Una variable representa una cantidad que puede cambiar. Una expresión
algebraica combina números, variables y operaciones. Antes de operar,
explica qué significa cada letra y en qué unidades se mide. Las
restricciones pueden proceder de una operación o del contexto.
Sustitución y signos
Para hallar el valor numérico se sustituye cada variable entre
paréntesis cuando es negativa y se respetan las prioridades.
Expresión, identidad y
ecuación
Una expresión no afirma una igualdad. Una identidad es una igualdad
verdadera para todos los valores admisibles, como
.
Una ecuación, como
,
pide encontrar los valores que hacen cierta la igualdad. En esta unidad
trabajamos expresiones y despejes sencillos; la resolución sistemática
de ecuaciones corresponde a U3.
2.2 Patrones y generalización
De una tabla a una regla
Una sucesión es una lista ordenada. Su término general permite
calcular una posición
sin escribir todas las anteriores. Para conjeturar una regla, registra
varios casos y explica cómo se construye la figura o el número; unos
pocos datos no determinan una única sucesión.
Descomponer un procedimiento
Un algoritmo es una secuencia finita de instrucciones para resolver
una tarea. Para generar la tabla de palillos: leer
entero positivo; calcular
;
mostrar
y
;
repetir para la siguiente posición. En una hoja de cálculo, escribe la
posición en A2 y la fórmula =3*A2+1 en B2; al copiarla se
actualiza la referencia. Comprueba primero un caso conocido.
Generalizar y contrastar
Si una conjetura falla, busca un contraejemplo y revisa su alcance.
Los números
sugieren
cuando proceden de cuadrados de lado
;
la explicación geométrica añade una justificación que una tabla aislada
no proporciona.
2.3 Monomios, polinomios y operaciones
Elementos y grado
Un monomio es un producto de un coeficiente por potencias de
variables con exponentes enteros no negativos. Su grado es la suma de
esos exponentes. Dos monomios son semejantes cuando tienen la misma
parte literal. Un polinomio es una suma de monomios. En una variable,
,
con
,
tiene grado
.
El polinomio cero no tiene un grado ordinario definido.
Sumar, restar y multiplicar
Solo se suman términos semejantes. Al restar un polinomio cambian los
signos de todos sus términos. En el producto, cada término de un factor
multiplica a todos los del otro.
2.4 Identidades notables
Tres identidades
fundamentales
El término central del cuadrado procede de los dos productos
cruzados. No debe omitirse ni confundirse una diferencia de cuadrados
con un cuadrado de diferencia.
Aplicación directa e inversa
Comprobar sin
confundir verificar y demostrar
Desarrollar por distributiva demuestra una identidad. Sustituir
valores permite detectar errores, pero comprobar algunos casos no prueba
que la igualdad sea siempre cierta.
2.5 División de polinomios y regla de Ruffini
Cociente y resto
Si el divisor
es un polinomio no nulo, existen
y
tales que
,
con
o
.
La división se comprueba multiplicando divisor por cociente y sumando el
resto.
Ruffini para divisores
de la forma
Ordena el polinomio e incluye ceros en los grados ausentes. Escribe
,
baja el primer coeficiente, multiplica por
,
suma y repite. El último número es el resto; los anteriores forman los
coeficientes del cociente.
Así
.
Si el divisor es
,
se usa
,
no
.
2.6 Teoremas del resto y del factor
Evaluar para conocer un
resto
Al dividir entre
,
,
con
constante. Sustituir
anula el primer sumando:
.
Parámetros sencillos
Si se da un resto no nulo, se impone
en lugar de igualarlo a cero. No confundir raíz del polinomio con
coeficiente del divisor:
corresponde a
.
2.7 Raíces y factorización
Factorizar es escribir un
producto
Primero busca factor común; después identidades notables; finalmente
raíces sencillas y Ruffini. Para polinomios con coeficientes enteros,
las raíces enteras posibles dividen al término independiente cuando este
no es cero. Son candidatas: hay que comprobarlas.
Raíces y multiplicidad
Una raíz
corresponde al factor
.
Si se repite, aparece una potencia de ese factor. Un polinomio de grado
no nulo no tiene más de
raíces reales distintas. No todos los factores se pueden descomponer en
factores lineales reales:
para todo real.
2.8 Monográfico: perímetros, áreas y volúmenes
Magnitudes y unidades
El perímetro mide el contorno (cm, m); el área mide superficie
(cm,
m)
y el volumen mide espacio
(cm,
m).
Convertir
m a
cm implica
m
cm
y
m
cm.
Las figuras son esquemas, no dibujos a escala.
Cuadrado y rectángulo
Cuadrado:
,
.
Rectángulo:
,
,
con todas las longitudes positivas.
Circunferencia y círculo
Longitud de la circunferencia:
.
Área del círculo:
.
El diámetro no puede sustituir al radio en
.
Triángulo y teorema de
Pitágoras
y
,
donde
es perpendicular a la base elegida. En un triángulo rectángulo, si
es la hipotenusa y
los catetos:
.
Para hallar un cateto,
.
Prismas rectos de
base cuadrada y rectangular
Para un prisma recto:
,
,
.
La base y la altura del prisma son perpendiculares.
Base cuadrada de lado
:
,
,
.
Base rectangular
:
,
,
.
Cilindro recto
,
,
.
El área total anterior corresponde a un cilindro cerrado con sus dos
bases.
Cono circular recto
La generatriz
se obtiene por Pitágoras.
,
y
.
Altura y generatriz no son intercambiables.
Esfera
Superficie:
.
Volumen:
.
Una esfera no tiene base ni área lateral diferenciada.
Despejar y modelizar
En
,
para
.
En
,
.
El cociente aparece al despejar una fórmula, sin introducir operaciones
con fracciones algebraicas. Si todas las longitudes se multiplican por
,
el área se multiplica por
y el volumen por
.
2.9 Problemas, razonamiento y errores frecuentes
Del contexto a la expresión
Haz un esquema, define la variable, indica sus unidades y escribe
restricciones antes de desarrollar. Una expresión factorizada puede
mostrar mejor el significado de cada medida; una desarrollada puede
facilitar comparaciones. Son formas equivalentes, no modelos
distintos.
Comprobar razonando
Una identidad se justifica con reglas algebraicas; un modelo, además,
debe corresponder al dibujo y al contexto. Si la altura de un cilindro
es
,
el volumen es
y se exige
.
Taller en parejas
Una persona propone una solución y la otra verifica signos, unidades
y restricciones. Intercambiad roles. Seleccionad un error, describid por
qué ocurrió y corregidlo con una regla o contraejemplo. La colaboración
se observa con evidencias del trabajo, no se deduce de la nota de un
examen.
2.10 Calculadora y comprobación tecnológica
Evaluar sin perder el
control algebraico
La fx-991SP CW y la fx-570SP X II son calculadoras científicas, no
sistemas de álgebra simbólica. Una tabla numérica ayuda a contrastar una
expresión, pero no desarrolla ni demuestra identidades por sí misma.
Valores numéricos y tablas
Para
,
escribe toda la expresión en Calcular sustituyendo cada
por el número entre paréntesis. Para estudiar varios valores, usa la
aplicación Tabla: HOME en CW o MENU en X II. Introduce
y el intervalo desde
hasta
con paso
,
siguiendo los campos de la pantalla.
Los ceros observados sugieren raíces; la factorización y la
sustitución exacta las justifican. La tabla con ese paso no descarta
raíces entre los valores mostrados.
Comprobar una fórmula
geométrica
Para un cono de radio
y altura
,
calcula primero
.
Después usa
.
No sustituyas
por
.
Mantén
y transforma a decimal solo al final.
Registro y límites
Anota el cálculo a mano, la entrada, la salida y qué permite
concluir. Las instrucciones básicas se contrastan con las guías
oficiales de ambos modelos; no se han ensayado en hardware físico. En
actividades sin calculadora, la comprobación posterior no reemplaza el
procedimiento solicitado.
Explora con GeoGebra
En la calculadora gráfica escribe f(x)=x³−4x²+x+6. Anticipa sus raíces con Ruffini y comprueba los cortes con el eje X. ¿Cómo se leen esos cortes en la factorización?