martes, 13 de octubre de 2015

¿ Qué longitud de hilo se necesita para ... ?

ENUNCIADO. Se quiere rodear una parcela cuadrada e $1225 \, \text{m}^2$ de superficie con un hilo. ¿ Cuántos metros de hilo necesitamos ?

SOLUCIÓN. Denotemos por $x$ la longitud de un lado de la parcela cuadrada, entonces $1125 = x^2$, luego $=\sqrt{1225}=35 \, \text{m}$; así, el perímetro, que es $4\,x$, es $4 \cdot 35 = 140 \, \text{m}$
$\square$

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Hallar el menor número entero positivo tal que ...

ENUNCIADO. Hallar el menor número entero positivo que hay que restar a $8561$ para obtener un número cuadrado.

SOLUCIÓN. Como $91^2=8281 \prec 8561$, probamos con $92$; $92^2=8464 \prec 8561$; sin embargo $93^2=8649 \succ 8561$, luego el número cuadrado mayor que $8561$ y más cercano al mismo es $8464$. Por consiguiente, debemos encontrar $x$ tal que $8561-x=8464$, esto es, $x=8561-8464$, que es igual a 97. $\square$

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miércoles, 7 de octubre de 2015

Expresar en forma de suma de términos con potencias de diez

ENUNCIADO. Expresar el número $8495,716$ como una suma de términos con potencias de diez.

SOLUCIÓN. La cantidad dada significa, en forma literal, lo siguiente: ocho millares y cuatro centenas y nueve decenas y cinco unidades y siete décimas y una centésima y seis milésimas ( de acuerdo con el significado de la notación posicional del sistema decimal ), luego podemos escribir lo que nos piden de la forma $$8495,716=8\cdot 10^3+4\cdot 10^2+9\cdot 10+5+7\cdot 10^{-1}+1 \cdot 10^{-2}+6\cdot 10^{-3}$$
$\square$

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domingo, 4 de octubre de 2015

Determinar el menor número entero tal que ...

ENUNCIADO. Determinar el menor número entero más próximo a $\sqrt{29}$ y el resto correspondiente.

SOLUCIÓN. Com $5^2=25 \prec 29$ y $6^2=36 \succ 29$, el número pedido es $5$, y el resto es igual a $29-5^2=4$.

Nota: Podemos acotar la raíz cuadrada de $29$ entre los números enteros $5$ y $6$. Y lo escribimos de la siguiente forma $5 \prec \sqrt{29} \prec 6$

$\square$

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miércoles, 23 de septiembre de 2015

Relación entre el máximo común divisor y mínimo común múltiplo de dos números enteros

ENUNCIADO:
Sabiendo que $\text{m.c.d}(|15|,|-10|)=5$ ( es decir, $\text{m.c.d}(15,-10)=\pm \,5$ ) , determinar $\text{m.c.m}(15,-10)$

SOLUCIÓN:
Sabemos que dados dos números enteros $m$ y $n$, se cumple la siguiente propiedad: $$\text{m.c.d}(|m|,|n|) \cdot \text{m.c.m}(|m|,|n|)=|m|\cdot |n|$$ entoces podemos escribir $$5 \cdot \text{m.c.m}(|15|,|-10|) = 15 \cdot 10$$ de donde, despejando $\text{m.c.m}(|15|,|-10|)$ obtenemos $$\text{m.c.m}(|15|,|-10|)=\dfrac{|15| \cdot |-10|}{5} $$ esto es $$\text{m.c.m}(|15|,|-10|)=\dfrac{150}{5}=30 $$ luego deducimos que $$\text{m.c.m}(15,-10)=\pm \, 30$$
$\square$

[autoría]

Realizar la siguiente división con números enteros ...

ENUNCIADO:
Hallar el cociente y el resto de la división entera $-15 \div 7$

SOLUCIÓN:
El teorema de la división entera dice que dados dos números enteros cualesquiera $D$ y $d$, a los que denominamos dividendo y divisor, respectivamente, entonces podemos encontrar otros dos números enteros, $c$ y $r$, a los que denominamos cociente y resto de la división, que cumple las siguientes condiciones:
i) $D=d\cdot c +r$
y
ii) $0 \le r \prec |d|$ ( el resto es mayor o igual que cero y menor que el valor absoluto del divisor )

Procedemos a encontrar los números $c$ y $r$ que cumplen estas condiciones, siendo $D:=-15$ y $d:=7$. Para el cociente, probemos con un número tal que multiplicado por el divisor $7$ nos dé un número que se aproxime al dividendo, que es $-15$. Por la regla de los signos del producto, sabemos que debe ser negativo ( ya que el dividendo es negativo y el divisor positivo ); así que, ensayemos el número $c \rightarrow -2$. Como $-2 \cdot 7 = -14 \succ -15$, el resto de la división seria $-15-(7\cdot (-2)=-1\prec 0$, luego al ser el resto negativo se incumple la segunda condición y por tanto no podemos admitir $-2$ como cociente, así que pasemos al siguiente número entero más pequeño, es decir hagamos $c \rightarrow -3$. Como $-3 \cdot 7 = -21$, y el resto es $-15-(7\cdot (-3)=6\succ 0$ ( se cumple la segunda condición ), concluimos que $c=-3$, luego el resto de la división debe ser $-15-(-21)=-14+21=6$, es decir $r=6$.

Sólo nos falta comprobar que, con estos valores del cociente y resto, se cumple también la primera condición; en efecto: $-15=7\cdot (-3)+6$. Por consiguiente, podemos afirmar que el cociente y el resto pedidos son: $c=-3$ y $r=7$

$\square$


Hallar el máximo común divisor de los números naturales $64$ y $24$, empleando el método de Euclides

ENUNCIADO:
Determinar el máximo común divisor de $64$ y $24$ empleando el método de las divisiones sucesivas o método de Euclides.

SOLUCIÓN:
Este método se basa en hallar el cociente y el resto de la división de números naturales [ lógicamente, entre el mayor de los dos números ( $D_1$ ) y el menor ($d_1$ ) ]; si el resto de dicha división es $0$, el máximo común divisor pedido es igual al menor de los dos ( el divisor ), y hemos terminado; si no es así, hacemos otra división, donde el nuevo dividendo es ahora el antiguo divisor y el nuevo divisor el antiguo resto, haciendo la misma comprobación ( si el nuevo resto es cero, el máximo común divisor de los dos números pedidos es el divisor de dicha división ); en caso contrario, volvemos a repetir el mismo paso ( otra división, asignando nuevo dividendo y nuevo divisor ) y, así, una y otra vez, hasta llegar a una división cuyo resto sea cero, de lo cual concluiremos que el $\text{m.c.d}(64,24)$ ha de ser igual al divisor de esta última división, y terminamos.

Bien, en el caso del enunciado:

$D_1=64$ y $d_1=24$ y realizamos la división
$$64 \div 24 \rightarrow \left\{\begin{matrix}
c_1=2 \\
\\
\text{y}
\\
r_1=16 \neq 0 \rightarrow \left\{\begin{matrix}
D_2:=d_1=24 \\
\\
d_2:=r_1=16
\end{matrix}\right.
\end{matrix}\right.$$

como el resto no es cero, continuamos ...

$D_2=24$ y $d_2=16$ y realizamos la división:
$$24 \div 16 \rightarrow \left\{\begin{matrix}
c_2=1 \\
\\
\text{y}
\\
r_2=8 \neq 0 \rightarrow \left\{\begin{matrix}
D_3:=d_2=16 \\
\\
d_3:=r_2=8
\end{matrix}\right.
\end{matrix}\right.$$

como el resto no es cero, continuamos ...

$D_3=16$ y $d_3=8$ y realizamos la división:
$$16 \div 8 \rightarrow \left\{\begin{matrix}
c_3=2 \\
\\
\text{y}
\\
r_2=0
\end{matrix}\right.$$

y como el resto ( en este paso ) es cero , concluimos que $\text{m.c.d.}(64,24)=d_3=8$, y hemos terminado.

OBSERVACIÓN: Teniendo en cuenta que todo número natural es también un número entero, si interpretamos los números naturales dados como números enteros, debemos decir que el $\text{m.c.d.}(64,24)$ no es tan solo $8$ sino también $-8$; en efecto, al ser el resto de la división $64 \div (-8)$ ( ahora, división entera ) igual a $0$, es claro que $-8$ también es divisor de $64$; y, lo mismo, sucede con respecto a la división de $24$ entre $-8$.

$\square$


División de números naturales

ENUNCIADO:
Calcular el resto, $r$, de la división del número natural $15$ ( dividendo ) entre el número natural $7$ ( divisor ) mediante el procedimiento de las restas sucesivas.

SOLUCIÓN:
Procedamos a restar el divisor ( $7$ ) del dividendo ( $15$ ), luego sustituimos el dividendo por el resultado de la resta y volvemos a restar el divisor de dicho número, y, así, hasta llegar a una resta cuyo resultado sea menor que el divisor; el resultado de esta última resta ha de ser el valor del resto de la división. Lo abreviaremos con la siguiente notación:

Partimos de
$$[15 \quad ; \quad 7]$$
y restamos sucesivamente
$$\text{i)} \quad [15-7=8 \quad ; \quad 7]$$
$$\text{ii)} \quad [8-7=1 \prec 7 \quad ; \quad 7] $$
y acabamos ( ya que el valor de la resta, $1$, es menor que el del divisor ), luego deducimos que $$r=1$$

Comprobación:
Se cumple el teorema de la división con números naturales. En efecto: como hemos realizado dos pasos en dicho proceso, el cociente de la división es $c=2$; y como el resto hallado es $r=1$, se comprueba que se cumple la igualdad $15 = 7 \cdot 2 + 1$, y, además $r=1 \prec 7$ ( el resto es mayor que el divisor ).

$\square$

[autoría]

Realizar las siguientes operaciones, donde interviene el valor absoluto y el opuesto de un número

ENUNCIADO:
Calcular:
a) $|(-3)|-(-3)$

b) $\text{opuesto}(-3)-(-3)$

c) $|3|-(+3)$

d) $\text{opuesto}(+3)-(+3)$

e) $|(-3)|-(-3)$

f) f) $(+3)-|(+3)|$

g) $(-3)-|(-3)|$


SOLUCIÓN:
a) $|(-3)|-(-3)=(+3)+\text{opuesto}(-3)=(+3)+(+3)=+6$

b) $\text{opuesto}(-3)-(-3)=(+3)+\text{opuesto(-3)=(+3)+(+3)=+6}$

c) $|(+3)|-(+3)=(+3)+\text{opuesto}(+3)=(+3)+(-3)=0$

d) $\text{opuesto}(+3)-(+3)=(-3)+\text{opuesto}(+3)=(-3)+(-3)=-6$

e) $|(-3)|-(-3)=(+3)+\text{opuesto}(-3)=(+3)+(+3)=+6$

f) $(+3)-|(+3)|=(+3)-(+3)=(+3)+\text{opuesto}(+3)=(+3)+(-3)=0$

g) $(-3)-|(-3)|=(-3)-(+3)=(-3)+\text{opuesto}(+3)=(-3)+(-3)=-6$

$\square$

[autoría]

Resta de números enteros

ENUNCIADO:
Demostrar que la resta de dos números enteros no cumple la propiedad conmutativa. Ayuda: basta encontrar un contra-ejemplo.

SOLUCIÓN:
Supongamos que se cumple la propiedad conmutativa para la operación resta de números enteros, entonces, por un lado tenemos que $$(+2)-(+1)=(+2)+\text{opuesto}(+1)=+2+(-1)=+1$$ por otra parte $$(+1)-(+2)=(+1)+\text{opuesto}(+2)=(+1)+(-2)=-1$$ y como hemos supuesto que ambos resultados deben ser iguales, $+1 = -1$, lo cual es es absurdo, luego debemos negar lo que hemos supuesto al principio ( "la resta de dos números enteros es conmutativa " ), y, de ello concluimos que la resta de dos números enteros no es conmutativa, tal como queríamos demostrar.

$\square$

[autoría]

Resta de números enteros

ENUNCIADO:
Expresar las siguientes restas de números enteros mediante la combinación de la operación suma y el opuesto del sustraendo, y finalmente, calcular el resultado de dicha resta:
a) $(+5)-(+1)$
b) $(-1)-(-7)$
c) $(-11)-(+3)$

SOLUCIÓN:
a) $(+5)-(+1)=(+5)+\text{opuesto}(+1)=(+5)+(-1)=+4$
b) $(-1)-(-7)=(-1)+\text{opuesto}(-7)=(-1)+(+7)=+6$
c) $(-11)-(+3)=(-11)+\text{opuesto}(+3)=(-11)+(-3)=-14$

$\square$

[autoría]

jueves, 11 de junio de 2015

La suma de dos números naturales es ...

Enunciat:
La suma de dos nombres naturals és igual a $106$ i en dividir el més gran entre el més petit obtenim $2$ de quocient i $10$ de residu. Trobeu aquests nombres.

Resolució:
Considerant que $x > y$; de l'enunciat, podem plantejar el sistema d'equacions

$\left.\begin{matrix} x+y = 106 \\ x = 2y+10\\ \end{matrix}\right\}$

on la segona equació es refereix a la propietat fonamental de la divisió

dividend = divisor · quaciente + residu

Substituint l'expressió de $x$ de la segona equació en la primera trobem una equació amb una sola variable
$2y+10+y=106$
que equival a
$3y=96$
d'on trobem que
$y=32$

i, per tant, el valor de $x$ ha de ser igual (primera equació) a
$x=110-32$
és a dir
$x=78$

$\square$

jueves, 4 de junio de 2015

La suma de los cuadrados de tres números naturales consecutivos es igual a la suma de los cuadrados de los dos siguientes números consecutivos. ¿ De qué números estamos hablando ?

Enunciat:
La suma dels quadrats de tres nombres naturals consecutius és igual a la suma dels quadrats dels dos següents. Quins nombres són ?


Resolució:
Anomenem $n$ al nombre més petit d'aquests tres; llavors, segons l'enuncitat, s'escau escriure la següent equació

$n^2+(n+1)^2+(n+2)^2=(n+3)^2+(n+4)^2$

desenvolupant els binomis al quadrat, i agrupant i ordenant els termes, trobem l'equació equivalent

$n^2-8n-20=0$

resolent-la, trobem dos valors com a solució:

$n_1=-2$ (que no és un nombre natural) i $n_2=10$

Tan sols el segon és solució del problema (ens demanen un nombre natural); per tant, els tres nombres naturals consecutius demanats són: 10, 11 i 12

$\square$

miércoles, 3 de junio de 2015

Proporcionalidad inversa en problemas de movimiento a velocidad constante ... ( Artículo escrito en catalán )

[nota del autor]

Fracciones generatrices ...


Proporcionalidad ...








    Algunas nociones importantes:
  • Una raó aritmètica és un quocient entre dos nombres reals obtinguts de les respectives mesures. Podem matisar una mica més aquesta definció:
    • Una raó aritmètica entre dues quantitats, q1 i q1, és un nombre real que expressa la primera si prenem com a patró de mesura la segona: q1/q2.
    • També és una raó aritmètica el quocient entre els valors de les mesures corresponents a dues magnituds M i N, m1/n1: m2/n2 ...
    • Val a dir que s'anomena proporció a la igualtat entre dues raons aritmètiques, a/b i c/d: a/b = c/d. En una proporció es comleix que a.d = b.c
      La proporcionalitat com a tipus particular de relació de dependència entre magnituds
    • Direm que una relació entre dues magnituds, M i N, és directa si un increment positiu en una comporta un increment positiu en l'altra. Una relació és inversa si un increment positiu d'una les dues comporta un increment negatiu en l'altra.

        Proporcionalitat directa entre dues magnituds M i N
      • Donades dues magnituds M i N, direm que són magnituds directament proporcionals si per cada valor d'una d'elles mi es pot trobar un valor emparellat de l'altra, ni: {(m1,n1), (m2,n2), ...} de tal manera que m1/n1 = m2/n2 = m3/n = ... etcètera. Aquest valor constant s'anomena raó de proporcionalitat directa.

        Proporcionalitat inversa entre dues magnituds M i N
      • Donades dues magnituds M i N, direm que són magnituds inversament proporcionals si per cada valor d'una d'elles mi es pot trobar un valor emparellat de l'altra, ni: {(m1,n1), (m2,n2), ...} de tal manera que m1/(1/n1) = m2/(1/n2) = m3/(1/n) = ... etcètera. Aquest valor constant s'anomena raó de proporcionalitat inversa.


Problemas de movimiento a velocidad constante



Problema 1
Jaume i Magda, que es troben a 7 km l'un de l'altra, caminen en sentits oposats per un sender de muntanya a un ritme força constant: Josep a una velocitat constant de 2 km/h; i Marta, a una velocitat constant de 3 km/h. Si surten a la mateixa hora, quant de temps passarà fins que es trobin ? A quina distància del punt de sortida de Josep es troben ?

Resolució
Sovint hom recorre a l'àlgebra per calcular una cosa com aquesta. De fet, no cal pas; n'hi ha prou a fer servir una senzilla proporció, cosa que permet trobar la solució fent càlcul mental. Vegem tot seguit com es pot fer.


Com que en 1 h, la distància conjunta que recorren és de 5 km (comentari: aquesta velocitat de 5 km/h la podem entendre com la velocitat relativa: com si un dels dos es trobés en el punt de trobada, parat, i l'altre es mogués vers ell a aquesta velocitat), el temps t que cal per recorre una distància conjunta de 7 km surt de la proporció directa:


t/7 = 1/5


D'aquí, t = 7/5 h = 1,4 h = 1 h i 12 min


Per contestar la segona pregunta, el raonament aritmètic és encara més senzill:
com que mantenint la velocitat, Josep recorre 2 km en 1 hora, en 7/5 h recorrerà


2.(7/5) = 14/5 km = 2,8 km = 2 km i 800 m
desdel punt que ha començat a caminar



Problema 2
Jaume i Magda, corren una marató. Com que estan ben entrenats, mantenen prou bé la velocitat: De mitjana, Jaume pot assolir un ritme de 4 minuts per quilòmetre, i Magda, necessita 5 minuts per recorre aquesta distància. Jaume ha arribat tard a la sortida: calcula que quan surt, Magda es troba a 1 quilòmetre de distància. Havien decidit anar junts fins a l'arribada. Quan de temps necessita Jaume per donar-li abast ? A quina distància de la sortida començaran a córrer junts ?

Resolució
Segons les dades de l'enunciat, Magda corre a una velocitat constant de 1/5 Km/min quan Jaume pren la sortida, a la màxima velocitat que pot assolir per tal de donar-li abast, 1/5 km/min. Fem, ara, la següent consideració per pensar la solució del problema d'una forma equivalent més senzilla, de tal manera que Jaume pugui calcular mentre corre (tingueu en compte que quan es fa exercici físic ens costa calcular): la situació equival a que Jaume corri a una velocitat relativa de 1/4 -1/5 = 1/20 km/min, i Magada estigui aturada a 1 km de distància. Vist així, és molt senzill: a Jaume li calen 20 minutos per recorrer aquest quilòmetre. Aquest és el temps que necessitarà per donar-li abast. La distància a què es troben del punt de sortida quan això succeeix és de: 20 min x 1/4 km/min = 5 km. Per cert, els queden 35 km i 195 m per correr junts ! (la distància que es corre en una marató és de 42 km i 195 m).