Matemática y algo más…
Archivo de septiembre, 2010
Clasificación de los sistemas de ecuaciones lineales
25 sep
Los sistemas de ecuaciones se pueden clasificar de acuerdo a número de soluciones en:
- Sistemas compatibles determinados
La solución es única
Ejemplo:

- Sistemas compatibles indeterminados
La soluciones son infinitas
Ejemplo

- Sistemas incompatibles
No hay solución
Ejemplo

Si estamos usando el método de determinantes la última operación para averiguar el valor de incógnita es una división, como clasificar el sistema en este caso:
- Sistema compatible determinado

- Sistema compatible indeterminado

- Sistema incompatible

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Sistemas para resolver
24 sep

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Determinante 3×3
24 sep
¿Cómo hallar el determinante de una matriz de orden 3×3?
Es decir, como hallar el determinante de una matriz de tres filas por tres columnas.

Para ello debemos hacer seis multiplicaciones y sumarlas o restarlas de acuerdo al siguiente esquema.

Una ayuda para acordarse como armar las multiplicaciones puede ser la siguiente, las tres multiplicaciones que suma pueden obtener de las diagonales de cada color:

y las tres que restan de las siguientes diagonales:
Ejemplo:

Pueden ver el siguiente video explicativo. Video
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Sistemas de ecuaciones
24 sep
Un sistema de ecuaciones es un conjunto de dos o más ecuaciones con varias incógnitas.
Ejemplos:


El número de ecuaciones y el de incógnitas no tienen que ser iguales, aunque en esta ocasión analizaremos sistemas en los que dichos números coinciden.
Resolver un sistema de ecuaciones es hallar los valores de las incógnitas que son soluciones de cada una de las ecuaciones del sistema.
En el primer ejemplo vemos que las incógnitas son x e y.
La solución de ese sistema es x = 4 e y = -1.
Verifiquemos que sea cierto.

Existen muchos métodos de resolución de sistemas de ecuaciones, entre ellos podemos nombrar:
Método de sustitución
Método de igualación
Método de reducción
Método de determinantes
Método de reducción de Gauss
Método del pivote
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Distancia de un punto a una recta
22 sep
¿Cómo encontrar la distancia de un punto P a una recta r?

Lo primero que debemos hacer es trazar una recta perpendicular a r que pase por P.

Luego marcamos el punto Q, intersección entre la recta r y la perpendicular trazada anteriormente.

Finalmente, trazamos el segmento PQ, la longitud de este segmento nos da la distancia entre la recta r y el punto P.

d(r , P) = d(P , Q) = PQ
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Ejercicios con Geogebra
22 sep
- Construir un cuadrado a partir de un segmento AB correspondiente al lado.
Sin usar la herramienta “polígono regular”. - Construir un cuadrado a partir de un segmento CD correspondiente a la diagonal.
Sin usar la herramienta “polígono regular”. - Una vez construida la circunferencia circunscripta a un triángulo ABC, aprovechando las características del programa para mover los objetos iniciales, y mantener las relaciones y distancias, investigar las cuestiones siguientes:
a) ¿Qué condiciones o qué tipo de triángulo hará que el circuncentro sea un punto interior del triángulo?
b) ¿Cuándo el circuncentro será un punto exterior al triángulo?
c) ¿Cuándo estará el circuncentro sobre el perímetro del triángulo?
d) ¿Hay algún triángulo en el que el circuncentro sea uno de sus vértices?
Recuerden que una circunferencia circunscripta a un triángulo se puede graficar obteniendo previamente el circuncentro (punto de intersección de las mediatrices del triángulo). - En un triángulo ABC, dibujar la circunferencia inscripta.
Recuerden que el incentro se obtiene de la intersección de las bisectrices. - En un triángulo ABC obtener los puntos correspondientes al baricentro y al ortocentro.
Recuerden que el baricentro es la intersección de las medianas del triángulo y el ortocentro de las alturas. - A partir de un triángulo ABC cualquiera, construir un triángulo rectángulo y un triángulo isósceles con el mismo área que el triángulo ABC.
No hay que realizar ningún tipo de cuenta para este ejercicio, solo recuerden que el área se obtiene de un triángulo se obtiene como base por altura. Entonces, para que dos triángulos tengan el mismo área la base y las alturas deben ser iguales. - Dada una recta r, un punto P perteneciente a la recta y un punto A que no pertenece a r. Trazar la circunferencia que pasa por A y es tangente a r en punto P. Incluir como comentario en la construcción las propiedades geométricas utilizadas para trazar la circunferencia.
Recuerden que la tangente es perpendicular al radio y que si los dos puntos pertenecen a la misma circunferencia se encuentran a igual distancia del radio. - En un triángulo ABC, comprobar que las bisectrices exteriores de dos ángulo A y C, y la bisectriz interior del otro ángulo B se cortan en punto denominado exincentro, que es el centro de la circunferencia tangente al lado AC y a la prolongación de los lados AB y BC.
Prolonguen los lados que sean necesarios para construir las bisectrices exteriores y cuando tengan el punto de intersección no se olviden que la distancia de un punto a una recta es la longitud de un segmento perpendicular a la recta que tiene por extremos el punto en cuestión y la intersección de la recta con la perpendicular.
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Ejercicios con polígonos
21 sep
Si un polígono tiene 17 lados.
- ¿Cuántas diagonales pasan por un vértice?
n – 3 = 17 – 3 = 14
El polígono tiene 14 diagonales por cada vértice.
- ¿Cuántas diagonales tiene en total?
n . (n – 3) / 2 = 17 . 14 / 2 = 119
El polígono tiene 119 diagonales en total. - ¿Cuántos triángulos quedan formados con las diagonales por un vértice?
n – 2 = 17 – 2 = 15
El polígono tiene 15 triángulos formados por las diagonales por un vértice. - ¿Cuánto da la suma de las amplitudes de sus ángulos interiores?
180° . (n – 2) = 180° . 15 = 2700°
La suma de los ángulos interiores es de 2700°. - ¿Y la suma de la amplitudes de sus ángulos exteriores?
360°
La suma de los ángulos exteriores de cualquier polígono siempre es de 360°.
Si además el polígono fuese regular.
- ¿Cuánto mide la amplitud de un ángulo interior?
180° . (n – 2) / n = 180° . 15 / 17 = 2700° / 17 = 158° 49′ 24,7″
Cada ángulo mide lo mismo, dado que el polígono es regular. - ¿Cuánto mide la amplitud de un ángulo exterior?
Tenemos dos formas de encontrar la amplitud:
360° / n = 360° / 17 = 21° 10′ 35,3″
180° – Amplitud áng. int. = 180° – 158° 49′ 24,7″ = 21° 10′ 35,3″
La amplitud de cada ángulo exterior del polígono de 17 lados es 21° 10′ 35,3″
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Elementos de un polígono
21 sep
Veamos los elementos de un polígono tomando como ejemplo un pentágono.

Vértices
Son los puntos extremos de los segmentos que forman el pentágono. A, B, C, D y E.
Lados
Son los segmentos consecutivos que forman el polígono.
AB, BC, CD, DE, EA
Diagonales
Una diagonal es un segmento que une dos vértices no consecutivos de un polígono.
En la siguiente imagen se ven todas las diagonales de un pentágono.

Ángulos interiores
Son los ángulos que tienen como vértices a los vértices del polígono y sus lados contienen a los lados del polígono, además cada ángulo interior contiene a todo el polígono. En la imagen siguiente el ángulo BAE llamado α, tiene como vértice el punto A y sus lados son las semirrecta AB y AE.

Ángulos exteriores
Los ángulos exteriores son los ángulos adyacentes a los ángulos interiores, como todo ángulo convexo tiene dos ángulos, cualquiera de los dos podría tomarse como exterior.
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Polígono
21 sep
Un polígono es una figura plana formada por segmentos consecutivos. Los segmentos consecutivos no pueden estar alineados.
Si los segmentos se cruzan los polígonos se llaman complejos de lo contrario se llaman simples.
Polígonos complejos


Polígonos simples



Los polígonos simples puede clasificarse en cóncavos o convexos.
Un polígono es cóncavo si existe un par de puntos interiores al polígono que son extremos de un segmento que no se encuentra totalmente incluido en el polígono.

En el polígono anterior los puntos A y B son puntos interiores del polígono, pero el segmento AB tiene puntos que no pertenecen al polígono.
Un polígono es convexo si para cualquier par de puntos interiores del polígono el segmento que determinan se encuentra incluido totalmente en el polígono.
En el polígono anterior los puntos A y B son puntos interiores del polígono y el segmento AB se encuentra incluido en el polígono, pero a diferencia de lo que sucede con el polígono cóncavo, esto debe cumplirse para cualquier par de puntos del polígono.
Los polígono también pueden clasificarse de acuerdo al número de lados.
Triángulo -> 3 lados
Cuadrilátero -> 4 lados
Pentágono -> 5 lados
Hexágono -> 6 lados
Heptágono -> 7 lados
Octógono -> 8 lados
Eneágono -> 9 lados
Decágono -> 10 lados
Pentadecágono -> 15 lados
Icoságono -> 20 lados
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Bisectriz
21 sep
Se llama bisectriz de un ángulo a la recta que divide al ángulo en dos partes iguales.

La recta de color es la bisectriz del ángulo AOB.
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