Grado 11 ↓
Álgebra
El álgebra es una rama de las matemáticas que se ocupa de los símbolos y las reglas para manipular esos símbolos. En álgebra, esos símbolos (y sus operaciones aritméticas) se utilizan para representar situaciones del mundo real.
Conceptos básicos del álgebra
Variables
En álgebra, una variable es un símbolo utilizado para representar un número. Generalmente, es una letra como x
, y
o z
. Por ejemplo, en la ecuación x + 2 = 5
, x
es una variable.
Constantes
Las constantes son valores fijos. No cambian. Ejemplos de constantes incluyen números como 3
, -7
y 10,5
.
Expresión
Una expresión algebraica es una frase matemática que puede contener números, variables y símbolos de operación. Un ejemplo de una expresión algebraica es 4x + 7
.
Ecuación
Una ecuación algebraica es una afirmación de que dos expresiones algebraicas son iguales. Por ejemplo, 3x + 2 = 11
es una ecuación. Las ecuaciones pueden tener una o más soluciones.
Operaciones en álgebra
Suma y resta
Sumar o restar términos algebraicos implica combinar términos semejantes. Los términos semejantes son términos que tienen variables elevadas al mismo exponente. Por ejemplo:
4x + 3x = 7x
5a - 2a = 3a
Multiplicación
Al multiplicar términos, se multiplican los coeficientes y se suman los exponentes de las mismas bases. Por ejemplo:
2x * 3x = 6x^2
4a * 5b = 20ab
División
Al dividir términos, se dividen los coeficientes y se restan los exponentes de las mismas bases. Por ejemplo:
8x^2 / 2x = 4x
15a^3 / 5a = 3a^2
Resolución de ecuaciones lineales
Resolver ecuaciones significa encontrar el valor de la variable que hace que la ecuación sea verdadera. Aquí está el método básico paso a paso para resolver ecuaciones lineales:
Ejemplo 1
Resuelve la ecuación 2x + 3 = 11
.
Paso 1: Resta 3 a ambos lados.
2x + 3 - 3 = 11 - 3
2x = 8
Paso 2: Divide ambos lados por 2.
2x / 2 = 8 / 2
x = 4
Ejemplo 2
Resuelve la ecuación 5y - 7 = 18
.
Paso 1: Suma 7 a ambos lados.
5y - 7 + 7 = 18 + 7
5y = 25
Paso 2: Divide ambos lados por 5.
5y / 5 = 25 / 5
y = 5
Gráficas de ecuaciones
La gráfica de una ecuación es el conjunto de todos los puntos que satisfacen la ecuación. Para las ecuaciones lineales, esta gráfica es una línea recta. Por ejemplo, la gráfica de y = 2x + 3
es una línea recta.
Polinomios
Un polinomio es una expresión que consiste en variables y coeficientes, construida utilizando suma, resta, multiplicación y exponentes enteros no negativos de las variables.
Ejemplo de polinomios
Un ejemplo de un polinomio es 3x^2 + 2x - 5
. Este polinomio tiene tres términos:
3x^2
se llama término cuadrático.2x
se llama término lineal.-5
se llama término constante.
Factorización de polinomios
La factorización es el proceso de descomponer una expresión compleja en factores más simples que pueden multiplicarse para obtener la expresión original. Por ejemplo, factorizar el polinomio x^2 - 5x + 6
da:
x^2 - 5x + 6 = (x - 2)(x - 3)
Ecuaciones cuadráticas
Una ecuación cuadrática es una ecuación de la forma ax^2 + bx + c = 0
, donde a
, b
y c
son constantes, y a ≠ 0
. Para resolver una ecuación cuadrática, puedes usar:
- Factorización
- Completar el cuadrado
- Fórmula cuadrática
Fórmula cuadrática
La fórmula cuadrática para resolver ax^2 + bx + c = 0
es:
x = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / (2a)
Ejemplo
Resuelve la ecuación 2x^2 + 3x - 2 = 0
usando la fórmula cuadrática:
a = 2, b = 3, c = -2
Paso 1: Sustituye estos en la fórmula cuadrática:
x = (-3 ± √(3^2 - 4 * 2 * -2)) / (2 * 2)
Paso 2: Simplifica bajo la raíz cuadrada:
x = (-3 ± √(9 + 16)) / 4
x = (-3 ± √25) / 4
Paso 3: Resuelve para x:
x = (-3 ± 5) / 4
Las soluciones son:
x = (2) / 4 = 0.5
x = (-8) / 4 = -2
Desigualdad
Las desigualdades son afirmaciones matemáticas que relacionan expresiones que no son necesariamente iguales. Generalmente se escriben con uno de los símbolos <
, ≤
, >
, ≥
. Por ejemplo, resolver la desigualdad x + 3 > 5
es lo mismo que resolver una ecuación.
Ejemplo
Resuelve la desigualdad 2x - 3 < 7
.
Paso 1: Suma 3 a ambos lados.
2x - 3 + 3 < 7 + 3
2x < 10
Paso 2: Divide ambos lados por 2.
2x/2 < 10/2
x < 5
Sistemas de ecuaciones lineales
Un sistema de ecuaciones lineales es un conjunto de dos o más ecuaciones que tienen las mismas variables. La solución de un sistema de ecuaciones es un conjunto de valores de las variables que satisfacen cada ecuación en el sistema.
Métodos de solución
Hay varias formas de resolver sistemas de ecuaciones lineales:
- Gráfica
- Sustitución
- Eliminación
Ejemplo (sustitución)
Resuelve el sistema de ecuaciones:
1. x + y = 10
2. 2x - y = 1
Paso 1: Resuelve la Ecuación 1 para y:
y = 10 - x
Paso 2: Sustituye y en la Ecuación 2:
2x - (10 - x) = 1
Simplifica y resuelve para x:
2x - 10 + x = 1
3x = 11
x = 11 / 3
Paso 3: Sustituye el valor de x en la Ecuación 1 para encontrar y:
x + y = 10
11/3 + y = 10
y = 10 - 11/3
y = 30/3 - 11/3
y = 19/3
Conclusión
El álgebra sirve como una base sólida para las matemáticas de nivel superior y proporciona técnicas para resolver una variedad de problemas matemáticos. A través del entendimiento y la práctica de conceptos algebraicos como variables, ecuaciones, polinomios y sistemas de ecuaciones, los estudiantes pueden desarrollar habilidades sólidas para resolver problemas aplicables tanto en la academia como en el mundo real.