica. El conjunto de números decimales se denomina por la letra "D".

Operaciones y propiedades de los números racionales:

Adición:

La operación que permite calcular la suma de dos números racionales se llama adición. Decimos que la adición en Q es una operación binaria interna porque asocia a cada dos números racionales un número racional. Ejemplo

La expresión

Propiedades de la adición:

a.-) Propiedad Conmutativa: "El orden de los sumandos no altera la suma" esta propiedad se cumple para cualquiera que sena los números racionales que se sumen, y recibe el nombre de propiedad conmutativa de la adición.

Ejemplo:

Si ;

b.-) Propiedad Asociativa: la forma como se agrupan los sumandos no altera la suma, esta propiedad se verifica para cualquiera que sea la terna de números racionales que se sumen, y recibe el nombre de propiedad asociativa de la adición. En general

si representan números racionales cualquiera, entonces

c.-) Elemento Neutro: Cualquier número racional a/b sumando con cero (0) es igual a a/b. El cero (0) se llama elemento neutro de la adición

luego la suma de 5/9 y 0 es 5/9

el cero es elemento neutro de la adición de números racionales.

d.-) Elemento simétrico: en general si a/b es un número racional, entonces: a/b + (-a/b) = 0 ya que todo número racional tiene un simétrico u opuesto con respecto a la adición por ejemplo:

luego la suma de 3/5 y su opuesto –3/5 = 0

Sustracción de números racionales:

la sustracción es la operación inversa a la adición. En la adición se busca uno de los sumandos de una suma dada por ejemplo:

Multiplicación de números racionales:

el producto de dos números racionales es un número racional cuyo numerador es el producto de los numeradores y cuyo denominador es el producto de los denominadores. Es decir: ejemplo:

Propiedades de la Multiplicación en Q:

a.-) Conmutativa: en la multiplicación de números racionales del orden de los factores no altera el producto. Es decir:

ejemplo:

b.-) Asociativa: en la multiplicación de los números racionales la forma de agrupar los factores no altera el producto. Es decir:

ejemplo:

luego:

c.-) Elemento neutro: el (1) es el elemento neutro de la multiplicación de números racionales. Es decir a/b · 1 = a/b · 1/1 = a/b

ejemplo:

d.-) Elemento simétrico: cada número racional, distinto de cero, tiene un simétrico o inverso respecto la multiplicación. Es decir:

ejemplo:

e.-) Distributividad: al multiplicar un número racional por una suma indicada se obtiene el mismo resultado que si multiplicamos este número por cada sumando, luego sumamos. Es decir:

ejemplo:

= =

= ß iguales à =

División de Números Racionales:

Para calcular el cociente de un número racional a/b ¸ c/ d basta con multiplicar el dividendo a/b por el inverso del divisor c/d es decir:

Ejemplo:

dividendo – divisor – cociente

Potenciación de los números racionales:

Es una multiplicación de factores iguales. En los números enteros vimos que la potencia de b elevado a la n, es decir bn, se obtiene multiplicando la base b por si misma tantas veces como lo indica el exponente n, es decir:

ejemplo: 24 = 2·2·2·2 = 16

Operaciones de las potencias:

Multiplicación de potencias de igual base: es decir:

ejemplo:

Potencia de un producto, es decir:

ejemplo:

División de potencias de igual base:, es decir:

ejemplo:

Potencia de una potencia, es decir

ejemplo:

Teoremas del conjunto de números racionales:

bn = b·b·b· . . . · b n veces

Fracciones Equivalentes:

Dos fracciones son equivalentes si y solo si sus productos cruzados son iguales, es decir:

ejemplo:

Elementos de una fracción:

Amplificar: es multiplicar el numerador y denominador por un mismo número entero nulo.
Simplificar: es dividir el numerador y al denominador por un divisor común distinto de 1.

Proporción:

Es una razón, con la diferencia de que el denominador del cociente es el numero total de unidades enunciadas. Es el resultado obtenido de la suma de dos proporciones complementarias (p + q) relacionando cada valor por el número total de unidades y cuyo resultados sumados deben ser igual a la unidad (1).

Características:

Expresa la relación cuantitativa entre dos valores o características.
La razón viene expresada por el cociente entre los valores específicos.
La razón es una valor relativo.
No depende de los valores absolutos de los individuos que la forman.

Porcentaje:

Son proporciones que al ser multiplicadas por 100 se convierten en números enteros que van a indicar una relación cuantitativa de alguna categoría.

Características:

Las proporciones se convierten en porcentajes al ser multiplicadas por 100.
Los porcentajes son utilizados para presentar datos al público de manera mas comprensible.
Tienen un gran valor práctico para presentar informaciones en empresas y otras instituciones.
No permite porcentajes exagerados y en este caso se deben expresar de otra forma.

Número Irracionales:

Concepto:

Son aquellos que se escriben mediante una expresión decimal con infinitas cifras y no periódicas. Dicho conjunto lo denotamos por "I".

Operaciones de los Números Irracionales :

Adición:

Es la combinación interna de unidades decimales que se originan de una suma algebraica de dos o mas sumandos.

Ej.

35,72

17,5

183,246

236,466

Sustracción:

Es la operación inversa a la suma de decimales y tiene por objeto, dados los elementos (minuendo, sustraendo y diferencia)..

Ej.

57,35

– 24,41

32,94

Multiplicación:

Para multiplicar los decimales, ellos se multiplican como enteros y en el producto se separan tantas cifras decimales como tengan entre los dos factores, escribiendo ceros a la izquierda si son necesarios para separar las cifras decimales.

Pero en cuanto a la unidad seguida de ceros, se recorre la coma decimal tantos lugares como ceros tengan el multiplicando, añadiendo a la derecha del numero decimal los ceros que sean precisos para poder recorrer la coma.

Ejemplos:

3,57 * 10 = 35,7.

16,7 * 100 = 1670.

25,32

x 100

2532,00

División:

Esta es efectuada si el dividendo y el divisor fueran números naturales, pero al bajar la primera cifra decimal se coloca la coma al cociente.

Ejemplo:

14,25 | 3

02 2 4,75

015

Números Reales:

Por número real llamaremos a un número que puede ser racional o irracional, por consiguiente, el conjunto de los números reales es la unión del conjunto de números racionales y el conjunto de números irracionales.

El conjunto de los números reales es el conjunto de todos los números que corresponden a los puntos de la recta
Al conjunto de los números reales es el conjunto de todos los números que pueden expresarse con decimales infinitos periódicos o no periódicos (en este caso un decimal finito, tal como 1,2 puede considerarse periódico de periodo 0:1,2 = 1,2000 . . .).El conjunto de los números reales es denotado por R.

Operaciones con números reales:

En el conjunto de los números reales se encuentran definidos dos operaciones básicas que son: la adición, la multiplicación, la sustracción y la división.

Adición de números reales:

La adición de números reales es una operación que asocia a cada par de números reales a y b, llamados sumandos, un único número real c, llamado suma de a y b- la adición es una función definida así:

+:R x R à R

(a, b) à c = a + b

suma sumandos

Sustracción de números reales:

Es la operación inversa de la adición. Mientras en la adición se dan los sumandos y se trata de calcular la suma:

a + d = m

sumandos suma

en la sustracción se da la suma, llamada ahora minuendo y un sumando llamado sustraendo y se trata de calcular el otro sumando llamado diferencia:

m – a = d

minuendo diferencia

sustraendo

la diferencia d = m – a se calcula sumando al minuendo m el opuesto del sustraendo a:

d = m – a = m + (–a)

Multiplicación:

La multiplicación de números reales es una operación que asocia a cada par de números reales a y b, llamados factores; un único número real c, llamado producto de a y b. La multiplicación es una función definida así:

R x R à R

(a, b) à c = a . b

producto factores

división de números reales:

la división es la operación inversa de la multiplicación, mientras en la multiplicación se dan los factores y se trata de calcular el producto:

a . b = c

factores producto

en la división se da el producto llamado ahora dividendo y un factor llamado ahora divisor y se trata de calcular el otro factor, llamado cociente:

en la división tenemos que:

Potenciación de números reales:

Una adición de sumandos iguales, se conviene en escribirlo en forma de producto, así tenemos:

En forma similar, una multiplicación de factores iguales se conviene escribirlo en forma exponencial. Así tenemos:

3·3·3·3 = 34 ; 7·7·7·7·7 = 75

El pequeño número colocado en la parte superior derecha del factor que se repite es denominado exponente. El exponente indica el numero de veces que el factor se repite. El factor que se repite recibe el nombre de base.

El símbolo completo de base y exponente: base exponente, recibe el nombre de potencia. Así, 34 es la cuarta potencia de tres y 75 es la quinta potencia de siete.

En general, si b es un número real y n un número entero positivo, entonces bn se le llama una potencia de base b y significa el producto de b por sí mismo n veces, es decir:

Por ejemplo:

52 = 5 · 5 = 25 la base 5 se multiplica por si misma 2 veces

La potencia de exponente 2 recibe el nombre de cuadrado. Así: 32 se lee "tres al cuadrado" o "el cuadrado de tres".

La potencia de exponente 3 recibe el nombre de cubo. Así p ³ se lee "pi al cubo" ó "el cubo de pi".

La potencias de exponentes 4, 5, 6 . . . reciben el nombre de cuarta, quinta, sexta, . . . potencia. Así: (2 – √5)4 : "cuarta potencia de2 – √5" ó "2 – √5 a la cuarta".

Se conviene en lo siguiente:

La potencia de base un número real no nulo y de exponente cero es uno : a0 = 1, a ¹ 0.
La potencia de base un número real y exponente uno es el mismo numero real: b1 = b

Así : 101 = 10; (√2 – 3)1 = √2 – 3; p 1 = p .

Radicación de Números Reales:

La radicación es uno de las operaciones inversas de la potenciación. Mientras en la potenciación se dan la base y el exponente y se trata de calcular la potencia :

exponente

bn = ?

base potencia

Propiedades de los números reales (en la adición):

a.-) Propiedad conmutativa: en la adición de números reales, el orden del os sumandos no altera la suma. Es decir, si a y b son los números reales, entonces = a + b = b + a , por lo anterior se dice que la adición de números reales tiene la propiedad conmutativa.

b.-) Propiedad asociativa: en la adición de números reales, la forma de agrupar los sumandos no altera la suma. Es decir, si a, b y c son números reales, entonces a + b + c = (a + b) + c = a + (b + c), por lo anterior, se dice, que la adición de números reales tiene la propiedad asociativa.

c.-) Existencia de elemento neutro: en el conjunto R de los números reales, el número real cero (0) es el elemento identidad o neutro para la adición porque la suma de cualquier número a y 0 es 0. es decir, si a es un número real, entonces: a + 0 = 0 + a = a.

d.-) Existencia de elementos simétricos opuestos: para cualquier número real existe otro número real –a, llamado opuesto de a, tal que: a + (-a) = 0. Así: la suma de un número real y su opuesto es igual a cero (0), el elemento identidad o neutro para la adición. Por ejemplo: –√2 = –(–√2) = √2.

Las propiedades de los números reales (en la sustracción):

a.-) Si a y b son números reales, entonces su diferencia a- b es un número real. Por satisfacer esta propiedad se dice que el conjunto de números reales es cerrado respecto a la sustracción.

b.-) La sustracción de números Reales no es conmutativa. Observa la localización de 3 – √2 y √2 – 3 en la recta real.

c.-) La sustracción de números reales no es asociativa. Observa:

(3·√2 – √2) – 3·√2 = 2·√2 = 3·√2 – 3·√2 = – √2

3·√2 – (√2 – 3·√2) = 3·√2 – (–2·√2) = 5·√2

como – √2 ¹ 5·√2 , entonces

(3·√2 – √2) – 3·√2 ¹ 3·√2 – (√2 – 3·√2)

d.-) El número real cero (0) es un elemento identidad o neutro por la derecha para la sustracción. Observa que la diferencia de cualquier número a menos 0 es igual al numero a: √2 – 0 = √2; p – 0 = p ; (3·√2 – √2) – 0 = (3·√2 – √2). Pero cero no es elemento identidad o neutro por la izquierda. En efecto, 0 – a ¹ a; 0 – 2 ¹ 2, 0 – √3 ¹ √3.

Propiedades de los números reales (en la sustracción):

a.-) si a y b son números reales, entonces su producto a·b es un número real. Por satisfacer esta propiedad, se dice que el conjunto de números reales es cerrado respecto a la multiplicación.

b.-) Propiedad conmutativa: en la multiplicación de números reales, la forma de agrupar los factores no altera el producto. Es decir, si a y b son dos números reales, entonces: a·b = b·a.

c.-) Propiedad asociativa: en la multiplicación de números reales, la forma de agrupar los factores no altera el producto. Es decir, si a y b son dos números reales, entonces: a·b·c = (a·b)·c = a·(b·c)

d.-) Existencia de elemento identidad o elemento neutro: en el conjunto R de los números reales, el número real uno (1) es el elemento identidad o neutro para la multiplicación porque el producto de cualquier número a por 1 es a. Es decir, si a es un número real, entonces: a·1 = 1·a = a.

e.-) Existencia de elemento simétrico o inverso: para cualquier número real no nulo a, existe otro número real 1/a = a-1, llamamos inverso de a tal que: a · 1 / a = 1 ó a · a-1 = 1.

f.-) Propiedad distributiva con respecto a la adición: así, multiplicar un número real por una suma indicada de números por cada uno de los sumandos y luego sumar los productos obtenidos. Es decir, si a, b y c son números reales, entonces:

(a + b)·c = a·c + b·c

a·c + b·c = (a +b)·c

g.-) Factor cero: todo número multiplicado por cero da cero. Es decir, si a es un número real entonces: a·0 = 0; 3·0 = 0; 5·0 = 0, 375·0 = 0, (-4)·0 = 0.

Propiedades de los números reales en la división:

a.-) si a y b son números reales, con b no nulo (b ¹ 0), entonces su cociente a / b ó a ¸ b es un número real. Por satisfacer esta propiedad se dice que el conjunto de números reales es cerrado respecto a la división, con divisor no nulo.

b.-) La división de números reales no es conmutativa. Observe que: 8 ¸ 2 ¹ 2 ¸ 8.

c.-) La división de números reales no es asociativa: observa que:

(16 ¸ 4) ¸ 2 = 4 ¸ 2 = 2

16 ¸ (4 ¸ 2) = 16 ¸ 2 = 8

y como 2 ¹ 8 entonces: (16 ¸ 4) ¸ 2 ¹ 16 ¸ (4 ¸ 2)

d.-) El número real uno (1) es elemento identidad por la derecha para la división. Observa que el cociente de cualquier número real a entre 1 es igual al número a: a ¸ 1 = a

pero 1 no es elemento identidad por la izquierda:

e.-) El divisor en una división siempre debe se diferente de cero.

Ejercicios de aplicación:

Determinar la propiedad asociativa de estos números racionales

Determinar las siguientes potencias

a.-

b.-

c.-

d.-

BIBLIOGRAFÍAS:

ROJAS, JULIAN. Matemática I Conjunto de números Racionales. Ediciones UPEL. Caracas 1985. pp 318
ROJAS, JULIAN. Matemática II Números Reales. Ediciones UPEL. Caracas 1986. pp 358
SALAZAR, Jorge. Matemática Educación Básica 7º grado. Editorial ROMOR. Caracas 1986. Pp. 240.
Universidad Nacional Abierta, Matemática I, Conjuntos Numéricos. Caracas 1990. Pp. 189.
ACOSTA, Antonio. Matemática I. Contenidos Generales. Caracas 1991 Publicaciones UNA. PP. 662.

Documento cedido por:

JORGE L. CASTILLO T.

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