Refuerzo 6

w w w . e d u c a c i o n p o p u l a r . c l
Apuntes de preparación para la
Prueba de Selección Universitaria
M A T E M Á
T I C A
2008
Preuniversitario Popular
V´ıctor Jara
Pamela Paredes Núñez
Manuel Ram´ırez Panatt
Estudiantes de Licenciatura en Ciencias Exactas
Facultad de Ciencias, Universidad de Chile

Simbolog´ıa Matemática
< es menor que = es igual a
> es mayor que6= es distinto de
es menor o igual que es equivalente a
es mayor o igual que es semejante a
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// es paralelo a 2 pertenece a
] ángulo62 no pertenece a
contenido en AB trazo AB
8 para todo 9 existe
) implica [ unión entre conjuntos
, si y solo si (doble implicancia) intersección entre conjuntos
Y para nuestro libro. . .
Ejemplos | Actividades
} Observaciones
“Un pa´ıs mejor se crea con igualdad social, sin una nivelación cultural no hay igualdad social,
sin educación popular no hay nivelación cultural. . . ¡Creemos educación popular!”
Este libro ha sido facilitado a
todos los alumnos del Preuniversitario
Popular V´ıctor J ara, cu´ıdalo y
aprovéchalo al máximo.
Cuando ya no lo necesites, regálalo
a alguien que le sea más útil que a ti.
Este libro no debe venderse ni guar-darse,
pues el valor de un libro no se
mide por la calidad de su edición, mas
bien, por la cantidad de ojos que lo han
leido.

Índice general
Presentación VII
1. Números 1
1.1. Conjuntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1. Subconjuntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2. Representación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.3. Cardinalidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2. Conjuntos Numéricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2.1. Números Naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2.2. Números Cardinales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.3. Números Enteros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.4. Números Racionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.5. Números Irracionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.6. Números Reales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3. Operatoria con los números Reales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.1. Axiomas de Cuerpo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.2. M´ınimo Común Múltiplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.3. Máximo Común Divisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.4. Reglas de Multiplicidad y Divisibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.5. Orden Operatorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.6. Operaciones con Fracciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.7. Potenciación y Radicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.8. Notación Cient´ıfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4. Mini Ensayo I, Números . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2. Proporcionalidad 21
2.1. Razones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.1. Razón Aritmética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.2. Razón Geométrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2. Proporciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2.1. Proporción Aritmética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.2. Proporción Geométrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.3. Proporcionalidad Directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2.4. Proporcionalidad Inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2.5. Proporcionalidad Compuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3. Porcentaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.1. Porcentaje de una Cantidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.2. Porcentaje de un Porcentaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
i

ÍNDICE GENERAL Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
2.4. Mini Ensayo II, Proporcionalidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3. Introducción al Álgebra 35
3.1. Signos del Álgebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.2. Lenguaje Algebraico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3. Expresiones Algebráicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.1. Término . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.2. Clasificación de las Expresiones Algebráicas . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.3.3. Términos Semejantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.3.4. Eliminación de Paréntesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.4. Productos Algebraicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.4.1. Multiplicación de Monomios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.4.2. Multiplicación de Polinomio por Monomio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.4.3. Multiplicación de Polinomio por Polinomio . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.5. Mini Ensayo III, Expresiones del Álgebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4. Desarrollo Algebraico 45
4.1. Productos Notables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.1.1. Cuadrado de Binomio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.1.2. Suma por su Diferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.1.3. Cubo de Binomio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.1.4. Multiplicación de binomios con un término en común . . . . . . . . . . . 46
4.1.5. Binomio a una Potencia Natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.2. Factorización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.2.1. Factor Común . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.2.2. Factorización de Trinomios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.2.3. Factorización de Cubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.2.4. Diferencia de Cuadrados Perfectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.2.5. Completación de Cuadrados de Binomio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.3. Mini Ensayo IV, Factorización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5. Ecuaciones Algebraicas 55
5.1. Conceptos Básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.2. Ecuación de primer grado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.2.1. Resolución de ecuaciones de primer grado . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.2.2. Redacción de ecuaciones de primer grado . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.3. Ecuación de segundo grado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.3.1. Ecuación incompleta total . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.3.2. Ecuación incompleta binomial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.3.3. Ecuación general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.3.4. Propiedades de las raices de la ecuación de segundo grado . . . . . . . . . 60
5.4. Sistemas de Ecuaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.4.1. Resolución de Sistemas de Ecuaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.4.2. Sistemas de Ecuaciones de 3 incógnitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.4.3. Casos Especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
5.5. Mini Ensayo V, Ecuaciones Algebraicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
ii J Prueba de Selección Universitaria

Universidad de Chile ÍNDICE GENERAL
6. Ecuaciones no Algebraicas 75
6.1. Ecuación Exponencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6.1.1. Resolución de Ecuaciones Exponenciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6.2. Ecuación Logar´ıtmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.2.1. Significado de un Logaritmo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.2.2. Propiedades de los Logaritmos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.2.3. Resolución de Ecuaciones Logar´ıtmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.3. Aplicación de los Logaritmos a las ecuaciones exponenciales . . . . . . . . . . . . 79
6.4. Mini Ensayo VI, Ecuaciones no Algebraicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7. Inecuaciones 85
7.1. Intervalo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7.1.1. Intervalo Abierto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7.1.2. Intervalo Cerrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7.1.3. Intervalo Semi-Abierto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.2. Desigualdades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.2.1. Desigualdad Absoluta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.2.2. Desigualdad Condicionada o Inecuación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
7.3. Resolución de Inecuaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
7.4. Mini Ensayo VII, Desigualdades e Inecuaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
8. Funciones 93
8.1. El Concepto de Función . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
8.1.1. Funciones Inyectivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
8.1.2. Funciones Sobreyectivas o Epiyectivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
8.1.3. Funciones Biyectivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.1.4. Composición de Funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.1.5. La Función Inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.1.6. Funciones Crecientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.1.7. Funciones Decrecientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
8.1.8. Funciones Pares e Impares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
8.2. El Plano Cartesiano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
8.2.1. Determinación de un punto por sus coordenadas . . . . . . . . . . . . . . 97
8.2.2. Representación gráfica de las funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
8.3. Algunas Funciones Importantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
8.3.1. Función Lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
8.3.2. Función Af´ın y la Recta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
8.3.3. Un Poco de Geometr´ıa Anal´ıtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
8.3.4. Función Cuadrática y la Parábola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8.3.5. Función Valor Absoluto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
8.3.6. Función Parte Entera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
8.3.7. Función Exponencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
8.3.8. Función Logaritmo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.4. Mini Ensayo VIII, Funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
9. Geometr´ıa Plana 121
9.1. Conceptos Primitivos de la Geometr´ıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
9.1.1. Axiomas Principales de la Geometr´ıa Euclidiana . . . . . . . . . . . . . . 121
9.2. Ángulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
9.2.1. Clasificación de los Ángulos según su medida . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Matemática I iii

9.2.2. Clasificación de los Ángulos según su posición . . . . . . . . . . . . . . . . 122
9.2.3. Clasificación de los ángulos de acuerdo a la suma de sus medidas . . . . . 123
9.2.4. Ángulos formados por dos paralelas cortadas por una secante o transversal 123
9.3. Pol´ıgonos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
9.3.1. Pol´ıgono Regular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
9.4. Triángulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
9.4.1. Clasificación de los Triángulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
9.4.2. Altura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
9.4.3. Bisectriz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
9.4.4. Simetral o Mediatriz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
9.4.5. Transversal de Gravedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
9.4.6. Mediana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
9.4.7. Teorema de Pitágoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
9.5. Mini Ensayo IX, Ángulos y Triángulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
9.6. Cuadriláteros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
9.6.1. Paralelógramos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
9.6.2. Trapecios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
9.6.3. Trapezoides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
9.7. Mini Ensayo X, Cuadriláteros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
9.8. Circunferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
9.8.1. Posiciones Relativas a dos Circunferencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
9.9. Partes de la Circunferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
9.9.1. Teoremas Referentes a una Circunferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
9.9.2. Ángulos en la Circunferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
9.9.3. Teoremas Referentes a Ángulos en la Circunferencia . . . . . . . . . . . . 144
9.10. Mini Ensayo XI, Circunferencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
9.11. Áreas y Per´ımetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
9.11.1. Áreas y Per´ımetros de Figuras Planas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
9.11.2. Suma de Áreas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
9.11.3. Diferencia de ´ Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9.12. Mini Ensayo XII, Áreas y Per´ımetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
10.Geometr´ıa de Proporciones 157
10.1. Congruencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
10.1.1. Congruencia de Triángulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
10.1.2. Criterios de Congruencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
10.2. Semejanza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
10.2.1. Semejanza de Triángulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
10.2.2. Teorema fundamental para la existencia de Triángulos Semejantes . . . . 159
10.2.3. Criterios de Semejanza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
10.3. Teorema de Thales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
10.3.1. Aplicación al Teorema de Thales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
10.4. Teorema de Pitágoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
10.5. Teorema de Euclides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
10.5.1. Teorema de Euclides referente a una Altura . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
10.5.2. Teorema de Euclides referido a un Cateto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
10.6. Relación Métrica en la Circunferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
10.6.1. Teorema de las Cuerdas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
10.6.2. Teorema de las Secantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
iv J Prueba de Selección Universitaria

Universidad de Chile ÍNDICE GENERAL
10.6.3. Teorema de la Tangente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
10.7. Trigonometr´ıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
10.7.1. Triángulos Rectángulos Semejantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
10.7.2. Razónes Trigonométricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
10.7.3. Ángulos Importantes y sus razones trigonométricas . . . . . . . . . . . . . 164
10.7.4. Identidades Trigonométricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
10.7.5. Ecuaciones Trigonométricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
10.8. Mini Ensayo XIII, Geometr´ıa de Proporciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
11.Transformaciones Isométricas 175
11.1. Isometr´ıas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
11.1.1. La Traslación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
11.1.2. La Simetr´ıa o Reflexión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
11.1.3. La Rotación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
11.2. Teselaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
11.2.1. Teselación Regular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
11.2.2. Teselación Semi-regular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
11.3. Mini Ensayo XIV, Isometr´ıas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
12.Cuerpos Geométricos 183
12.1. Superficie y Volumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
12.2. Cuerpos de Revolución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
13.Probabilidad y Estad´ıstica 187
13.1. Probabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
13.1.1. Espacio Muestral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
13.1.2. Evento o Suceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
13.1.3. Probabilidad a Priori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
13.1.4. Probabilidad a Posteriori o Frecuencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
13.1.5. Ley Aditiva de las Probabilidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
13.1.6. Ley Multiplicativa de las Probabilidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
13.2. Estad´ıstica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
13.2.1. Algunos Conceptos Previos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
13.2.2. Medidas de Tendencia Central . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
13.2.3. Representación de los Datos Estad´ısticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
13.3. Mini Ensayo XV, Probabilidad y Estad´ıstica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
14.Permutaciones, Arreglos y Combinaciones 201
14.1. Permutaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
14.2. Arreglos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
14.3. Combinaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
15.Interés 205
15.1. Interés Simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
15.1.1. Deducción de la fórmula del interés simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
15.1.2. Resolución de ejercicios con interés simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
15.2. Interés Compuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
15.2.1. Deducción de la fórmula de interés compuesto . . . . . . . . . . . . . . . . 207
15.2.2. Resolución de ejercicios de interés compuesto . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Matemática I v

Solucionario de Mini Ensayos 211
Bibliograf´ıa 213
vi J Prueba de Selecci´on Universitaria

Universidad de Chile Presentación
L a Prueba de Selección Universitaria parte Matemática, es una
de las pruebas obligatorias aplicadas en el proceso de selección
a las Universidades llamadas tradicionales. Esta prueba permite
determinar el nivel de habilidad en el razonamiento matemático y
conocimientos que posee cada postulante a la educación superior y
si éstos son los adecuados para que prosiga en estudios superiores.
En particular, la PSU parte Matemática mide las capacidades
del postulante para reconocer los conceptos, principios, reglas y
propiedades de la matemática, identificar y aplicar métodos ma-tem
áticos en la resolución de problemas, analizar y evaluar in-formaci
ón matemática proveniente de otras ciencias y de la vida
cotidiana y por último analizar y evaluar las soluciones de un pro-blema
para fundamentar su pertinencia.
Para medir correctamente éstos procesos, el equipo técnico de
matemática del DEMRE elabora una prueba de 70 preguntas divi-dades
en 4 grandes ejes temáticos estudiados en la matemática de
enseñanza media. Las preguntas se subdividen aproximadamen-te
en 11 del primer eje temático Números y Proporcionalidad, 29
del segundo eje temático ´ Algebra y Funciones, 21 del tercer eje
temático Geometr´ıa y 9 del último eje temático Probabilidad y
Estad´ıstica.
El libro que tienes en tus manos contiene la mayor´ıa de los con-tenidos
que se evaluarán en la prueba, las materias se estudiarán
en su totalidad en las clases del preuniveristario, aprovecha éste
documento leyendo lo que corresponda antes de cada clase para
que ésta pueda ser más fluida y productiva sirviendo de comple-mento
a tus conocimientos.
Preuniveritario Popular
V´ıctor J ara
Los Autores
vii

Si tienes algún aporte o cr´ıtica sobre el contenido de éste libro, te
agradecemos comunicarlo a los correos,
pparedes@zeth.ciencias.uchile.cl
Pamela Paredes Nuñez
manramirez@zeth.ciencias.uchile.cl
Manuel Ram´ırez Panatt

Cap´ıtulo 1
Números
J unto con la historia de la humanidad, la historia de las matemáticas y la numeración a evolu-cionado
optimizándoce cada vez más. En muchas culturas distintas se realizó la numeración
de variados modos pero todos llegaban a una misma solución, definir una unidad y aumentarla
en conjunto con el conteo, y posteriormente, cuando ya exist´ıa una cantidad incómoda de repre-sentar
se involucraba un nuevo s´ımbolo que representaba a todas las unidades anteriores, a éste
último s´ımbolo se le conoce como base, y sin lugar a duda la base más usada ha sido la base de
10, como lo hace el sitema de numeración que ocupamos actualmente, aparentemente a causa
que tenemos 10 dedos y cada dedo representa una unidad y la manera más primitiva de contar.
Versión 1.0, Junio de 2007
1.1. Conjuntos
Cuando nos comunicamos en nuestra vida cotidiana y utilizamos el término “conjunto”,
seguramente nos estamos refiriendo a un grupo de objetos de alguna naturaleza determinada.
Bueno, en matemáticas esta expresión no está para nada alejada de lo que tu entiendes por
un conjunto, la diferencia radica en que los conjuntos que aprenderemos son aquellos que están
formados por nada más ni nada menos que números. Los números son elementos fundamentales
en el estudio de las matemáticas, ya que gracias a ellos se pueden precisar o determinar exacta-mente
respuestas a algunas de las preguntas del ser humano, es por esto que es tan importante
analizarlos, trabajarlos y lo que haremos en este cap´ıtulo, agruparlos.
1.1.1. Subconjuntos
Los subconjuntos son esencialmente conjuntos, pero el prefijo sub. que aparece delante nos
infiere que existe un conjunto más grande del que estamos hablando. Uno en el cual nuestro
subconjunto esta contenido. Por ejemplo; si queremos formar el conjunto formado por todas las
personas involucradas en nuestro preuniversitario, encontraremos en el a profesores, alumnos y
coordinadores, y un subconjunto de este ser´ıa el grupo de todos los profesores, ya que éstos por
si solos forman un conjunto, pero éste está contenido en el primer conjunto nombrado.
1.1.2. Representación
Para representar un conjunto cualquiera, generalmente se usa una l´ınea que encierra a un
grupo de cosas, las cuales, forman el conjunto. Una manera análoga es ordenarlos, separados de
comas y entre paréntesis de llave ({})1 esta última notación es la que utilizaremos frecuente-mente.
1Ejemplo de un conjunto A={a,b,c,d,e}
1

1. Números Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
1.1.3. Cardinalidad
Cuando queremos hablar de cantidades dentro de los conjuntos, o aclarar si un conjunto
es más grande o no que otro, introducimos un término que llamamos cardinalidad, la cual
representamos por el s´ımbolo #, ésta solo depende del número de objetos de nuestro conjunto.
Por ejemplo, la cardinalidad del conjunto de la figura 1.1 es 4.
Figura 1.1: Conjunto de objetos
1.2. Conjuntos Numéricos
Son todos aquellos conjuntos que están formados por números, éstos se dividen principal-mente
en:
1.2.1. Números Naturales
Los números naturales son los que normalmente ocupamos para contar, se representan por
el s´ımbolo N. Y sus elementos son:
N = {1, 2, 3, 4, . . .1}
Algunos subconjuntos de N son:
• Los números pares = {2, 4, 6, 8, 10, 12, . . .1}, éstos los podemos representar como
2n8 n 2 N
• Los números impares = {1, 3, 5, 7, 9, 11, . . .1}, los cuales los podemos representar
como (2n + 1) o (2n − 1)8 n 2 N
• Los números primos = {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, . . .1}, son todos aquellos números que
son divisibles solo por si mismos y por 1, excluyendo a éste último.
• Los números compuestos, Son todos aquellos que NO son primos.
• etc. . .
2 J Prueba de Selección Universitaria

Universidad de Chile 1.2. Conjuntos Numéricos
} Observa que . . .
† La cardinalidad de N es infinita.
† Este conjunto es “cerrado” bajo la suma y la multiplicación, es decir, para
todo par de números en N, su suma y su multiplicación también es un número
natural.
† Este conjunto NO es “cerrado” bajo la resta y la división, ya que para todo
par de números en N, su diferencia y división NO es necesariamente un número
natural.
† 2 es el único número par que es primo.
1.2.2. Números Cardinales
Cuando en el conjunto de los números naturales incluimos el 0, se denomina como Números
Cardinales, se representa por el s´ımbolo N0, y sus elementos son:
N0 = {0, 1, 2, 3, 4, . . .1}
Algunos subconjuntos de N0 son:
• Los números Naturales y todos los subconjuntos de éste.
• Los d´ıgitos; = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
1.2.3. Números Enteros
Es el conjunto formado por todos los números sin cifra decimal, es decir, los numeros natu-rales,
sus inversos aditivos2, y el neutro aditivo3.
Z = {−1. . . ,−3,−2,−1, 0, 1, 2, 3, . . .1}
Algunos subconjuntos de Z son:
• Los números Naturales.
• Los números Cardinales.
• etc. . .
} Observa que . . .
A diferencia de los números Naturales, este conjunto si es “cerrado” bajo la suma,
la resta y la multiplicación; es decir, para todo par de números enteros, su suma,
multiplicación y diferencia es siempre un número entero.
Pero como el mundo no es tan bello, éste conjunto no conserva a la división, ya
que una división entre dos números enteros no es necesariamente un número de Z
2Se dice que un número a tiene inverso aditivo, si existe un b tal que, a + b = 0, tal b es también conocido
como −a.
3Para cualquier número x existe un único que cumple que x+(ese único)= x, a ese número lo conocemos como
neutro aditivo, (también conocido como 0).
Matemática I 3

1.2.4. Números Racionales
Como te habrás dado cuenta en los conjuntos anteriormente mencionados, tenemos el pro-blema
de que sus elementos se pueden “escapar” facilmente de ellos, nos referimos a que basta
que dos números Naturales se resten (4 − 5, por ejemplo), para obtener algún número negativo
y entonces ya estaremos fuera de N, o para el caso de los enteros, basta que dos de ellos que no
sean divisibles entre si (−3 y 2, por ejemplo), se dividan y entonces ya no tendremos un número
entero.
Para resolver éste problema, existe el conjunto de los números Racionles, representados por
el s´ımbolo Q y que cumple que para cada par de números racionales, la suma, resta, división y
multiplicación (sin considerar al 0), es siempre un número de Q, a éste tipo de conjuntos se les
conoce como Cuerpo. Lo podemos representar como:
Q =

p
q

p, q 2 Z, q6= 0

Para cada elemento de éste cuerpo aparecen en el mismo, los llamados inversos multiplicati-vos,
que son aquellos que al multiplicarse por el elemento obtenemos el 1 (neutro multiplicativo).
Por ejemplo: 5 · 1
5 = 1, por lo tanto el inverso multiplicativo de 5 es 1
5 , o 3
4 · 4
3 = 1, por lo tanto
el inverso multiplicativo de 3
4 es 4
3 .
Existen distintas formas de expresar los elementos de este conjunto.
Forma Fraccionaria
Ésta forma nos expresa “porciones” de algún entero. En su estructura tenemos una l´ınea
fraccionaria, un numerador (número sobre la l´ınea fraccionaria), y un denominador (número
bajo la l´ınea fraccionaria). El denominador nos indica la cantidad de partes en que dividimos
un entero y el numerador nos muestra cuantas de ellas vamos a considerar.
Por ejemplo:
Figura 1.2: Representaciones Fraccionarias
En el primer caso dividimos un c´ırculo en 8 partes iguales, y de ellas ocupamos 3, lo cual
representamos por: 3
8 . Y en el segundo caso dividimos un rectángulo en 6 partes iguales, consi-derando
sólo 3 de ellas, lo cual representamos por: 3
6
Forma Mixta
Hay ocasiones en que el numerador de una fracción es mayor que el denominador. En éstas
situaciones dividimos el numerador por el denominador, del resultado de esta división consi-deramos
el cuociente como la parte entera, y el resto como numerador de la fracción que la
acompaña.
Por ejemplo:

Universidad de Chile 1.2. Conjuntos Numéricos
Consideremos la fracción 8
5 , entonces al efectuar la división se tiene.
8 ÷ 5 = 1
3.
Por lo tanto podemos escribir esta fracción como: 8
5 = 13
5 .
Forma Decimal
Toda fracción tiene su representación como número decimal, para obtenerlo basta dividir,
sin dejar resto, el numerador con el denominador.
Por ejemplo, consideremos la fracción 5
4 :
5 ÷ 4 = 1, 25
10
20
0.
Para pasar un número decimal a fracción existen 3 posibles casos:
1. Con Decimales Finitos
Es decir, cuándo las cifras decimales de un número son finitas, por ejemplo 4,376 es un
decimal finito pues tiene solo 3 d´ıgitos despues de la coma, pero 4,333333333333. . . con
infinitos 3, uno tras otro, no es un decimal finito pues tiene infinitos d´ıgitos despues de la
coma.
La manera de pasar este tipo de decimales a fracctión es simplemente escribir una fracción
cuyo númerador sea el mismo número pero sin coma, y cuyo denominador sea 10000. . .
con tantos ceros como d´ıgitos tiene el número despues de la coma, por ejemplo:
|5,{3z26}
3 d´ıgitos
= 5626
1000
2|,{3z2}
2 d´ıgitos
= 232
100
|1{,z3}
1 d´ıgitos
= 13
10
Esto es dibido a que cuando uno divide por 10, 100, 1000, etc, lo único que le sucede al
dividendo es que se corre la coma hacia la izquierda tantos espacios como ceros posee el
divisor.
2. Decimales Periódicos
Los decimales periódicos son aquellos en que los números despues de la coma se repiten
infinitamente sin alterar su orden, por ejemplo:
1,333333333333333. . . es un número decimal donde el 3 se repite infinitas veces des-pues
de la coma, este número lo escribiremos de la forma: 1, 3.
4,324324324324324324. . . es un número decimal donde el número 324 se repite infi-nitamente
despues de la coma, este número lo escribiremos de la forma: 4, 324
Matemática I 5

2,56565656723214569875. . . es un número cuyos decimales no tienen ninguna relación
por lo tanto se dice que NO es un decimal periódico.
La fracción que representa a estos decimales es aquella cuyo numerador es el número escrito
sin coma ni linea periódica menos la parte entera dividido por 9999. . . con tantos 9 como
decimales periódicos halla, por ejemplo:
1, 32 = 132−1
99 = 131
99
1, 586 = 1586−1
999 = 1585
999
6, 2 = 62−6
9 = 56
9
12, 432 = 12432−12
999 = 12420
999
3. Decimales Semieriódicos
Los decimales semiperiódicos son aquellos en que ahi cifras decimales que aparecen solo
una vez y las demás se repiten infinitamente, por ejemplo:
1,233333333333333. . . es un número decimal donde el 3 se repite infinitas veces des-pues
del 1, este número lo escribiremos de la forma: 1, 23.
3,3211111111111111111. . . es un número decimal donde el número 1 se repite infini-tamente
despues del 32, este número lo escribiremos de la forma: 3, 321
2,532323232323232323232. . . es un número decimal donde el número 32 se repite
infinitamente despues del 5, este número lo escribiremos de la forma: 2, 532
La fracción que representa a estos decimales es aquella cuyo numerador es el número
escrito sin coma ni linea periódica menos la parte no periódica del número, dividido por
9999. . . 0000. . . con tantos 9 como decimales periódicos halla y tantos ceros como d´ıgitos
no peródicos halla despues de la coma, por ejemplo:
1, 32 = 132−13
90 = 119
90
2, 561 = 2561−256
900 = 2305
900
6, 123 = 6123−61
990 = 6062
990
12, 06 = 1206−120
90 = 1086
90
Algunos subconjuntos de Q son:
• Los números Naturales, ya que todo número natural n lo podemos escribir como n
1 .
• Los números Cardinales.
• Los números Enteros ya que todo número entero z lo podemos escribir como z
1 .
• etc. . .
1.2.5. Números Irracionales
Es el conjunto de todos los números que no pertenecen al mundo de los racionales, es decir
no se pueden escribir como fracción ya que tienen infinitos decimales sin ninguna relación. Una
forma de enunciar sus elementos es:
I = { i | i62 Q}
Algunos elementos de éste conjunto son: , e,
p
2, etc . . .

Universidad de Chile 1.3. Operatoria con los números Reales
} Observa que . . .
Entre el conjunto de los números racionales y el de los irracionales no existe ningún
elemento en común.
Además, NO es un cuerpo, ya que sus elementos al sumarse, restarse, multiplicarse,
o dividirse pueden obtener un número racional, como por ejemplo;
p
p2
2
= 1, y 1 no es
un número irracional.
1.2.6. Números Reales
Es el conjunto que obtenemos entre la unión de todos los conjuntos que acabamos de ver,
pero como te habrás dado cuenta, en los números racionales están ya incluidos los naturales y
los enteros, entonces basta decir que:
R = Q [ I
En la figura 1.3 puedes observar gráficamente éste hecho.
Figura 1.3: Diagrama de los conjuntos numéricos básicos
1.3. Operatoria con los números Reales
1.3.1. Axiomas de Cuerpo
1. Conmutatividad:
Para todo a, b 2 R, se cumple que:
a + b = b + a y a · b = b · a
2. Asociatividad:
Para todo a, b y c 2 R, se cumple que:
a + (b + c) = (a + b) + c y a · (b · c) = (a · b) · c
3. Distributividad:
Para todo a, b y c 2 R, se cumple que:
a · (b + c) = a · b + a · c
Matemática I 7

1.3.2. M´ınimo Común Múltiplo
El m´ınimo común múltiplo (M.C.M), entre dos o más números reales es el número más
pequeño entre todos los múltiplos que tengan en común. Por ejemplo, para determinar el M.C.M
entre 4 y 6 veamos los conjuntos de sus múltiplos.
! Múltiplos de 4 = {4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, . . .}
! Múltiplos de 6 = {6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, . . .}
! Y la intersección entre éstos dos conjuntos es = {12, 24, 36, 48, . . .}
Luego, como el m´ınimo de éste último conjunto es 12, entpnces el M.C.M. entre 4 y 6 es 12.
Otra forma de determinar el M.C.M. es con la siguiente tabla:
4 6 ÷2
2 3 ÷2
1 3 ÷3
1
Donde se va dividiendo a los números hasta obtener el 1 para ambos, luego el M.C.M. será la
multiplicación entre los divisores usados.
De manera que obtenemos:
2 · 2 · 3 = 12
1.3.3. Máximo Común Divisor
Cuando nos referimos al divisor de un número real estamos hablando de un número que
divide exactamente (sin dejar resto) al número en cuestión. El máximo común divisor (M.C.D)
entre dos o más números reales es el divisor más grande que tienen en común. Por ejemplo,
busquemos el máximo común divisor entre 16 y 40, para ello necesitamos conocer los conjuntos
de sus respectivos divisores.
! Divisores de 16 = {1, 2, 4, 8, 16}
! Divisores de 40 = {1, 2, 4, 5, 8, 10, 20, 40}
! Y la intersección entre éstos dos conjuntos es = {1, 2, 4,8}
Por lo tanto el M.C.D. entre 16 y 40, es 8.
} Observa que . . .
El m´ınimo común múltiplo y el máximo común divisor entre dos o más números
enteros siempre existe, ya que en el peor de los casos el M.C.M será la multiplicación
entre ellos, y el M.C.D. será el 1.

1.3.4. Reglas de Multiplicidad y Divisibilidad
Para multiplicar o dividir números reales debes tener en cuenta que su signo (positivo o
negativo), importa mucho al momento de operarlos. Para esto siempre considera la siguiente
tabla:
+ · + = +
− · − = +
+ · − = −
− · + = −
O si te es más sencillo, considera la palabra “amigo” como positivo (+), y “enemigo” como
negativo (−), y recuerda que:
“El amigo de mi amigo es mi amigo”
“El enemigo de mi enemigo es mi amigo”
“El amigo de mi enemigo es mi enemigo”
“El enemigo de mi amigo es mi enemigo”
Además para que te sea más fácil la obtención de divisores o múltiplos comunes es bueno
tener presente que:
Todos los números son divisibles por 1.
Los números divisibles por 2, son todos aquellos cuyo último d´ıgito es par o 0.
Los números divisibles por 3, son todos aquellos que cumplen que la suma de sus d´ıgitos
es divisible por 3.
Los números divisibles por 4, son todos cuyos últimos dos d´ıgitos forman un número
divisible por 4.
Los números divisibles por 5, son todos aquellos que terminan en 5 o 0.
Los números divisibles por 6, son todos aquellos que son divisibles por 2 y por 3 al mismo
tiempo.
1.3.5. Orden Operatorio
Siempre al momento de desarrollar un ejercicio donde aparezcan sumas, restas, multiplica-ciones,
divisiones, potencias, etc, debes tener presente que existe una prioridad en el desarrollo
de éstas, es decir; hay operaciones que deben realizarse antes que otras para obtener el resultado
correcto. Éste orden es el siguiente:
1. Potencias.
2. Multiplicaciones y divisiones.
3. Sumas y restas.
Matemática I 9

Además si aparecen paréntesis dentro de algún ejercicio nos indicará que debemos realizar
primero las operaciones que están dentro de él.
Por ejemplo:
6 + 4 · (14 − 22 · 3) − 26 ÷ 2
Primero debemos realizar el paréntesis (la potencia, luego la multiplicación y después la
resta). Luego la multiplicación por 4 y la división 26 ÷ 2. Posteriormente terminamos con las
sumas y restas. Entonces se ver´ıa algo as´ı:
6 + 4 · (14 − 22 · 3) − 26 ÷ 2 = 6 + 4 · (14 − 4 · 3) − 26 ÷ 2
= 6 + 4 · (14 − 12) − 26 ÷ 2
= 6 + 4 · (2) − 26 ÷ 2
= 6 + 8 − 26 ÷ 2
= 6 + 8 − 13
= 14 − 13
= 1
| Actividad
Resuelve los siguientes ejercicios combinados:
1. −(2 + (3 · 3 + 5)) = 5. (6 · 2 · 3 − [2 · (−45) + 112]) =
2. (6 ÷ 3 − (1 + 2 · 3 − 1)) · 2 = 6. −h−[−(12 ÷ 4 + 5)]i + 1 =
3. −(65 − [2 − (10 ÷ 2)] + (5 · 3 ÷ 5)) = 7. −[−3 + 4 · 3 − 4 − (−5 + 2)] =
4. 5 · (10 + 3 · 3 + 48 ÷ 6 − 7) = 8. −(−(2 + 3) − (3 · 6 + 5) + 2) =
1.3.6. Operaciones con Fracciones
Multiplicación de Fracciones
Multiplicar fracciones es muy sencillo, basta multiplicar sus numeradores y éste será el nu-merador
del resultado, para el denominador se realiza el mismo procedimiento.
Veamos algunos ejemplos:
2 · 6
7 = 3·6
2·7 = 18
14
! 3
4 · 2 = 5·2
4·1 = 10
4
! 5
3 · 1
5 = 4·1
3·5 = 4
15
! 4
División de Fracciones
Dividir fracciones es un poco más complicado ya que debemos realizar lo que llamamos
una multiplicación cruzada, es decir; el numerador del resultado de una división será lo que
obtengamos de multiplicar el numerador del dividendo con el denominador del divisor, de la
misma forma el denominador del resultado será lo que obtengamos de multiplicar el denominador
del dividendo con el numerador del divisor.
Como lo anterior parece ser más complicado de lo que realmente es, también podemos “trans-formar”
la división en una multiplicación y realizar la operación de ‘esta forma que ya conocemos,
recuerda que dividir no es otra cosa que multiplicar por el inverso multiplicativo del divisor.

4 ÷ 2
3 = 5
4 · 3
2 = 15
8
! 5
5 ÷ 4 = 9
5 · 1
4 = 9
20
! 9
5 ÷ 1
3 = 6
5 · 3 = 18
5
! 6
Adición y Sustracción de Fracciones
Antes de continuar vamos a aclarar dos conceptos muy importantes al momento de sumar y
restar fracciones, la amplificación y la simplificación.
† Amplificar
Significa aumentar el numerador y el denominador de una fracción en la misma pro-porci
ón. Por ejemplo, amplifiquemos 2
3 por 5.
2
3
=
2
3 · 1 =
2
3 ·
5
5
=
10
15
Éstas dos fracciones son llamadas equivalentes, es dcir, representan la misma cantidad.
† Simplificar
Análogamente simplificar significa disminuir el numerador y el denominador de una
90 :
fracción (si es que se puede), en una misma proporción. Por ejemplo, simplifiquemos 150
150
90
=
15
9 ·
10
10
=
15
9 · 1 =
5
3 ·
3
3
=
5
3 · 1 =
5
3
En el proceso anterior primero simplificamos por 10 y luego por 3, obteniendo una
fracción irreducible (que no se puede simplificar).
Antes de realizar cualquier operación con fracciones es recomendable simplificar lo más
que se pueda.
Ahora, para sumar o restar fracciones tenemos dos casos: cuando tienen igual denominador
y cuando no.
Para el primer caso no existe gran problema ya que consiste simplemente en operar solo los
numeradores, dejando intacto al denominador. Por ejemplo:
5 + 7
5 = 2+7
5 = 9
5 = 14
5
! 2
7 − 9
7 = 6−9
7 = −3
7 = −3
7
En cambio para el segundo caso donde tenemos distintos denominadores debemos amplificar
! 6
cada una de las fracciones en juego de forma tal que obtengamos el mismo denominador en
ambas, el cual no será al azar, más bien será el m´ınimo común múltiplo entre los denominadores
de las fracciones. Por ejemplo:
4 + 7
6 = 5
4 · 3
3 + 7
6 · 2
2 = 15
12 + 14
12 = 15+14
12 = 29
12
En el ejemplo anterior primero encontramos el M.C.M entre 6 y 4, que es 12, luego buscamos
! 5
los números por los que deb´ıamos amplificar cada fracción para obtener este denominador en
ambas encontrando el 3 para la primera y el 2 para la segunda. Posteriormente obtuvimos una
suma entre fracciones de igual denominador que ya sabemos operar.
Otro ejemplo:
Matemática I 11

5 − 3
4 = 9
5 · 4
4 + 3
4 · 5
5 = 36
20 − 15
20 = 36−15
20 = 21
20
! 9
| Actividad
Suma o resta según corresponda las siguientes fracciones:
3 + 1
3 = 7. 3
2 + 7
9 + −8
4 =
1. 2
4 − 1
4 = 8. 6
11 + 1
2. 5
13
+12
=
2 + 4
3 = 9. 41
36 + 31
72 + 1 =
3. 7
4 + −2
6 = 10. 60
6 + 6
48 − 15
20 + 12
36 − 24
18 =
4. 9
4 − 5
4 + 2
4 = 11. m
n + n
m − m·n
n =
5. 1
5 − 1
3 + 4
3 = 12. 1
6. 6
1+12
+ 2
2+23
+ 3
3+34
=
1.3.7. Potenciación y Radicación
Potencias
Esencialmente una potencia nos representa una multiplicación por sigo mismo de un número
que llamamos “base”, tantas veces como lo indique otro número que llamamos “exponente”.
Propiedades
Consideremos a, b 2 R − {0} y m, n 2 Z
• a0 = 1
• a1 = a
• am · an = am+n
• a−n = 1
an
•
a
b
m = am
bm
•
a
b
−n =
b
a
n = bn
an
• am
an = am−n
• (an)m = an·m = am·n = (am)n
| Actividad
Utilizando las propiedades de las potencias, realiza los siguientes ejercicios:
1.
1
4
2
6.
2
3 · 1
5
−3
11.

12
5
4
16.
1
4 · 6
5 · 3
4
3
2.
2
3
2
7. (2 · 6)2 12.

42
3
3
17.
2
5 · 102
3
3.
6
5
−2
8.
2
3
−4
·
6
5 · 4
2
13.

31
3
6
18.
5
6 · 11
5 · 0,01
5
4.
10
5
−(−2)
9.
6·3
5
4
14.

11
2
8
19.

0,02 · 0,12 · 3
23
4
5.
2
10
3
10.
3
4
−2
3
15.

21
4
4
20.
8
3
3
2

Raices
Las raices son casos más generales de las potencias, ya que corresponden a una potencia,
pero de ´ındice racional.
Decimos que una ra´ız n-ésima de un número a es b, si y solo si la n-ésima potencia de b es
a,es decir:
Propiedades
Consideremos a, b 2 R − {0} y m, n 2 Z
• n p
am = am/n , con ésta propiedad podemos generalizar las mismas propiedades
de las potencias a las raices.
• n p
a · n p
b = n p
a · b
•
n p
a
n p
b
= n p
a
b
• n p
p
a = n·m
m
p
a
• a · n p
b = n p
an · b
| Actividad
Utilizando las propiedades de las raices, realiza los siguientes ejercicios:
1.
q
p
4 · 16 6. 9
−
56
4
0
11. 3 p
8 · 27 · 216
2.
q 64
p
9 · 16 · 25 7. 8
9
4
12.
p
28 · 36
3. 3 p
8 · 64 8.
81
36 · 25
2
4 13. 3 p
2 · 32
q
4. 3
27
125 9. 3 p
−27 · 721 14.
p
5 · 3 p
32
q
5. 3
−1
8 · 27
1 10. 5 p
−32 · 243 ÷ 1024 15. 3 p
p
64
1.3.8. Notación Cient´ıfica
La notación cient´ıfica es una herramienta que ocupamos para poder escribir números dema-siado
pequeños o demasiado grandes con el fin de reducir espacio en su escritura.
Por ejemplo, 5.000.000.000.000.000.000.000, es un número bastante grande, por lo que apren-deremos
que podemos escribir éste número como 5 × 1021, cuya notación es claramente más
eficiente.
Potencias de 10
Son aquellas potencias que tienen base igual a 10, y exponente entero. Son potencias de la
forma:
10n 8 n 2 Z
Matemática I 13

Estas potencias cuando el exponente es positivo, nos indica la cantidad de ceros que vamos
a poner a la derecha del número 1. De la misma forma para los enteros negativos nos indicará la
cantidad de ceros que vamos a poner a la izquierda del 1. Es decir:
100 = 1 10−1 = 0, 1
101 = 10 10−2 = 0, 01
102 = 100 10−3 = 0, 001
103 = 1000 10−4 = 0, 0001
104 = 10000 10−5 = 0, 00001
...
...
De esta forma podemos expresar las unidades, decenas, centenas, milésimas, decenas de
milésimas, etc . . .. Reemplazando por éstas potencias de 10 se tiene por ejemplo:
! 5000 = 5 unidades de mil = 5 · |10{z00}
3 ceros
= 5 · 103
! 20000 = 2 decenas de mil = 2 · |10{0z00}
4 ceros
= 2 · 104
! 300000000 = 3 centésimas de millonésima = 3 · |1000{0z0000}
8 ceros
= 3 · 108
As´ı podemos ver que este tipo de escritura nos puede ser de mucha utilidad cuando desee-mos
expresar números excesivamente grandes. Pero también utilizando exponentes negativos
podemos obtener el mismo resultado, esta vez con números pequeños. Por ejemplo:
! 0,0000000005 = 5 · 0|,0000{0z00001}
10 ceros
= 5 · 10−10
Descomposición de números con potencias de 10
También podemos ocupar a las potencias de diez para descomponer números, ya que como
cuando lo hac´ıamos en enseñanza básica, los números los podemos separar en una suma de
unidades, decenas, centenas, etc. . ., y las potencias de base diez son precisamente eso. Por
ejemplo:
4580403 = 4000000 + 500000 + 80000 + 400 + 3
= 4 · 1000000 + 5 · 100000 + 8 · 10000 + 4 · 100 + 3 · 1
= 4 · 106 + 5 · 105 + 8 · 104 + 4 · 102 + 3 · 100
256,4 = 200 + 50 + 6 + 0,4
= 2 · 100 + 5 · 10 + 6 · 1 + 4 · 0,1
= 2 · 102 + 5 · 101 + 6 · 100 + 4 · 10−1
Ahora; llamamos espec´ıficamente notación cient´ıfica cuando escribimos cualquier número
representado por un número, con un solo d´ıgito antes de la coma, multiplicado por una potencia
de diez. Este d´ıgito es el primero del valor original, por ejemplo:
Escribamos el número 65.300.000 con notación cient´ıfica, entonces tenemos que escribir un
número de un solo d´ıgito antes de la coma que multiplicado por alguna potencia de diez resulte

Universidad de Chile 1.4. Mini Ensayo I, Números
65.300.000. Dicha potencia de diez resulta tener el exponente igual a la cantidad de espacios que
vamos a correr la coma.
Entonces:
! 6|5.30{0z.000}
7 espacios
= 6,53 × 107
Otros ejemplos:
! 4|.568{z.000}
6 espacios
= 4,568 × 106
! 1|2.05{0z.000}
7 espacios
= 1,205 × 107
! 0, |00{z03}
2 = 3,2 × 10−4
4 espacios
! 0,|0000000{z0000006}
15 espacios
1 = 6,1 × 10−15
| Actividad
1. Escribe los siguientes valores con notación cient´ıfica:
1. 0,00001 = 6. 0,00000639 =
2. 0,0000000000235 = 7. 0,000000001001 =
3. 125.230= 8. 123.200.000=
4. 1.235.300= 9. 998.000.000.000.000.000.000=
5. 85.325.000.000= 10. 0,0000000000000000009 =
2. Escribe los siguientes números como decimales sin notación cient´ıfica:
1. 1, 2 × 102 = 5. 6, 022 × 1023 =
2. 3, 456 × 106 = 6. 1, 62×−32 =
3. 1, 56 × 10−3 = 7. 2, 99 × 108 =
4. 9, 99 × 109 8. 5, 99 × 10−28 =
1.4. Mini Ensayo I
Números
1. 3 + 2 · 4 − (−1)2 =
a) 21
b) 19
c) 12
d) 10
e) Otro valor
2. Un número entero p se compone de dos d´ıgitos que son de izquierda a derecha a y b
respectivamente, entonces el inverso aditivo de p es:
Matemática I 15

a) 10a + b
b) −10a + b
c) 10b + a
d) −10a − b
e) −10b − a
3. Si a es un número natural y b un número cardinal, entonces puede darse que:
a) a + b = 0
b) a ÷ b = 0
c) b ÷ a = 0
d) a + b2 = b
e) ba + 1 = 0
4. Si m y n son números naturales impares, entonces es (son) siempre un número par:
I. m + n
II. m − n
III. m · n
IV. m + 1
a) Solo I
b) Solo II y IV
c) Solo I y IV
d) Solo III y IV
e) I, II y IV
5. Si se divide el m´ınimo común múltiplo por el máximo común divisor entre los números 30,
54, 18 y 12; se obtiene:
a) 5
b) 15
c) 30
d) 45
e) 90
6. Si a, b y c son respectivamente los tres primeros números primos, entonces a + b + c =
a) 6
b) 10
c) 15
d) 17
e) 30

7. ¿Cuántos elementos en común tiene el conjunto de los divisores de 18 y 16?
a) Ninguno
b) 1
c) 2
d) 3
e) 4
8. Si se duplica la expresión 24 se obtiene:
a) 25
b) 28
c) 42
d) 45
e) 46
9. Si n es un número tal que n 2 Z, entonces ¿cuál(es) de las siguientes expresiones repre-senta(
n) tres números pares consecutivos?
I. 2n, 2n + 1, 2n + 2
II. 4n, 4n + 2, 4n + 4
III. 2n − 4, 2n − 2, 2n
a) Solo III
b) I y II
c) I y III
d) II y III
e) Todas
10. Sea el conjunto A ={1,2,5,8,9,11}, entonces la cantidad de elementos que existen entre la
intersección de A con el conjunto de los números primos es:
a) 2
b) 3
c) 4
d) 5
e) 6
11. Se define (a, b) (c, d) = (ad + bc, ab − cd), entonces (2, 1) (3, 2) =
a) (3,1)
b) (7,5)
c) (8,4)
d) (8,−4)
e) (7,−4)
Matemática I 17

12. El séxtuplo del número par consecutivo de 8 es:
a) 16
b) 36
c) 48
d) 60
e) 80
13. Si a 2 Z y b 2 N, entonces el conjunto mas pequeño al que pertenece siempre a
b es:
a) R
b) I
c) Z
d) Q
e) N
14. 3 p
−8 + 2 · 140 =
a) 4
b) 3
c) 2
d) 1
e) 0
15. 5.432 es equivalente con:
a) 5 · 100 + 4 · 101 + 3 · 102 + 2
b) 5 · 104 + 4 · 103 + 3 · 102 + 2 · 101
c) 5 · 103 + 4 · 102 + 3 · 101 + 2 · 10
d) 5 · 102 + 4 · 101 + 3 · 102 + 2
e) 5 · 103 + 4 · 102 + 3 · 101 + 2 · 100
16. ¿Cuál de las siguientes expresiones NO es racional?
a) 3/0
b) 2/6
c) 0,3
d) 5
3
e) −1
−(−5)
17. Al amplificar por 2 el racional 3
4 resulta:
a) 6
8
b) 3/8
c) 6
4

d) 3,2
e) 3
2
p da como resultado p
5 .
18. Que número dividido por 5
a) p2
5
b) p
5
c) 5
p
d)
p
5
2
e) 1
19. Al ordenar los números 8, 1/6, 4, 3/4, 5, 1/2, 7, 1/9 en forma decreciente, el quinto término
es:
a) 1/9
b) 5
c) 1/2
d) 4
e) 3/4
20. Si a = 1/2 y b = 1/3, entonces 1
a+b =
a) 1/2
b) 6/5
c) 1/6
d) 6
e) 5
21. 11 + 22 + 33 =
a) 25
b) 26
c) 35
d) 39
e) 66
22. Si a la mitad de la unidad se le resta la unidad se obtiene:
a) 0
b) −3
2
c) −1
2
d) 3
2
e) 1
2
26 en un entero?
23. ¿Cuántas veces esta contenida la quinta parte de 13
Matemática I 19

a) 0,1
b) 0,5
c) 2,5
d) 5
e) 10
24. Si m = 4 · 1/3, p = 8 · 1/6 y q = 6 · 1/8, entonces ¿cu´al de las siguientes relaciones es
verdadera?
a) m p
b) q m
c) p m
d) q p
e) m q

Cap´ıtulo 2
Proporcionalidad
E n el mundo que nos rodea existe una disposicion ármoniosa en su estructura, cosas que a
simple vista y con un consenso comun ńos parecen bellas, esto es debido a que la naturaleza
en general es ordenada, en ciertos aspectos a causa de proporciones que la rigen. Por ejemplo el
muy conocido esquema del cuerpo humano de Leonardo Da Vinci esta basado en una proporción.
En el presente cap´ıtulo aprenderás los conceptos básicos de las razones y las proporciones, de
forma que también puedas aprender, de paso, a deleitarte con la belleza gracias a la armon´ıa
impl´ıcita en la naturaleza.
Versión 1.0, Julio de 2007
2.1. Razones
La razón es un objeto matemático que utilizamos para comparar dos cantidades cualesquiera
para poder establecer una caracter´ıstica que las relacione, en particular ambas cantidades las
podemos comparar principalmente de dos formas; a través de su diferencia (razón aritmética),
y a través de su cuociente (razón geométrica):
2.1.1. Razón Aritmética
La razón aritmética es una forma de comparar dos cantidades en las cuales consideramos
cuanto exede una de la otra, es decir, encontrando su diferencia.
Este tipo de razón la podemos escribir de dos modos; separando ambas cantidades a comparar
con un signo menos (−), o con un punto(.). De esta forma la razón aritmética entre un par de
números a y b, es: a − b ó a.b, y se lee a es a b.
El primer término de una razón aritmética se denomina antecedente, mientras que el se-gundo
consecuente.
Ejemplo :
Un padre quiere repartir la mesada correspondiente a sus dos hijos, pero al fin del mes uno
de ellos se portó mal, por lo cual lo va a castigar dándole $6.000 menos que a su hermano.
Si dispone de $20.000 a repartir. ¿Cuánto le corresponde a cada uno?.
Respuesta :
Para resolver este y todos los otros problemas de este tipo existe un método bastante sencillo
a utilizar. Consiste en dividir el intervalo en dos partes iguales (en este caso $20.000 : 2 =
21

2. Proporcionalidad Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
$10.000), e incorporar a cada parte la mitad de la diferencia que existe entre el antecedente y el
consecuente de la razón, es decir $3.000 para cada lado en este caso, por lo tanto tenemos que:
Figura 2.1: División por Razón Aritmética
Luego, resulta ser la cantidad que aparece gris en la figura 2.1 la que le corresponde al hijo
que se portó bien, $13.000, y el resto es para el mal hijo, $7.000.
2.1.2. Razón Geométrica
Cada vez que se habla de razón en realidad se quiere hacer referencia a una razón geométrica.
La razón geométrica entre dos cantidades a y b es la comparación por cuociente entre ambas,
es decir, la división entre ellas. Este tipo de razón la podemos representar de dos formas; a través
de un signo de división (÷ o :), o expresada en forma fraccionaria. De ambas formas se lee a es
a b.
Al igual que la razón aritmética el primer término se denomina antecedente y el segundo
consecuente.
El tratamiento de las razones geométricas es similar al de las fracciones, es decir, se suman,
restan, multiplican, dividen, simplifican y amplifican de la misma forma.
Ahora; ¿a qué nos referimos espec´ıficamente cuando decimos 3 es a 5? por ejemplo. Bueno,
la respuesta es muy sencilla, quiere decir que cada vez que tengamos 3 partes del antecendente
tendremos 5 del consecuente, y en conjunto formamos 8 partes.
Ejemplo :
Al siguiente mes, el mismo padre del ejemplo anterior tiene el mismo problema, uno de
sus hijos se ha portado mal, por lo que quiere darle menos mesada que a su hermano, pero
esta vez quiere que cada $3 del hermano que se portó bien, el otro reciba solo $2, es decir
quiere repartir el dinero a razón de 3 es a 2. Si dispone nuevamente de $20.000, ¿Cuánto
dinero le corresponderá a cada uno?.
Respuesta :
Para este tipo de problemas te recomendamos utilizar el siguiente método; el entero que se va
a repartir (en este caso $20.000), div´ıdelo en el total de partes más conveniente para repartirse,
la cual siempre resulta ser la suma entre el antecedente y el consecuente de la razón geométrica,
es decir, en este caso debes dividir $20.000 en 5 partes igules, ya que 3+2 = 5, y luego 3 de esas

Universidad de Chile 2.2. Proporciones
partes le corresponderán al antecedente (hijo que se portó bien), y las otras 2 al consecuente
(hijo que se portó mal).
Observa el siguiente diagrama:
Figura 2.2: División por Razón Geométrica
Donde la parte gris es la que le corresponde al hijo que hizo todas sus obligaciones. Obvia-mente
esta división del dinero que eligió su padre para castigarlo le conviene mas al mal hijo
que la anterior. Claro que esto no quiere decir que siempre sea as´ı, haz de ejercicio los mismos
dos ejemplos pero que el padre disponga solo de $10.000 para repartir y te podrás dar cuenta.
Otro ejemplo :
Los ángulos de un triángulo están a razón de 1 : 2 : 3 (recuerda que esto se lee; uno es
a dos es a tres), Sabiendo que la suma de los ángulos interiores de un triángulo es 180
grados. ¿Cuánto miden sus ángulos?.
Respuesta :
Sabiendo que la suma de los ángulos interiores del triángulo es 180, debemos dividir 180
grados en 6 partes, ya que entre las partes que le corresponden al primero, al segundo y al
tercero suman 6.
180 ÷ 6 = 30
Entonces; cada parte resulta ser de 30 grados, por lo tanto los ángulo son:
! Al primero le corresponde una parte, es decir 1 · 30 = 30
! Al segundo le corresponden dos partes, es decir 2 · 30 = 60
! Al tercero le corresponden tres partes, es decir 3 · 30 = 90
2.2. Proporciones
Una proporción es una igualdad entre dos razones equivalentes.1
1Dos razones aritméticas son equivalentes si la diferencia entre sus antecedentes y consecuentes son respecti-vamente
iguales.
Dos razones geométricas son equivalentes si el cuociente entre sus antecedentes y consecuentes son respectiva-mente
iguales
Matemática I 23

2.2.1. Proporción Aritmética
Es la igualación de dos razones aritméticas equivalentes. A la diferencia entre las razones
involucradas se la llama constante de proporcionalidad aritmética.
Este tipo de proporción no es particularmente importante, es por esto que no le dedicaremos
más páginas de estudio.
2.2.2. Proporción Geométrica
Una proporción geométrica (o simplemente proporción), es la igualación de dos razones
geométricas equivalentes. En una proporción podemos distinguir sus partes por distintos nom-bres,
están los extremos, que son el antecedente de la primera razón y el consecuente de la
segunda, y los medios, que son el consecuente de la primera razón y el antecedente de la segun-da.
Otra forma, además de la equivalencia entre razones, de comprobar si una proporción real-mente
lo es, es verificar que el producto entre los extremos sea igual al producto entre los medios
es decir:
a : b = c : d , a · d = b · c
Ejemplos :
3 : 2 = 9 : 6 es una proporción, pues 3 · 6 = 2 · 9
4 : 3 = 5 : 2 NO es una proporción, pues 4 · 26= 3 · 5
Con esta última propiedad podemos resolver ejercicios para determinar algunos de los ele-mentos
de una proporción. Por ejemplo:
Dada la proporción 7 : 3 = 21 : x, determinemos el valor de x utilizando la igualación
entre el producto de medios y extremos:
7 : 3 = 21 : x ) 7 · x = 3 · 21 ) 7 ·
1
7 · x = 3 · 21 ·
1
7
) 1 · x =
3 · 21
7
) x = 9
| Actividad
Encuentra el término que falta en las siguientes proporciones:
1. 3 : 5 = 4 : x 6. 144
56 = x
14 11. 4
x = x
36
2. 2 : x = 5 : 10 7. 3 : x = x : 12 12. 12
3 = x
12
9 = x
18 8. x : 16 = 4 : x 13. x
9 = 1
x
3. 5
4. 9 : 25 = x : 5 9. 9
345 = 3
x 14. 3
9 = 9
x
41 = x
123 10. 72 : 9 = 24 : x 15. x : 8 = 32 : x
5. 23

2.2.3. Proporcionalidad Directa
Hasta ahora solo hemos trabajado con este tipo de proporcionalidades, ya que dos magnitudes
son directamente proporcionales si multiplicando o dividiendo una de ellas por un número la
otra queda multiplicada o dividida por el mismo número, que es precisamente el caso de las
proporciones que hemos visto.
También decimos que dos cantidades a y b son directamente proporcionales si su cuociente
es constante, es decir:
a
b
= k, Con k constante
Ejemplo :
Si para comprar dos kilogramos de pan necesitas $1.300, ¿Cuánto dinero necesitas para
comprar 5 kilogramos de pan?
Respuesta :
Nos podemos dar cuenta que el ejemplo es sobre una proporcionalidad directa ya que si
aumenta la cantidad de kilogramos de pan, entonces aumenta el dinero. Por lo tanto se debe
cumplir que:
Dinero
Kilos
= k )
$1.300
2
= x
5
) 2 · x = 5 · $1.300
) x =
$6.500
2
= $3.250
Y as´ı puedes verificar que para cualquier cantidad de kilos de pan con el dinero que necesites
para comprarlo tendrán un cuociente constante. En este caso ese cuociente (k) es igual a 1,300 :
2 = 650.
Una forma de representar dos cantidades que son directamente proporcionales es a través
de un gráfico, grafiquemos el mismo ejemplo anterior, es decir, unamos los puntos 2 con 1300, 4
con 2600, 6 con 3900, etc.
Siempre dos cantidades directamente proporcionales al ser graficadas representarán una recta
que pasa por el (0,0) u origen.
Matemática I 25

2.2.4. Proporcionalidad Inversa
Dos cantidades tienen proporcionalidad inversa si al multiplicar una de ellas por un número
la otra queda dividida por ese mismo número y viceversa. También decimos que dos magnitudes
a y b son inversamente proporcionales si su producto es constante, es decir:
a · b = k, Con k constante
Ejemplo :
2 trabajadores se demoran 24 horas en pintar una casa, ¿Cuánto se demorarán 6 trabaja-dores?
Respuesta :
Nos podemos dar cuenta que el ejemplo es sobre una proporcionalidad inversa debido a que
si aumenta una de las magnitudes la otra disminuye ( si hay más trabajadores se demoran menos
tiempo), por lo tanto se debe cumplir que:
Trabajadores · Horas = k ) 2 · 24 = 6 · x
)
48
6
= x
) x = 8 horas.
Una forma de representar dos cantidades que son inversamente proporcionales es a través de
un gráfico, grafiquemos el mismo ejemplo anterior, es decir, unamos los puntos cuyo producto
es 48 (pues 48 es la constante k de el ejemplo), entre ellos estan, 1 con 48, 2 con 24, 3 con 16, 8
con 6 y 6 con 8.
2.2.5. Proporcionalidad Compuesta
Hasta ahora solo hemos visto casos con dos variables, sin embargo puede pasar que las
variables en juego para una proporción sean mas de dos, lo que provoca que la forma de analizar
el problema sea un poco más complicada.
Ejemplo :
Si 10 vacas comen 30 kilos de pasto en 20 d´ıas, ¿Cuántos kilos de pasto comerán 15 vacas
en 10 d´ıas?.

Respuesta :
Como puedes ver las variables en juego son ahora tres, el número de vacas, la cantidad de
kilos de pasto y el número de d´ıas. Para comenzar es bueno esquematizar el problema como
sigue:
Vacas Kilos D´ıas
10 ! 30 ! 20
15 ! x ! 10
Para resolver este tipo de ejercicios te recomendamos utilizar el siguiente método.
Iguala una de las columnas procurando hacer la corrección sobre las variables de la fila que
corregiste, esto quiere decir si por ejemplo queremos igualar el número de d´ıas, o aumentamos
al doble las vacas, o aumentamos al doble los kilos de pasto, ya que si 15 vacas comen x kilos
en 10 d´ıas, entonces 15 vacas comerán 2 · x kilos en 20 d´ıas (el doble de comida en el doble de
tiempo), luego la proporción la podemos cambiar por:
Vacas Kilos D´ıas
10 ! 30 ! 20
15 ! 2x ! 20
Luego, cuando tenemos una columna igualada ese valor pasa a ser un dato más del problema,
ya que no existe diferencia entre una situación y la otra. Entonces ahora la pregunta es:
¿Si 10 vacas comen 30 kilos de pasto, ¿Cuántos kilos de pasto comerán 15 vacas?.
Vacas Kilos
10 ! 30
15 ! 2x
Simplemente eliminamos la columna que coincid´ıa. Y nos queda una proporción de dos
magnitudes, que es directamente proporcional (mientras más vacas, más pasto comen), y que ya
sabemos resolver.
10 · 2x = 30 · 15
20x = 450
x =
45
2
x = 22,5 kilos
Otro ejemplo :
8 obreros trabajan 18 d´ıas para poner 16 metros cuadrados de cerámica, ¿Cuántos metros
cuadrados de cerámica pondrán 10 obreros si trabajan 9 d´ıas?.
Respuesta :
El esquema del problema es algo como:
Obreros D´ıas Metros cuadrados
8 ! 18 ! 16
10 ! 9 ! x
Matemática I 27

De la misma forma que en el ejemplo anterior, igualamos una de las columnas. Como la
más sencilla resulta ser la columna de los d´ıas, entonces nos preguntamos, ¿Cuántos obreros se
necesitan para hacer el mismo trabajo en el doble de d´ıas?, claramente la respuesta es la mitad,
ya que si hay menos obreros, se demoran más d´ıas (proporcionalidad inversa), por lo tanto el
esquema nos quedará de la forma:
Obreros Metros cuadrados
8 ! 16
5 ! x
Ahora vemos que nos queda una proporción directa (a más obreros, más metros cuadrados),
y resolvemos como ya sabemos:
8 · x = 16 · 5
x =
80
8
x = 10 m2
| Actividad
1. Proporción Directa:
a) Si 5 pantalones cuestan $60.000, ¿cuánto costarán 8 pantalones?. (R. $96.000)
b) Si un veh´ıculo se mantiene con velocidad constante de 60 m/s, ¿cuántos metros
recorrerá en un minuto?. (R. 3.600 m)
c) Una persona a cierta hora del d´ıa da una sombra de 3 m, si un árbol de 4 m de
altura da una sombra de 6 m, ¿cuánto mide la persona?. (R. 2 m)
d) Si los niños y las niñas de un curso están a razón de 3 : 4 respectivamente,
¿cuántas niñas hay si el curso es de 35 personas?. (R. 20 niñas)
2. Proporción Inversa:
a) Si 2 personas realizan un trabajo en 5 horas, ¿cuánto tiempo demoran 5 perso-nas?.
(R. 2 horas)
b) Si un veh´ıculo a una velocidad de 70 Km/hr se demora 3 horas en llegar de
la ciudad A a la ciudad B, ¿a qué velocidad debe desplazarse para demorarse 2
horas entre ambas ciudades?. (R. 105 Km/hr)
c) Si 5 personas se comen 100 completos en 35 minutos, ¿cuánto demorarán 7
personas en comer la misma cantidad?. (R. 25 minutos)
d) Un artesano hace 10 tazas de cerámica por hora, ¿cuánto se demorarán 3 arte-sanos
en hacer la misma cantidad de tasas?. (R. 20 minutos)
3. Proporción Compuesta
a) Si tres personas arman un rompecabezas en 24 horas, ¿cuántos rompecabezas
armarán 36 personas en 48 horas?. (R. 24 rompecabezas)
b) 5 trabajadores construyen una muralla en 6 horas, ¿cuántos trabajadores se
necesitan para contruir 8 murallas en solo un d´ıa?. (R. 10 trabajadores)

Universidad de Chile 2.3. Porcentaje
2.3. Porcentaje
En la vida cotidiana siempre nos encontramos con expresiones como “Liquidatodo, hasta un
70% de dscto”, “Con un interés del 0,01 %”, “Mata el 99,9% de los gérmenes y bacterias”, etc.
Bueno para que tengas aún más claro el significado de éstas expresiones, veremos el significado
matemático del tanto por ciento.
Cuando hablamos de porcentaje, no nos referimos a otra cosa que a una razón, pero una muy
especial, es una razón cuyo consecuente es 100, es decir x% = x/100, por lo tanto el tratamiento
que se haga con un porcentaje es el mismo que con una razón.
Cuando queremos buscar el tanto por ciento de una cantidad solo debemos formar la pro-porci
ón geométrica y directa entre la cantidad y la incógnita versus el porcentaje. As´ı se tiene:
El a% de b lo obtenemos resolviendo la siguiente proporción:
?
b
= a
100 )? = b ·
a
100
= b · a
100
Por lo tanto tenemos que siempre el a% de b es:
b · a
100
= b · a%
El 30% de 60 se obtiene de la forma:
? = 60 · 30% = 60 ·
30
100
= 6 · 3 = 18
Por lo tanto, el 30% de 60 es 18.
El 15% de 80 se obtiene de la forma:
? = 80 · 15% = 80 ·
15
100
= 8 · 1,5 = 12
Por lo tanto, el 15% de 80 es 12.
2.3.1. Porcentaje de una Cantidad
Cuando queremos determinar el porcentaje que una cantidad A es de otra B, debemos
considerar una proporción donde el antecedente de la primera razón sea A y el consecuente B,
y en la segunda razón el antecedente es la incógnita mientras que el consecuente es 100. Por
ejemplo:
Si queremos conocer que porcentaje es 36 de 40. Entonces debemos decir 36 es a 40 como
x es a 100, ésto escrito matemáticamente se ve como:
36
40
= x
100
ó 36 : 40 = x : 100
Resolviendo como ya sabemos hacerlo:
40·x = 36·100 ) x =
3600
40 ) x =
360
4 ) x = 90 ) 36 es el 90% de 40
Matemática I 29

| Actividad
I. Ubica el 20%, el 30% y el 40% de:
1. 100 4. 60 7. 10 10. 1.000
2. 90 5. 50 8. 12,5 11. 956
3. 80 6. 45 9. 54.800 12. 831
II. Que porcentaje es la primera cantidad de la segunda:
1. 30 de 90 4. 20 de 680 7. 55 de 330 10. 35 de 70
2. 45 de 360 5. 68 de 300 8. 364 de 4 11. 956 de 478
3. 1 de 200 6. 23 de 89 9. 96 de 32 12. 45693 de 458
2.3.2. Porcentaje de un Porcentaje
Muchas veces habrás escuchado en una liquidación “40% de descuento, más un 20% adicio-nal”,
ante esta estupenda promoción la mayor´ıa de la gente cree que le están dando un 60% de
descuento en total. Como veremos a continuación este pensamiento esta completamente erróneo
ya que cuando se dice “un 20% adicional” se hace referencia a un descuento sobre la cantidad
ya descontada, lo que resulta ser menor al 20% de la suma original.
Veamos un ejemplo :
Un abrigo cuesta originalmente $60.000. Si tiene un descuento de un 40% y luego al pagar
con tarjeta de crédito, le descuentan un 20% adicional. ¿Qué valor debe cancelar una
persona que lo compra con tarjeta de crédito?.
Respuesta :
Primero debemos calcular el primer descuento. Es decir:
$60.000 · 40% = $60.000 ·
40
100
= $6.000 · 4 = $24.000 de descuento
Esto quiere decir que el abrigono cuesta $60.000 − $24.000 = $36.000. Luego, como pagamos
con tarjeta de crédito nos dan de nuevo un descuento de:
$36.000 · 20% = $36.000 ·
20
100
= $3.600 · 2 = $7.200 de descuento adicional
Es decir, el abrigo nos sale por: $36.000 − $7.200 = $28.800
Ahora comparemos el precio si es que hubieramos considerado un descuento de 40% + 20%
= 60 %.
$60.000 · 60% = $60.000 ·
60
100
= $6.000 · 6 = $3.600 de descuento
Es decir, el abrigo nos saldr´ıa por una cantidad de $60.000 - $36.000 = $24.000, que clara-mente
es distinto a la suma anterior de $28.800 que es lo que sale realmente el abrigo. Por lo
tanto, que no te hagan tonto, te descuentas menos de lo que parece.
Más en general, para poder determinar el porcentaje del porcentaje de una cantidad sim-plemente
se vuelve a multiplicar por el siguiente porcentaje. En el caso anterior, como 40% y

Universidad de Chile 2.4. Mini Ensayo II, Proporcionalidad
20% son descuentos (lo que quiere decir que cancelas 60% con el primer descuento y 80% con
el segundo), entonces el ejercicio se debió efectuar de la forma:
$60.000 ·
60
100 ·
80
100
= $600 · 6 · 8 = $3.600 · 8 = $28.800
Otros ejemplos :
El 25% del 80% de 200 es:
200 · 80% · 25% = 200 ·
80
100 ·
25
100
= 200 ·
4
5 ·
1
4
=
200
5
= 40
El 60% del 30% de 90 es:
90 · 30% · 60% = 90 ·
30
100 ·
60
100
= 9 · 3 ·
3
5
=
81
5
= 16,2
2.4. Mini Ensayo II
Proporcionalidad
1. Una docena de pasteles cuesta $6m, y media docena de queques cuesta $12n, ¿cuál de
las expresiones siguientes representa el valor en pesos de media docena de pasteles y dos
docenas de queques?
a) 3(m + 8n)
b) 3(m + 16n)
c) 6(4m + n)
d) 12(m + 4n)
e) 24(m + 2n)
2. En un curso hay 36 alumnos, si 24 son hombres, entonces la razón entre hombres y mujeres
respectivamente es:
a) 1 : 2
b) 2 : 3
c) 24 : 12
d) 36 : 12
e) 36 : 24
3. En una fiesta hay 12 hombres, si la razón entre mujeres y hombres que hay en la fiesta es
2 : 3, ¿cuántas personas hay en la fiesta?
a) 8
b) 16
c) 18
d) 20
e) 24
Matemática I 31

4. Tres kilos de papas cuestan $x, 6 kilos cuestan $(x + 30), entonces el valor de 3 kilos de
papas es:
a) $30
b) $40
c) $50
d) $60
e) $70
5. La diferencia entre dos números es 48, y están a razón de 5 : 9, ¿cuál es el menor de ellos?
a) 5
b) 9
c) 12
d) 60
e) 108
6. Si 3 ladrillos pesan 6kg, ¿cuánto pesarán una decena de ladrillos?
a) 18kg
b) 20kg
c) 22kg
d) 24kg
e) 26kg
7. 7 obreros cavan en 2 horas una zanja de 10m, ¿cuántos metros cavarán en el mismo tiempo
42 obreros?
a) 6
b) 30
c) 60
d) 69
e) 90
8. Las edades de Gonzalo y Cristian están a razón de 1 : 3, si Gonzalo tiene 10 años, ¿cuántos
años suman sus edades?
a) 20
b) 30
c) 40
d) 50
e) 60
9. En una granja hay patos y gallinas en razón 9 : 10, si en una fiesta se sacrifican 19 gallinas
la razón se invierte, ¿cuántas gallinas hab´ıa inicialmente?

Universidad de Chile 2.4. Mini Ensayo II, Proporcionalidad
a) 10
b) 81
c) 90
d) 100
e) 119
10. La suma de 6 enteros pares consecutivos es 90, ¿en qué razón están los 2 números centrales?
a) 1 : 2
b) 3 : 4
c) 6 : 7
d) 7 : 8
e) 8 : 9
11. Si una repisa con libros pesa 44 kg, y la razón entre el peso de la bandeja y el de los libros
es 1
10 , ¿cuánto pesa la repisa?
a) 4 kg
b) 4,4 kg
c) 6 kg
d) 6,6 kg
e) 8 kg
12. Cristian tiene que pagar $90.000, si le rabajan el 5% de su deuda, ¿cuánto le queda por
cancelar todav´ıa?
a) $450
b) $4.550
c) $85.500
d) $89.500
e) $94.550
13. De 125 alumnos de un colegio, el 36% son damas, ¿Cuántos varones hay?
a) 89
b) 80
c) 45
d) 36
e) 25
14. ¿Qué porcentaje de rebaja se hace sobre una deuda de $4.500 que se reduca a $3.600?
a) 80%
b) 60%
c) 40%
Matemática I 33

d) 20%
e) 10%
15. El 35% de una hora es equivalente en minutos a:
a) 2
b) 21
c) 35
d) 1
35
e) 7
12
16. Un niño repartió 40 dulces entre sus amigos, a Cristian le dió 2
5 del total, a Gonzalo el
25% del resto y a Paola el 50% de lo que le quedaba, ¿con cuántos dulces se quedó el
niño?
a) 9
b) 7
c) 5
d) 4
e) 3
17. Un tubo se parte en cuatro partes iguales, ¿a qué porcentaje del tubo equivale cada parte?
a) 40%
b) 33,3%
c) 25%
d) 20%
e) 75%
18. ¿Qué porcentaje es 1/3 de 1/6?
a) 50%
b) 100%
c) 150%
d) 200%
e) 400%
19. ¿De qué cantidad 80 es el 25 %?
a) 160
b) 200
c) 240
d) 320
e) 400

Cap´ıtulo 3
Introducción al Álgebra
L a palabra álgebra deriva del nombre del libro “Alyebr-mugabala” escrito en el ano ˜825 D.C.
por el matematico ý astronomo ´musulman Mohamed ibn al-Jwarizni. El algebra és la rama
de la matemática que estudia estructuras, relaciones y cantidades de un modo más general que
la aritmética, pues utiliza letras o s´ımbolos que pueden tomar cualquier valor para desarrollar
distintos tipos de problemas que pueden tener multiples y cambiantes factores que intervengan.
Para trabajar con el álgebra es necesario conocer el denominado Lenguaje Algebraico, me-diante
el cual escribimos frases y proposiciones del lenguaje común, por medio de s´ımbolos y
letras para ya que de ésta manera podemos plantear problemas que se quieren resolver. Para
hacer un lenguaje más fluido.
Versión 1.0, Febrero de 2008
3.1. Signos del Álgebra
En la escritura algebraica generalmente se representa a cantidades que nos son conocidas
por las primeras letras del alfabeto (a, b, c, d, e, . . .), y para representar las cantidades que nos
son desconocidas utilizaremos las últimas letras del alfabeto (. . .v,w, x, y, z). Para unir éstas
cantidades utilizamos signos de operación, de relación y de agrupación, los cuales son:
Signos de operación:
• a + b a más b
• a − b a menos b
• a · b a multiplicado por b (o simplemente, a por b)
• a : b (o a
b ) a dividido por b
• ab a elevado a b
• b p
a la ra´ız b-ésima de a.
Signos de relación:
• = igual a
• mayor que
• menor que.
Signos de agrupación: paréntesis
• ()
• {}
• [ ]
35

3. Introducción al Álgebra Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
3.2. Lenguaje Algebraico
Para poder trabajar con el álgebra es necesario manejar la equivalencia entre el lenguaje
común o cotidiano con el lenguaje algebraico. A continuación haremos un paralelo entre los dos
lenguajes, para as´ı poder aplicarlo en el planteamiento de problemas.
Lenguaje Algebraico Lenguaje Cotidiano
+ Más, suma, adición, añadir, aumentar
− Menos, diferencia, disminuido, exceso, restar
· De, del, veces, producto, por, factor
:, ÷ División, cuociente, razón, es a
= Igual, es da, resulta, se obtiene, equivale a
x Un número cualquiera
x + 1 Sucesor de un número
x − 1 Antecesor de un número
2x Doble de un número, duplo, dos veces, número
par, múltiplo de dos
3x Triple de un número, triplo, tres veces, múltiplo
de 3
4x Cuádruplo de un número
x2 Cuadrado de un número
x3 Cubo de un número
1
2x ó x
2 Mitad de un número, un medio de
1x
3 ó x
3 Tercera parte de un número, un tercio de
1
x Inverso multiplicativo
2x + 1 ó 2x − 1 Número impar
x+y
2 Semi suma de dos números
x−y
2 Semi diferencia de dos números
x, x + 1, x + 2, x + 3, . . . Números consecutivos
2x, 2x + 2, 2x + 4, 2x + 6, . . . Números pares consecutivos
2x + 1, 2x + 3, 2x + 5, 2x + 7, . . . Números impares consecutivos
4x, 4x + 4, 4x + 8, 4x + 12, . . . Múltiplos consecutivos de 4
5x, 5x + 5, 5x + 10, 5x + 15, . . . Múltiplos consecutivos de 5
10x + y Número de dos cifras, Número de dos d´ıgitos
| Actividad
Escribir en lenguaje cotidiano las siguientes expresiones algebráicas:
4 13. 3x2−(2y)3
4
1. x − 4 7. 2x−3y
2. 2x + 3y 8. (x+y)2
3 14. ( x
2 )2 − y2
2
4 15. 2(x2+y3)
3
3. 5x − y 9. x + x
4 + 3y 10. (7x)3 16. x2(x + 1) − 1
4. x
5. (x − 3)2 11. 7(x)3 17. 3x−2
3x−4
6. x2 − 3 12. (2x)2 − 4y3 18. (2x − y)3

Universidad de Chile 3.3. Expresiones Algebráicas
| Actividad
Escribir en lenguaje cotidiano las siguientes expresiones:
1. El doble de un número disminuido en el triple de otro número
2. Un número aumentado en su mitad
3. El exceso de número sobre tres
4. El cuádruple del exceso de un número sobre ocho
5. El exceso del qu´ıntuplo de un número sobre diez
6. El doble del cubo de un número
7. El cubo del cuádruple de un número
8. La diferencia entre la cuarta parte del cubo de un número y la tercera parte del
cuadrado de otro número
9. La mitad del exceso del cuadrado del triple de un número sobre el doble del cubo de
otro número
10. La suma de dos múltiplos consecutivos cualesquiera de ocho
3.3. Expresiones Algebráicas
Es la representación de una o más operaciones algebráicas.
Ejemplos:
† (a + b)
† 6−2a
3b
† a
b
3.3.1. Término
Es una expresión algebráica formada por varios s´ımbolos no separados entre si por (+) ó (−)
Ejemplos:
† 7b
† 3a
4x
† 15xz
† a
Los elementos de un término son el signo, el coeficiente, la parte literal y el grado
Ejemplos :
−3b2, es un término negativo, su coeficiente es −3, la parte literal es b2 y el grado es 2.
Matemática I 37

} Observa que . . .
El coeficiente puede ser numérico o literal, por lo general se toma el primer elemento y
como se acostumbra poner el número antes que la letra, este número es el coeficiente.
El grado puede ser absoluto o con respecto a una letra.
4a2b3c4, el grado absoluto es 9 ya que es la suma de los exponentes de los factores literales,
con respecto a a es 2, a b es 3, a c es 4.
3.3.2. Clasificación de las Expresiones Algebráicas
Monomio : Consta de un solo término.
Ejemplos:
† 4b
† −8c
† 4ab
c2
Polinomio : Consta de más de un término.
Ejemplos:
† 4a + 2b
†
c−b−a
b +3−y
5b3
† a2
5 − 9c
4d − 14 + 11y
Los polimonios más utilizados son:
Binomios: Consta de 2 términos
Trinomios: Consta de 3 términos
3.3.3. Términos Semejantes
Dos o más términos son semejantes si tienen la misma parte literal (iguales letras e iguales
exponentes).
12p, −3,5p y 7p
2 , son términos semejantes.
} Observa que . . .
Solo teniendo términos semejantes tu puedes sumar o restar.

Universidad de Chile 3.4. Productos Algebraicos
3.3.4. Eliminación de Paréntesis
Si al paréntesis lo antecede un signo positivo (+), ponemos este y todos los términos quedan
igual, no sucede lo mismo con el signo negativo (−), ya que este invierte todos los signos de los
términos del paréntesis.
| Actividad
Resuelve reduciendo términos semejantes.
1. 7a − 9b + 6a − 4b
2. −71a3b − 82a4b2 + 50a3b + 84a4b2 + 45a3b
3. am+2 + xm+3 − 5 + 8 − 3am+2 + 5xm+3 − 6 + am+2 − 5xm+3
4. −a + b + 2b − 2c + 3a + 2c − 3b
5. 3m2
5 − 2mn + 1m2
10 − 1mn
3 + 2mn − 2m2
6. −{−[−(a + b − c)]} − {+[−(c − a + b)]} + [−{−a + (−b)}]
3.4. Productos Algebraicos
3.4.1. Multiplicación de Monomios
Se multiplican los coeficientes y luego las letras en orden alfabético.
(3x2)(4xy2)=12x2+1y2=12x3y2
(−5a3)(3ab)=−15a3+1b=−15a4b
| Actividad
Multiplique los siguientes monomios:
1. (−5x3y)(xy2) 10. ( 1
2a2)( 4
5a3b)
2. (−4a2b)(−ab2) 11. (−3
5x3y4)(−5
6a2by5)
3. (a2b3)(3ax) 12. (−2
9axb(m + 1))(−3
5a(x − 1)bm)
4. (−15x4y3)(−16a2x3) 13. (a)(−3a)(a2)
5. (−5ambn)(−6a2b3x) 14. (−m2n)(−3m2)(−mn3)
6. (xmync)(−xmyncx) 15. (ambx)(−a2)(−2ab)(−3a2x)
7. (−mxna)(−6m2n) 16. ( 2
3am)( 3
4a2b4)(−3a4b(x + 1))
8. (−3a(n + 4)b(n + 1))(−4a(n + 2)b(n + 3)) 17. (−3
5m3)(−5a2m)(− 1
10axma)
9. (4x(a + 2)b(a + 4))(−5x(a + 5)b(a + 1)) 18. (−1
2x2y)(−3
5xy2)(−10
3 x3)(−3
4x2y)
3.4.2. Multiplicación de Polinomio por Monomio
Multiplicamos el monomio por cada uno de los términos del polinomio.
(3a2 − 7a + 4)4ax2=(3a2)(4ax2) − (7a)(4ax2) + a(4ax2)=12a3x2 − 28a2x2 + 16ax2
Matemática I 39

} Observa que . . .
Al multiplicar letras tienes que sumar los exponentes. Siempre tienes que reducir
términos semejantes.
| Actividad
Multiplicar:
1. (8x62y − 3y2)(2ax3)
2. (m4 − 3m2n2 + 7n4)(−4m3x)
3. (a3 − 5a62b − 8ab2)(−4a4m2)
4. (an+3 − 3an + 2 − 4an+1 − an)(−anx2)
5. (a8 − 3a6b2 + a4b4 − 3a2b6 + b8)(−5a3y2)
6. (ambn + 3am−1bn+2 − am−2bn+4 + am−3bn+6)(4amb3)
7. ( 1
3x2 − 2
5xy − 1
4y2)( 3
2y3)
8. (3a − 5b + 6c)(− 3
10a2x3)
9. ( 2
9x4 − x2y2 + 1
3y4)( 3
7x3y4)
10. ( 1
2a2 − 1
3 b2 + 1
4x2 − 1
5y62)(−5
8a2m)
11. ( 2
3m3 + 1
2m2n − 5
6mn2 − 1
9n3)( 3
4m2n3)
12. ( 2
5x6 − 1
3x4y2 + 3
5x2y4 − 1
10y6)(−5
7a3x4y3)
3.4.3. Multiplicación de Polinomio por Polinomio
Para multiplicar tomamos el 1er término del 1er polinomio y lo multiplicamos con el 2do poli-nomio,
luego tomamos el 2do término del 1er polinomio y lo multiplicamos con el 2do polinomio,
y as´ı continuamos sucesivamente hasta terminar con el polinomio.
(a + 5)(a2 − 3)=a(a2 − 3) + 5(a2 − 3)=a3 − 3a + 5a2 − 15=a3 + 5a2 − 15
(a+a2+a3+a4+a5+. . .+an)(b+b2+b3+b4+b5+. . .+bn)=a(b+b2+b3+. . .+bn)+a2(b+b2+
b3+. . .+bn)+a3(b+b2+b3+. . .+bn)+. . .+an(b+b2+b3+. . .+bn)=ab+ab2+ab3+. . .abn+
a2b+a2b2+a2b3+. . .+a2bn+a3b+a3b2+a3b3+. . .+a3bn+. . .+anb+anb2+anb3+. . .anbn
| Actividad
Multiplicar:
1. (a + 3)(a − 1) 7. (ax − ax+1 + ax+2)(a + 1)
2. (6m − 5n)(−n + m) 8. (ax−1 − bn−1)(a − b)
3. (x2 + xy + y2)(x − y) 9. (a2m+1 − 5a2m+23a2m)(a3m−3 + 6a3m−1 − 8a3m−2)
4. (m3 − 3m2n + 2mn2)(m2 − 2mn − 8n2) 10. ( 1
2a − 1
3 b)( 1
3a + 1
1 b)
5. (x2 + y2 + z2 − xy − xz − yz)(x + y + z) 11. ( 2
5m2 + 1
3mn − 1
2n2)( 3
2m2 + 2n2 − mn)
4a2 − ab + 2
3 b2)( 1
4a − 3
2 b)
6. (5y4 − 3y3 + 4y2 + 2y)(y4 − 3y2 − 1) 12. ( 1

Universidad de Chile 3.5. Mini Ensayo III, Expresiones del Álgebra
3.5. Mini Ensayo III
Expresiones del Álgebra
1. ¿Cuál de las siguientes expresiones representa mejor al qu´ıntuplo del cubo de un número
cualquiera?
a) (5x)3
b) 5x3
c) 53x
d) (3x)5
e) 3x5
2. La expresión 6(x + 1) − x ÷ 2 está mejor representada por:
a) El séxtuplo del sucesor de un número cualquiera menos el doble del mismo número.
b) El séxtuplo del antecesor de un número cualquiera menos la mitad del mismo número.
c) El séxtuplo del sucesor de un número cualquiera menos la mitad del mismo número.
d) La diferencia entre el séxtuplo de un número cualquiera y su mitad.
e) El exceso de la mitad de un número cualquiera sobre seis veces el mismo número.
3. La expresión 2a + 3b + 4c − (4a + 3b + 2c) es equivalente con:
a) 2(c − a)
b) 4(c − a)
c) 2(a − c)
d) 6(a + b + c)
e) 6b
4. El producto entre un binomio y un monomio da por resultado:
a) Un monomio.
b) Un binomio.
c) Un trinomio.
d) Un término algebraico.
e) Una expresión de 3 términos algebraicos.
5. 4x2y3z4( 1
4x−2y2z−4 − 1
2x3y−3z−4) =
a) (y − 5 p
2x)5
b) y5 − 5 p
2x5
c) y5 − 2x5
d) y3 − 2x4
e) z5 − 2x5
6. ¿Cuántas unidades más tiene x que 2x − y?
Matemática I 41

a) x − y
b) y − x
c) x + y
d) y − 2x
e) 2x − y
7. ¿Qué número hay que restar a 3a − 2b para obtener a + b?
a) 2a − 3b
b) 2a − b
c) 4a + 3b
d) 4a − b
e) 4a − 3b
8. El área de un rectángulo viene dada por a·b, siendo a su largo y b su alto, ¿qué le sucederá al
área del rectángulo si duplicamos su alto y cuadruplicamos su largo?
a) Se duplica.
b) Queda igual.
c) Aumenta 4 veces.
d) Aumenta en 8 unidades.
e) Aumenta 8 veces.
9. ¿Que expresión algebraica representa a la sucesión de números (. . . 9, 13, 17, 21, . . . )?
a) 9 + 2n
b) 4n + 5
c) 3n + 1
d) Todas
e) Ninguna
10. La diferencia entre el cuadrado del sucesor de un número cualquiera y el doble de dicho
número es:
a) x2 + 1
b) (x + 1)2
c) x2 + 1 − 2x
d) (x − 1)2 − 2x
e) No se puede determinar.
11. ¿Cuál de las siguientes expresiones es FALSA?
a) 1/6 de hora equivale a 10 minutos.
b) 3/4 de un d´ıa equivale a 18 horas.
c) 5/6 de un año equivale a 10 meses.

Universidad de Chile 3.5. Mini Ensayo III, Expresiones del Álgebra
d) 1/8 de kilo equivale a 125 gramos.
e) 1/6 de un ángulo extendido equivale a 36.
12. Si la mitad de n es igual al triple de m, entonces la mitad de m es:
a) n
12
b) n/6
c) n
4
d) n/3
e) n
2
13. Al resolver x − [x − (−x − y) − (−x)] se obtiene:
a) −2x − y
b) 2x − y
c) 2x + y
d) −2x + y
e) 4x − y
14. El valor de a(a + b) − a(a − b) es:
a) 2a + 2ab
b) ab
c) a2 + ab
d) 2a2b
e) 2ab
15. ¿Qué fracción debe agregarce a 1 para obtener 9
5
a) 1/5
b) 2/5
c) 3/5
d) 4/5
e) −1/5
16. “Al número n se le suma m, ésta suma se divide por k y el resultado se multiplica por p”,
se representa por:
a) (n + m ÷ k) · p
b) (n + m · p) ÷ k
c) n ÷ k + m · p
d) [(n + m) ÷ k] · p
e) n · p + m ÷ k
17. La expresión (2x)3 se lee:
Matemática I 43

a) El doble del cubo de un número.
b) El doble del triple de un número.
c) El cubo del doble de un número.
d) El cubo del cuadrado de un número.
e) El triple del doble de un número.

Cap´ıtulo 4
Desarrollo Algebraico
E n el presente cap´ıtulo aprenderas ´técnicas para “simplificar” expresiones algebraicas, redu-ciendo
la mayor cantidad de términos de cada expresion ´para lograr una apariencia mas
agradable y breve, esto es lo que conocemos como factorización y reducción de las expresiones
algebraicas.
Existen muchos métodos distintos para lograr estos objetivos, pero sin duda que para todos
ellos te será de mucha utilidad conocer los llamados Productos Notables, que nos permitirán
simplificar enormemente nuestro trabajo.
4.1. Productos Notables
Estos son productos que cumplen con ciertas reglas, que nos permiten hacer más fluido
nuestros cálculos.
4.1.1. Cuadrado de Binomio
Es el 1er término al cuadrado (+) ó (−) el doble producto del 1ero por el 2do (+) el 2do
término al cuadrado.
(a ± b)2 = a2 ± 2ab + b2
4.1.2. Suma por su Diferencia
Es el 1er término al cuadrado (−) el segundo término la cuadrado.
(a + b)(a − b) = a2 − b2
4.1.3. Cubo de Binomio
Es el 1er término al cubo (+) ó (−) el triple producto del 1ero al cuadrado por el segundo
(+) el triple producto del 1ero por el 2do al cuadrado (+) ó (−) el 2do término al cubo.
(a ± b)3 = a3 ± 3a2b + 3ab2 ± b3
45

4. Desarrollo Algebraico Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
4.1.4. Multiplicación de binomios con un término en común
Es el término en común al cuadrado más (+) la suma de los término distintos por el término
en común más (+) el producto entre los términos distintos.
(x + a)(x + b) = x2 + (a + b)x + ab
| Actividad
Resuelve los siguientes productos notables:
1. (5 + x)2 8. (xa+1 − 3xa−2)2 15. (1 − 3y)3
2. (a2x + by2)2 9. (1 − 3ax)(3ax + 1) 16. (a2 − 2b)3
3. (3a4 − 5b2)2 10. (6x2 − m2x)(6x2 + m2x) 17. (4n + 3)3
4. (8x2y + 9m3)2 11. (3xa − 5ym)(5ym + 3xa) 18. (2x + 3y)3
5. (x5 − 3ay2)2 12. (x2 + a2)(x2 − a2) 19. (1 − a2)3
6. (xa+1 + yx−2)2 13. (ax+1 − 2bx−1)(2bx−1 + ax+1) 20. (2x − 3y3)3
7. (ax−2 − 5)2 14. (2x + 1)3
4.1.5. Binomio a una Potencia Natural
Corresponde a la manera de generalizar el cuadrado de binomio, el cubo de binomio, binomio
a la cuarta, etc. A un binomio a la n, donde n es un número natural.
(x ± y)n = a0xn ± a1xn−1y + a2xn−2y2 ± a3xn−3y3 + · · · anyn
En la fórmula anterior existe una relación interesante de conocer en cada uno de sus térmi-nos,
notemos que en el primer término aparece xn, en el segundo xn−1 en el tercero xx−2, . . .
en el m−ésimo xn−(m−1), es decir x va disminuyendo su potencia partiendo desde n hasta llegar
a 0 en el último término1, en el caso de y ocurre absolutamente lo contrario, la potencia parte
de 0 en el primer término hasta llegar a n en el último. De ésta manera obtendremos fácil-mente
los coeficientes literales de ésta expresión, sin embargo los coeficientes {a0, a1, a2, . . ., an}
vienen determinados por una estructura conocida como el Triángulo de Pascal, que vemos a
continuación:
Triángulo de Pascal
n = 0 ! 1
n = 1 ! 1 1
n = 2 ! 1 2 1
n = 3 ! 1 3 3 1
n = 4 ! 1 4 6 4 1
n = 5 ! 1 5 10 10 5 1
n = 6 ! 1 6 15 20 15 6 1
...
La manera de obtener éste triángulo es partir de las dos primeras filas, y de ah´ı en adelante
sumar hacia abajo los coeficientes para obtener la fila que continúa. Observa que en la tercera
1Observa que la cantidad de términos que resultan de la expresión (a + b)n es n + 1.

Universidad de Chile 4.2. Factorización
y la cuarta fila aparecen los coeficientes del cuadrado y del cubo de binomio respectivamente,
cuando n = 2 y n = 3.
De ésta manera podemos obtener (conociendo la fila que corresponde en el triángulo de
Pascal), cualquier potencia de un binomio.
Ejemplo 1:
Encontremos la expresión expandida de (a + b)5.
Respuesta; los coeficientes que le corresponden son los de la sexta fila del triángulo de
Pascal, pues n = 5, entonces el primer paso es:
(a + b)5 = 1 + 5 + 10 + 10 + 5 + 1
Ahora ponemos los término a y b con las potencias respectivas.
(a + b)5 = 1 · a5 · b0 + 5 · a4 · b1 + 10 · a3 · b2 + 10 · a2 · b3 + 5 · a1 · b4 + 1 · a0 · b5
= a5 + 5a4b + 10a3b2 + 10a2b3 + 5ab4 + b5
Ejemplo 2:
Encontremos la expresión expandida de (2x − 3)4
Respuesta: los coeficientes que le corresponden son los de la quinta fila del triángulo de
Pascal, pues n = 4, entonces el primer paso es:
(2x − 3)4 = 1 − 4 + 6 − 4 + 1
Ahora ponemos los término 2x y 3 con las potencias respectivas.
(2x − 3)4 = 1 · (2x)4 · 30 − 4 · (2x)3 · 31 + 6 · (2x)2 · 32 − 4 · (2x)1 · 33 + 1 · (2x)0 · 34
= 64x4 − 96x3 + 216x2 − 216x + 81
4.2. Factorización
Al factorizar buscamos dos o más factores cuyo producto sea igual a la expresión que quere-mos
obtener.
No todos los polinomios se pueden factorizar, ya que hay algunos que solo son divisibles
por si mismo y por 1, como por ejemplo: x + y. Pero hay que tener ojo ya que este polinomio
no es divisible en los reales R (que es donde estamos trabajando), esto no significa que no se
pueda factorizar en otro conjunto numérico mayor, por ejemplo x + y si se puede factorizar en
p
p
los complejos C, quedando: (
p
p
x + yi)(
x −
yi).
Por ahora solo trabajaremos en los reales R.
4.2.1. Factor Común
Factor Común de un Monomio
Ejemplos:
• 5x + 25x2y = 5x(1 + 5xy)
• 18mxy2 − 54m2x2y2 + 36my2 = 18my2(x − 3mx2 + 2)
Matemática I 47

Factor Común de un Polinomio
Ejemplos:
• x(a + b) + m(a + b) = (x + m)(a + b)
• 2x(a − 1) − y(a − 1) = (2x − y)(a − 1)
• a(x + 1) − x − 1 = a(x + 1) − (x + 1) = (a − 1)(x + 1)
Factor Común por Agrupación de Términos
Ejemplos:
• ax + bx + ay + by = (ax + bx) + (ay + by) = x(a + b) + y(a + b) = (x + y)(a + b)
• 2x2−3xy−4x+6y = (2x2−3xy)−(4x−6y) = x(2x−3y)−2(2x−3y) = (x−2)(2x−3y)
• a2x − ax2 − 2ay + 2axy + x3 − 2x2y = (a2x − ax2 + x3) − (2a2y − 2axy + 2x2y) =
x(a2 − ax + x2) − 2y(a2 − ax + x2) = (a2 − ax + x2)(x − 2y)
4.2.2. Factorización de Trinomios
Trinomio Cuadrado Perfecto
Para factorizar un trinomio cuadrado perfecto, primero tenemos que ordenar el trinomio
dejando a los extremos los cuadrados perfectos.
Por ejemplo:
2m + m2 + 1 = m2 + 2m + 1
Luego extraemos la ra´ız cuadrada a los cuadrados perfectos.
de m2 es m y de 1 es 1 obteniendo:
(m + 1)(m + 1) = (m + 1)2
Trinomio de la forma x2 + bx + c
Tomemos el trinomio x2 − 7x + 12 el cual ya está ordenado, entonces escribiremos:
x2 − 7x + 12 = (x )(x )
Luego nos preguntamos que números sumados me dan −7 y a la vez multiplicados me den 12,
estos números son −3 y −4, estos los colocamos en los paréntesis.
x2 − 7x + 12 = (x − 3)(x − 4)

Universidad de Chile 4.2. Factorización
Trinomio de la forma ax2 + bx + c
Tomemos el trinomio 6x2 −7x−3, ya ordenado amplificaremos por el coeficiente que acom-pa
ña a x2, que en este caso es 6 quedando:
(6x2 − 7x − 3) · 6 = (6x)2 − 7(6x) − 18
Ahora buscamos dos números que multiplicados den −18 y sumados −7, estos son −9 y 2.
Como anteriormente amplificamos la expresión por 6 ahora hay que dividir por 6.
6x2 − 7x − 3 =
(6x)2 − 7(6x) − 18
6
=
36x2 − 7(6x) − 18
6
=
(6x )(6x )
6
=
(6x − 9)(6x + 2)
6
=
3(2x − 3)2(3x + 1)
6
=
6(2x − 3)(3x + 1)
6
= (2x − 3)(3x + 1)
4.2.3. Factorización de Cubos
Cubo perfecto de Binomio
Tenemos que ordenar la expresión con respecto a una letra. Y debe cumplir con las siguientes
condiciones:
1. Debe tener cuatro términos
2. El 1ero y el último término deben ser cubos perfectos
3. El 2do sea más o menos el triple del 1ero al cuadrado por el 2do.
4. Y que el 3er término sea el triple del 1ero por el 2do al cuadrado.
Tomemos −27 +27x−9x2 +x3 ordenado queda: x3 −9x2 +27x−27 Tiene cuatro términos, la
ra´ız cúbica de x3 es x y la de −27 es −3, además 3 · x2 ·−3 es el 2do término y 3 · x · (x)2 el 3ero.
Suma o Diferencia de Cubos Perfectos
a3 + b3 = (a + b)(a2 − ab + b2)
a3 − b3 = (a − b)(a2 + ab + b2)
Matemática I 49

4.2.4. Diferencia de Cuadrados Perfectos
Tenemos que extraer la ra´ız cuadrada a los dos términos y luego multiplicamos la diferencia
de las ra´ıces con la suma de estas.
a2 − b2 = (a + b)(a − b)
Ya que la ra´ız de a2 es a y la de b2 es b.
4.2.5. Completación de Cuadrados de Binomio
Tomemos y2 − 8y + 15.
Digamos que y2 y −8y son parte de un cuadrado perfecto.
Luego nos faltar´ıa el último término que es el cuadrado de la mitad del coeficiente que
acompaña a x, que es 16.
Sumemos y restemos este último término.
Arreglando los términos convenientemente llegamos a la diferencia de dos cuadrados perfecto.
Y aplicamos desde luego suma por su diferencia.
y2 − 8y + 15 = y2 − 8y + 15 − 16 + 16
= (y2 − 8y + 16) + (15 − 16)
= (y − 4)2 − 1
= (y − 4 − 1)(y − 4 + 1)
= (y − 5)(y − 3)
De manera más general:
ax2 + bx = 0
) x2 + b
a
x = 0
x2 + b
a
x + 0 = 0
x2 + b
a
x + b2
4a2 | {z }
Un cuadrado perfecto
−
b2
4a2 = 0

x + b
2a
2
= b2
4a2
} Observa que . . .
Para comprobar si la factorización que hicimos esta correcta tenemos que aplicar el
axioma de distributividad. véase página 7

Universidad de Chile 4.3. Mini Ensayo IV, Factorización
| Actividad
Factoriza utilizando cualesquier método, si se puede simplifica:
1. 16x3y2 − 8x2y − 24x4y2 − 40x2y3 11. a2
4 − ab + b2 21. x2 − 7x − 30
2. 2a2x + 2ax2 − 3ax 12. 16x6 − 2x3y2 + y4
16 22. m2 − 20m − 300
3. 4x(m − n) + n − m 13. 196x2y4 − 289b4m10 23. x4 + 7ax2 − 60a2
4. (x + y)(n + 1) − 3(n + 1) 14. x6
49 − 4a10
121 24. 8a2 − 14a − 15
5. x(a + 2) − a − 2 + 3(a + 2) 15. a2n − b2n 25. m − 6 + 15m2
6. 6m − 9n + 21nx − 14mx 16. 64m2 − (m − 2n)2 26. 20x2y2 + 9xy − 20
7. n2x − 5a2y2 − n2y2 + 5a2x 17. 36(m + n)2 − 121(m − n)2 27. 125a3 + 150a2b + 60ab2 + 8b3
8. a3 + a2 + a + 1 18. 25 − x2 − 16y2 + 8xy 28. 27a3 − b3
9. 20ax − 5bx − 2by + 8ay 19. 1 − a62 − 9n2 − 6an 29. x2 − 12x + 11
10. 36 + 12m2 + m4 20. 28 + a2 − 11a 30. y2 + 16y + 20
4.3. Mini Ensayo IV
Factorización
1. Al simplificar la expresión
(x2k − y2k) ÷
xk+1 − xyk
yk+1 + xky
Resulta:
a) y2(xk+yk)
x
b) (xk+yk)2
xy2
c) x
y (xk + yk)2
d) xy
(xk+yk)
e) Ninguna de las anteriores.
2. a2 − 4b2 =
a) a + 2b
b) a − 2b
c) (a − 2b)(a + 2b)
d) (2b − a)(2b + a)
3. ¿Cuál(es) de los siguientes términos se puede(n) agregar a la expresión 4x2 + 1 para com-pletar
el desarrollo del cuadrado de binomio?
I. −4x2
II. 4x
III. 4x2
a) Solo I
Matemática I 51

b) Solo II
c) Solo III
d) I y III
e) II y III
4. En la expresión algebraica (y − 5)(y5 − 8)(y − 3) el término libre (sin factor literal), es:
a) −120
b) 0
c) 16
d) 80
e) 120
5. El grado de la expresión 5x3y4z es:
a) 3
b) 4
c) 5
d) 7
e) 8
6. El producto entre la suma del cuadrado de a y el cubo de b y su diferencia es:
a) a4
b) 2a4 − 2b6
c) a4 − b9
d) a4 − b6
e) 2a2 − 2b9
7. Al dividir (x2 − y2) por (x + y)(x − y) se obtiene:
a) 0
b) x−y
x+y
c) x+y
x−y
d) 1
x+y
e) 1
8. ¿Cuál es el área de un rectángulo de lados (m + n) y (m − n)?
a) m2 + 2mn + n2
b) m2 + n2
c) m2 − n2
d) m2 − 2mn + n2
e) nm2 + mn2

Universidad de Chile 4.3. Mini Ensayo IV, Factorización
9. La expresión equivalente a (3m − 5p)2 es:
a) 6m2 − 10p2
b) 9m2 − 25p2
c) 6m2 − 15mp + 25p2
d) 9m2 − 30mp − 25p2
e) 9m2 − 30mp + 25p2
10. a6b−15
a−2b−5 =
a) −9
7
b) a8b−10
c) a4b−20
d) a−3b3
e) −9
11. El cuociente entre (52n+1 − 25n) y 52n+2 es:
a) 1/5
b) 5
c) 25/4
d) (2/5)2
e) 51−4n
12. Si x2 + y2 = 36 y xy = 32 entonces el valor de (x + y) es:
a) −1
b) 0
c) 1
d) 10
e) 32
13. Si la cuarta parte del área de un cuadrado es 1
4x2+x+1, entonces el doble de su per´ımetro
es:
a) x + 2
b) (x + 2)2
c) 4x + 8
d) 2x + 4
e) 8x + 16
14. El área de un cuadrado de lado (2 − x) es:
a) 8 − 4x
b) 4 − 4x + x2
c) 4 + x2
d) 4 − 2x
e) 4 + 4x + x2
Matemática I 53

Cap´ıtulo 5
Ecuaciones Algebraicas
Muchos de los problemas que nos acontecen en la vida diaria, basan su solucion én el cono-cimiento
de distintos factores que lo involucran, como por ejemplo, es necesario conocer la
distancia y el tiempo del que dispongo para llegar a algún lugar para determinar la velocidad a
la que necesitaré ir. Por lo tanto se hace muy importante buscar formas de obtener valores que
nos son desconocidos, y sin duda, la forma más exacta de encontralas es lograr interpretarlos
matemáticamente en algo que denominamos ecuación.
En el cap´ıtulo anterior aprendiste a interpretar el lenguaje hablado como lenguaje matemáti-co,
en éste cap´ıtulo aprenderás como aprovechar ese conocimiento para formar ecuaciones y poder
resolverlas.
Versión 1.0, Enero de 2008
5.1. Conceptos Básicos
Ecuación : Las ecuaciones son expresiones algebraicas formadas por dos miembros separados
de una igualdad (=). Uno o ambos de éstas partes debe tener a lo menos una variable
conocida como incógnita.
Las ecuaciones se satisfacen sólo para determinados valores de la o las incógnitas, los cuales
son conocidos como soluciones o raices de la ecuación.
Ecuación Algebraica : Es aquella ecuación en que ambos miembros son polinomios.
Identidad : Las identidades son expresiones similares a las ecuaciones, pero la igualdad entre
los miembros que la componen es válida para cualquier valor de la incógnita, por ejemplo
x2 = x · x se cumple para cualquier valor de x, por lo tanto ésta ser´ıa una identidad. A
diferencia x + 1 = 2 es válida sólo si x = 1, por lo tanto ésta ser´ıa una ecuación.
Solución o Ra´ız : Es el valor real para el que una ecuación tiene sentido, es decir, es el valor
que necesita ser la incógnita para que la ecuación se transforme en una identidad.
5.2. Ecuación de primer grado
Las ecuaciones de primer grado son aquellas en las cuales la o las variables presentes están
elevadas a 1 (por esta razón se llaman de primer grado), veamos como podemos resolver éstas
ecuaciones.
55

5. Ecuaciones Algebraicas Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
5.2.1. Resolución de ecuaciones de primer grado
Empecemos viendo algunas reglas que nos servirán para la resolución de ecuaciones:
1ero A toda igualdad se le puede agregar o quitar una cantidad sin alterarla, siempre que se
haga sobre ambos lados de dicha igualdad. Por ejemplo; todos sabemos que 2 = 1 + 1,
si agregamos una unidad a cada lado de la igualdad obtenemos 2 + 1 = 1 + 1 + 1 lo que
implica que 3 = 1 + 1 + 1 que también resulta ser verdadero.
2do Toda igualdad puede ser multiplicada y/o dividida en ambos lados por cualquier número
real distinto de 0 manteniendose la igualdad inalterable.
3ero Toda ecuación de primer grado con una variable se puede escribir de la forma ax + b = 0,
y es de los valores de a y b de los cuales depende la cantidad de soluciones que vamos a
tener.
Si a6= 0, entonces existe una única solución.
Si a = 0 y b = 0, existen infinitas soluciones.
Si a = 0 y b6= 0, no existen soluciones.
Ahora, veamos el método básico de resolución con un ejemplo.
Ejemplo :
5x + 7 = 21 − 9x ! Ocupando la primera regla podemos sumar a
ambos lados el número 9x.
5x + 7 + 9x = 21 − 9x + 9x ! Como −9x es el inverso aditivo de 9x implica
que 9x − 9x = 0.
5x + 9x + 7 = 21 + 0 ! Ahora podemos sumar −7 a ambos lados.
14x + 7 − 7 = 21 − 7
14x + 0 = 14 ! Luego ocupando la segunda regla podemos divi-dir
a ambos lados por 14 obteniendo.
14x ÷ 14 = 14 ÷ 14 ! Al lado izquierdo podemos conmutar.
x · 14 ÷ 14 = 1 ! Obteniendo finalmente.
x · 1 = 1
x = 1
Como puedes ver la idea de éste método es juntar todos los términos algebraicos que tengan
la incógnita a un solo lado de la igualdad para luego “despejarlo” sumando los inversos aditivos
de los otros términos, una vez que queda el término con la incógnita solo a un lado de la
ecuación multiplicamos por el inverso multiplicativo de su factor numeral. De ésta forma siempre
llegaremos a la solución.
5.2.2. Redacción de ecuaciones de primer grado
Muchos de los problemas que te aparecerán en la PSU no están escritos matemáticamente,
as´ı es que es muy importante que aprendas como transformarlo a una simple ecuación.
Recuerda cuando aprendiste lenguaje algebraico1, porque te será muy útil.
1Véase página 36

Universidad de Chile 5.2. Ecuación de primer grado
Ejemplo :
¿Qué número es aquel que al duplicar su sucesor es igual al triple de su antecesor?.
Respuesta :
El doble del sucesor de un número se representa por 2 · (x+1), y el triple del antecesor como
3 · (x − 1), por lo tanto la ecuación que da de la forma:
2(x + 1) = 3(x − 1)
Luego lo resolvemos como ya sabemos hacerlo:
2(x + 1) = 3(x − 1)
2x + 2 = 3x − 3
2 + 3 = 3x − 2x
5 = x
Otro ejemplo :
Gonzalo tiene $900 más que Cristian.Si entre ambos tienen un total de $5.500, ¿cuánto
dinero tiene Cristian?
Respuesta :
El dinero de Cristian es nuestra incógnita, as´ı es que llamémosla $x, por lo tanto Gonzalo
debe tener ($x+$900) ya que éste tiene $900 más. Como entre ambos suman $5.500 la ecuación
queda de la forma:
$x + ($x + $900) = $5.500
Al resolverla queda:
$x + ($x + $900) = $5.500
$x + $x + $900 = $5.500
$2x + $900 = $5.500
$2x = $5.500 − $900
$2x = $4.600
$x =
$4.600
2
$x = $2.300
Matemática I 57

| Actividad
Resuelve las siguientes ecuaciones de primer grado
1. x + 2 = 5 21. x
2 + 1 = 2
2. 5 − x = 10 22. (5 − 3x) − (−4x + 6) = 5x + 17
3. 2x + 4 = 7 23. x − (5x + 1) = −3x + (−x + 2)
4. 4x + 1 = 2 24. 14x − (3x + 2) − 10 = 10x − 1
5. 5x + 6 = 10x + 5 25. 5x + −x − (x + 5) = 1
6. 21 − 6x = 27 − 8x 26. x+2
4 = 2−x
8 + 1
10 = x
2 + 1
7. 8x − 4 + 3x = 8x + 14 27. x
8. 5x + 20 = 10x + 2 28. 5x = 8x−15
3
9. 11 + 8x = 10x − 3 29. x+2
x−6 = −1
5 = 2 30. (x+5)−(−3x+2x)
5x = −5 + 2
10. x+2
11. (x + 2) − (−x − 3) = x 31. 2(3x + 3) − 4(5x − 3) = x(x − 3) − x(x + 5)
12. −(x + 1 − (2x + 5)) = x 32. 184 − 7(2x + 5) = 301 + 6(x − 1) − 6
13. −((x + 5) + 5x + 2) = (8x + 6) 33. 7(18 − x) = 6(3 − 5x) − (7x + 21) − 3(2x + 5)
14. x+5
8 = x−9
5 34. −3(2x + 7) + (6 − 5x) − 8(1 − 2x) = (x − 3)
15. x − (2x + 1) = 8 − (3x + 3) 35. (3x − 4)(4x − 3) = (6x − 4)(2x − 5)
16. 15x − 10 = 6x − (x + 2) + (−x + 3) 36. (4 − 5x)(4x − 5) = (10x − 3)(7 − 2x)
17. (5 − x) − (6 − 4x) = 8x − (3x − 17) 37. (x − 2)2 − (3 − x)2 = 1
18. 30x − (6 − x) + (4 − 5x) = −(5x + 6) 38. 14 − (5x − 1)(2x + 3) = 17 − (10x + 1)(x − 6)
19. x + 3(x − 1) = 6 − 4(2x + 3) 39. 7(x − 4)2 − 3(x + 5)2 + 2 = 4(x + 1)(x − 1)
20. 6(x − 1) + 16(2x + 3) = 3(2x − 7) 40. (x + 1)3 − (x − 1)3 = 6x(x − 3)
5.3. Ecuación de segundo grado
Una ecuación de segundo grado es una igualdad donde el máximo exponente de la variable
es 2, pudiendo aparecer términos con la variable elevada a 1 e incluso términos independientes
(sin la variable).
La ecuación cuadrática se puede presentar de diferentes maneras, que vale la pena estudiar,
para poder hacer una más rápida resolución de ellas.
5.3.1. Ecuación incompleta total
Es una ecuación de la forma:
ax2 + c = 0
siendo a y c constantes, con a6= 0. Para este caso de ecuaciones la resolución es siempre de
la forma:
ax2 + c = 0
ax2 = −c
x2 = −
c
a
x =
r
−
c
a
r
o también x = −
−
c
a

Universidad de Chile 5.3. Ecuación de segundo grado
lo que representamos por
r
x = ±
−
c
a
} Observa que . . .
La cantidad subradical de esta solución puede ser negativa o positiva, lo que nos
conduce a determinar la naturaleza de las raices o soluciones de la ecuación. Estas
pueden ser números reales si −c
a 0, o complejas2 si −c
a 0.
2
5.3.2. Ecuación incompleta binomial
Se trata de una expresión que posee dos términos que poseen la variable, es de la forma:
ax2 + bx = 0
Siendo a y b constantes, con a6= 0. Podemos observar que como la variable se encuentra en
los dos términos algebraicos podemos factorizar por ella, obteniendo:
x · (ax2 + b) = 0
Ahora, tenemos dos número reales (x y ax+b), que multiplicados entre si, dan por resultado
0. Lo que quiere decir que al menos uno es 0, por lo tanto obtenemos dos soluciones:
x1 = 0 o ax2 + b = 0
x2 = −b
a
5.3.3. Ecuación general
La forma general de la ecuación de segundo grado es:
ax2 + bx + c = 0
Siendo a, b y c constantes, con a6= 0. Busquemos las soluciones de esta ecuación.
2Conjunto de números que no estudiamos, si te interesa puedes ver en www.sectormatematica.cl/complejos
Matemática I 59

ax2 + bx + c = 0
a

x2 + b
a
x + c
a

= 0 Como a6= 0 se tiene que
x2 + b
a
x + c
a
= 0
x2 + b
a
x = −
c
a
Completando cuadrados se tiene que
x2 + b
2a
2x + b2
4a2 = −
c
a
+ b2
4a2

x + b
2a
2
= b2 − 4ac
4a2
x + b
2a
r
= ±
b2 − 4ac
4a2
x + b
2a
= ±
p
b2 − 4ac
p
4a2
x = −
b
2a
±
p
b2 − 4ac
2a
x = −b ±
p
b2 − 4ac
2a
As´ı hemos llegado a establecer una fórmula general que nos permite encontrar las ra´ıces de
cualquier ecuación cuadrática, siendo éstas:
x1 = −b +
p
b2 − 4ac
2a
y x2 = −b −
p
b2 − 4ac
2a
Dentro de la fórmula de la ecuación cuadrática distinguiremos a la cantidad sub radical,
llamada Discriminante, que la abreviaremos por el s´ımbolo .
= b2 − 4ac
Veremos que es un factor importante a la hora de conocer las raices de la ecuación de
segundo grado ya que:
Si 0, la ecuación tiene dos soluciones reales y distintas, ya que todo número positivo
tiene siempre dos raices reales.
Si = 0, la ecuación tiene una solución real, ya que la única ra´ız de 0 es 0.
Si 0, la ecuación no tiene soluciones reales, ya que NO existe ningún número real que
elevado a 2 de por resultado un número negativo.
5.3.4. Propiedades de las raices de la ecuación de segundo grado
Al analizar la forma que tienen las raices de la ecuación cuadrática podemos encontrar dos
ecuaciones importantes que nacen de la suma y la multiplicación de las raices:

Universidad de Chile 5.3. Ecuación de segundo grado
Suma de Raices
x1 + x2 = −b +
p
b2 − 4ac
2a
+ −b −
p
b2 − 4ac
2a
= −b +
p
b2 − 4ac − b −
p
b2 − 4ac
2a
= −b + 0 − b
2a
= −2b
2a
= −
b
a
Multiplicación de Raices
x1 · x2 = −b +
p
b2 − 4ac
2a
·
−b −
p
b2 − 4ac
2a
=
(−b +
p
b2 − 4ac) · (−b −
p
b2 − 4ac)
4a2
= b2 − (b2 − 4ac)
4a2
=
4ac
4a2
= c
a
Con estas dos propiedades, podemos formar una ecuación de segundo grado conociendo sólo
sus raices, ya que:
x2 + b
a
x + c
a
= x2 − (x1 + x2)x + x1 · x2
O bien, ocupando el hecho de que son raices, es decir que al reemplazarlas en la ecuación
general de segundo grado esta se satisface, podemos reemplazarlas en la ecuación factorizada de
la forma:
(x − x1)(x − x2) = 0
Y luego multiplicar ambos binomios, ya que de esta manera al reemplazar cualquiera de las
soluciones en esta última expresión, esta se satisface.
Veamos un ejemplo de resolución :
Resolvamos la ecuación:
x2 − 3x + 2 = 0
Primero debemos identificas los coeficientes; a = 1, b = −3 y c = 2, luego las soluciones
son:
Matemática I 61

x1 = −b +
p
b2 − 4ac
2a
= −(−3) +
p
(−3)2 − 4 · (1) · (2)
2 · (1)
=
3 +
p
9 − 8
2
=
3 + 1
2
= 2
x2 = −b −
p
b2 − 4ac
2a
= −(−3) −
p
(−3)2 − 4 · (1) · (2)
2 · (1)
=
3 −
p
9 − 8
2
=
3 − 1
2
= 1
} Observa que . . .
No siempre va a ser necesario utilizar la fórmula de la ecuación cuadrática para
poder resolver estas ecuaciones, ya que en algunos casos puedes ocupar los métodos
de factorización que aprendiste en el cap´ıtulo anterior, (cuadrados de binomio, sumas
por su diferencia, binomios con término común, etc . . .).
Veamos un ejemplo ocupando factorización :
Resolvamos la ecuación:
x2 + 5x + 6 = 0
Si te fijas bien puedes darte cuenta que el costado izquierdo de ésta ecuación es el producto
de dos binomios, ya que 5 es la suma entre 3 y 2 y 6 es su producto, por lo tanto tenemos
que x2 + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3), asi nuestra ecuación queda de la forma:
(x + 2)(x + 3) = 0
Luego como tenemos que el producto entre dos números (x+2 y x+3), es 0, implica que
al menos uno de ellos debe ser 0.
) x + 2 = 0 o x + 3 = 0
Resultando dos sencillas ecuaciones de primer grado, cuyas soluciones son x1 = −2 y
x2 = −3.

Universidad de Chile 5.4. Sistemas de Ecuaciones
| Actividad
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado:
1. x2 + 7x + 12 = 0 8. −x2 + 9 = 0 15. 3(3x − 2) = (x + 4)(4 − x)
2. x2 − x − 2 = 0 9. (x + 1)(x − 1) = 1 16. 9x + 1 = 3(x2 − 5) − (x − 3)(x + 2)
3. x2 − 1 = 0 10. 3x2 + 2x = 0 17. (2x − 3)2 − (x + 5)2 = −23
4. x2 = 4 11. −x2 − 1 − 2x2 = 0 18. 3x(x − 2) − (x − 6) = 23(x − 3)
5. x2 + 2x = −1 12. 3x = x2 − 1 19. 7(x − 3) − 5(x2 − 1) = x2 − 5(x + 2)
6. x2 + 4x − 5 = 0 13. 10x2 − x2 = 9 20. (x + 4)3 − (x − 3)3 = 343
7. x2 − 110 = x 14. mx2 − m2x = 0 21. (x + 2)3 − (x − 1)3 = x(3x + 4) + 8
5.4. Sistemas de Ecuaciones
Durante el desarrollo de problemas matemáticos puede ocurrir que te encuentres con una
ecuación que presente más de una variable3, en cuyo caso surgirá un problema muy importante,
la cardinalidad del conjunto de soluciones de ese tipo de ecuaciones es en general infinita. Por
lo tanto necesitamos de otra restricción que deben cumplir nuestras incógnitas para poder en-contrarlas,
esta nueva restricción la encontramos con una nueva ecuación que en conjunto con
la anterior forman lo que llamamos un Sistema de Ecuaciones.
Veamos un Ejemplo :
Consideremos la ecuación.
2x − y = 1 (5.1)
Fijate que en éste caso si x = 1 e y = 1, la igualdad se cumple, por lo tanto parece que
encontramos la solución de la ecuación, pero ¡ojo!, que si x = 5 e y = 9 la ecuación también
se satisface, por lo tanto las soluciones de estas ecuaciones NO son únicas.
Ahora agregémosle otra ecuación para formar el sistema, es decir una nueva restricción
que deban cumplir las incógnitas.
x + y = 2 (5.2)
Ahora, con las ecuaciones (5.1) y (5.2) formamos un llamado sistema de cuaciones:
2x − y = 1
x + y = 2
Fijémonos que para este sistema existe una única solución para cada variable, estas son
x = 1 e y = 1, cualquier otro valor para alguna de las incógnitas no cumplirá con al menos
una de las ecuaciones.
33x + 2y = 5 es una ecuación de dos incógnitas o variables.
Matemática I 63

5.4.1. Resolución de Sistemas de Ecuaciones
Resolver un sistema de ecuaciones es encontrar los valores de las incógnitas que satisfacen
ambas ecuaciones.
Existen tres métodos equivalentes básicos para encontrar las soluciones de los sistemas, estos
son:
1. Método por Igualación
Consiste en despejar la misma incógnita de ambas ecuaciones, y como ésta debe ser
equivalente entre ambas las podemos igualar, obteniendo de esta forma una ecuación con
una sola incógnita.
Consideremos el sistema anterior:
2x − y = 1
x + y = 2
De la primera ecuación despejemos y:
2x − y = 1
2x = 1 + y
2x − 1 = y
Ahora de la segunda ecuación despejemos la misma variable:
x + y = 2
y = 2 − x
Luego, como y de la primera ecuación debe ser el mismo que el de la segunda se
tiene que:
y = y
2x − 1 = 2 − x
2x + x = 2 + 1
3x = 3
x =
3
3
x = 1
As´ı, obteniendo una simple ecuación de primer grado logramos obtener la solu-ci
ón para x, ahora para encontrar el valor de y solo debemos reemplazar x = 1 en
cualquiera de las ecuaciones originales del sistema:
2x − y = 1
2 · (1) − y = 1
2 · 1 − 1 = y
2 − 1 = y
y = 1

De ésta forma logramos encontrar el valor de la otra incógnita, y con una simple
ecuación de primer grado.
2. Método por Sustitución
Este método consiste en despejar una incógnita de alguna de las ecuaciones para luego
sustituirla en la segunda, de ésta manera obtendremos una ecuación de una sola incógnita.
Consideremos el sistema anterior:
2x − y = 1
x + y = 2
De la primera ecuación despejemos esta vez x.
2x − y = 1
2x = 1 + y
x =
1 + y
2
Ahora sustituimos este valor en la segunda ecuación, resultando:
x + y = 2
1 + y
2

+ y = 2
1 + y
2
+ y = 2 · 2
2 ·

1 + y
2

+ 2 · y = 2 · 2
1 + y + 2y = 4
3y = 4 − 1
3y = 3
y =
3
3
y = 1
Como ya sabemos que y = 1 y x = 1+y
2 basta reemplazar y encontramos x.
x =
1 + y
2
x =
1 + (1)
2
x =
2
2
x = 1
Matemática I 65

3. Método por Reducción
Ya sabemos que a una igualdad le podemos sumar a ambos lados la misma cantidad sin
alterarla4, lo que implica que a una ecuación le podemos sumar a ambos lados los miembros
de otra ecuación, ya que las partes de esta última no son más que el mismo elemento. Esto
quiere decir que si sumamos, o restamos igualdades, obtendremos otra igualdad también
válida.
La idea de este método es obtener inteligentemente una tercera ecuación que contenga
a solo una de las incógnitas.
Resolvamos el sistema anterior con este método.
2x − y = 1
x + y = 2
Sumemos ambas ecuaciones.
2x − y = 1
+ x + y = 2
3x + 0 = 3
De esta manera obtenemos una tercera ecuación que también es verdadera para los
mismos valores de x e y. Por lo tanto resolviento esta ecuación podremos encontrar
los resultados.
3x = 3
x =
3
3
x = 1
Para encontrar el valor de y basta reemplazar x = 1 en cualquiera de las ecuaciones
originales.
Resolvamos otro ejemplo con el método de reducción:
5x + 3y = 10
x − y = 2
En este ejemplo no nos ser´ıa útil sumar o restar las ecuaciones tal como están ya
que obtendriamos una tercera ecuación que contendr´ıa ambas incógnitas, por lo que
antes debemos “arreglarlas”.
Podemos multiplicar la segunda ecuación por 3, de ésta forma el sistema quedar´ıa de
la forma:
5x + 3y = 10
x − y = 2 · 3 )
5x + 3y = 10
3x − 3y = 6
4Ver página 56

Ahora podemos sumar ambas ecuaciones obteniendo:
5x + 3y = 10
+ 3x − 3y = 6
8x + 0 = 16
De ésta manera obtenemos una simple ecuación de primer grado con una incógnita:
8x = 16
x =
16
8
) x = 2
Para encontrar el valor de y se puede hacer un proceso similar5, o simplemente
reemplazar el valor de x en cualquiera de las ecuaciones originales.
5.4.2. Sistemas de Ecuaciones de 3 incógnitas
Los sistemas de 3 incógnitas deben tener a lo menos 3 ecuaciones para ser resolubles6,
y la manera de resolverlos es “transformalos” en un sistema de dos ecuaciones y dos incógnitas
que ya sabemos resolver. Generalmente la forma mas fácil de hacerlo es utilizando el método de
sustitución.
Veamos un ejemplo :
x + 2y + z = 5 (1)
3x + y − z = 2 (2)
x + y + z = 0 (3)
En este caso podemos despejar de la ecuación (2) la variable z y luego reemplazarla en
las ecuaciones (1) y (3).
(2) 3x + y − z = 2
3x + y = 2 + z
) z = 3x + y − 2
Luego, al reemplazar en las ecuaciones (1) y (3) resulta:
5Por ejemplo multiplicando la primera ecuación por 3 y la segunda por −5 y luego sumar.
6Mas adelante en la página 69, veremos que esto no es del todo cierto
Matemática I 67

(1) x + 2y + z = 5
x + 2y + (3x + y − 2) = 5
4x + 3y − 2 = 5
4x + 3y = 7 (4)
(3) x + y + z = 0
x + y + (3x + y − 2) = 0
4x + 2y − 2 = 0
4x + 2y = 2 (5)
As´ı con las nuevas ecuaciones (4) y (5), formamos un sistema de dos ecuaciones y dos
incógnitas que ya sabemos resolver:
4x + 3y = 7
4x + 2y = 2
Las podemos restar entre ellas para obtener una sexta ecuación de solo una incógnita:
4x + 3y = 7
− 4x + 2y = 2
0 + y = 5
) y = 5
Ahora reemplazamos en la ecuación (4):
4x + 3y = 7
4x + 3 · (5) = 7
4x + 15 = 7
4x = 7 − 15
4x = −8
x = −8
4
= −2
Y con los valores de y y de x obtenidos reemplazamos en alguna de las ecuaciones
originales para obtener z:

ecuación(3) ) x + y + z = 0
(−2) + (5) + z = 0
3 + z = 0
) z = −3
De esta manera finalmente logramos obtener todos los valores del sistema original.
5.4.3. Casos Especiales
1. Cuando hay más de una solución
En general resolverás sistemas que tienen solo una solución para cada variable, pero
puede ocurrir que te encuentres con un sistema al que no puedas llegar a una solución
concreta, no porque hagas las cosas mal, sino por que puedes estar en presencia de una
sistema linealmente dependiente o l.d., que se refiere a que las ecuaciones que lo conforman
son productos unas de otras, es decir; podemos obtener una de las ecuaciones del sistema
multiplicando otra por algún número real, o sumándolas entre ellas.
En general, para todo sistema de la forma:
ax + by = c
dx + ey = f
Si 9 m 2 R tal que a = m · d, b = m · e y c = m · f, entonces las ecuaciones son
linealmente dependientes. Cuando esto no ocurre y estamos con un sistema que si tiene
soluciones únicas se denomina sistema linealmente independiente o l.i..
2. Cuando no hay solución
Dado un sistema de cuaciones de la forma:
ax + by = c
dx + ey = f
Si 9 m 2 R tal que a = m·d, b = m· e y c6= m· f, entonces el sistema no tiene solución.
Matemática I 69

| Actividad
Resuelve los siguientes sistemas de ecuaciones utilizando los métodos de resolución que te parezcan
más convenientes:
1.
7x − 2y = 5
5x + 3y = 2
2.
x − 2y = 3
4x + 5y = 6
3.
5x + 17y = 0
15x + 51y = 10
4.
6x − 3y = 5
−6y + 12x = 10
5.
ax + by = c
ax − by = c
6.
x − ay = b
bx + y = a
7.
x + 6y = 27
7x − 3y = 9
8.
3x − 2y = −2
5x − 8y = −60
9.
3x + 5y = 7
2x − y = −4
10.
7x − 4y = 5
9x + 8y = 13
11.
9x + 16y = 7
4y − 3x = 0
12.
14x − 11y = −29
13y − 8x = 30
13.
x + y + z = 8
x −
y
3
+
4
3z = 7
3z − 3y − 2x = 7
14.
x − y + z = 0
2x + y + z = 5
y + 2z = 2
5.5. Mini Ensayo V
Ecuaciones Algebraicas
1. La edad de Cristina es un tercio de la edad de su padre y dentro de 16 años será la mitad,
entonces la edad de Cristina es:
a) 16
b) 24
c) 32
d) 48
e) 64
2. Sea x = 2y + 5, si x = 3 entonces y =
a) 1
b) −1
c) 3/2
d) 4
e) 11
3. De una torta Gonzalo se come la mitad, Cristian la sexta parte y Paola la tercera parte,
¿qué parte de la torta quedó?
a) 1
3

Universidad de Chile 5.5. Mini Ensayo V, Ecuaciones Algebraicas
b) 1/6
c) 1
9
d) 1/18
e) Nada
4. La edad de una persona es (12a + 8) años, ¿hace cuántos años ten´ıa la cuarta parte de su
edad actual?
a) 3a + 2
b) 12a + 4
c) 3a + 4
d) 9a + 8
e) 9a + 6
5. El valor de x en la ecuación 7(5x + 5) = 5(6x + 4) es:
a) −10
b) −3
c) 3
d) 10
e) 11
6. Si al qu´ıntuplo de un cierto número se le restan 16, se obtiene el triple del mismo número,
¿cuál es el número?
a) 2
b) −2
c) 8
d) −8
e) 19/5
7. Gonzalo tiene el doble de dinero que Cristian, si entre ambos se quieren comprar una
pelota de $1.000 Gonzalo deber´ıa tener el doble de dinero que tiene. ¿cuánto dinero tiene
Cristian?
a) $100
b) $200
c) $300
d) $400
e) $500
8. Si x + z = y, 2y = 3x y x + y + z = 18, entonces el valor de z es:
a) 9
b) 6
Matemática I 71

c) 4,5
d) 4
e) 3
9. Dada la ecuación (x + 1)2 = 1, la suma de sus dos soluciones es igual a:
a) 0
b) 2
c) −2
d) −1
e) 1
10. Si m2 = 4nh entonces la ecuación x(nx + m) = −h tiene:
a) Dos soluciones.
b) Una solución.
c) No tiene soluciones.
d) Infinitas soluciones.
e) No se puede determinar la cantidad de soluciones.
11. Si y es el sucesor de x, y x es el triple del antecesor de y, entonces los valores de x e y son
respectivamente:
a) 0 y 1
b) −1 y 0
c) 1 y 0
d) 0 y −1
e) 0 y 0
12. El producto de las raices de la ecuación x2 + x = 12 es:
a) 12
b) −12
c) 3
d) −4
e) −1
13. La semi suma de dos números es 10, y su semi diferencia es 5, ¿cuál es el M´ınimo común
múltiplo entre dichos números?
a) 25
b) 20
c) 15
d) 10
e) 5

Universidad de Chile 5.5. Mini Ensayo V, Ecuaciones Algebraicas
14. Cuál debe ser el valor de k para que una de las soluciones de la ecuación x2 = 2x−k +10
sea 1.
a) 10
b) 11
c) 12
d) 13
e) 14
15. La diferencia entre un número y su cuarta parte es 9, entonces el doble del número es:
a) 12
b) 18
c) 24
d) 36
e) 90
16. Cristian es 3 años mayor que Gonzalo, en 5 años más sus edades sumarán 35 años,
¿Qué edad tiene Gonzalo?
a) 11
b) 14
c) 16
d) 19
e) 20
17. Si 1 − 3
x = 9 entonces x =
a) −9
2
b) −2
9
c) 9
2
d) 8
3
e) −3
8
18. La suma de las soluciones del sistema,
x + y = z
2x + z = 3y − 1
2y + x = 5
es:
a) 1
b) 2
c) 3
d) 6
e) 0
Matemática I 73

19. Las ra´ıces de la ecuaci´on x(x − 1) = 20 son:
a) 1 y 20
b) 2 y 20
c) 4 y 5
d) 4 y −5
e) −4 y 5
20. Una ecuaci´on que tenga por ra´ıces a x1 = 2 +
p
2 y x2 = 2 −
p
2 es:
a) x2 + 4x + 2
b) x2 + 4x − 2
c) −x2 − 4x + 2
d) x2 − 4x + 2
e) x2 − 4x − 2

Cap´ıtulo 6
Ecuaciones no Algebraicas
G eneralmente para lograr resolver problemas de la vida cotidiana utilizando matematica, ´se
ocupan ecuaciones algebraicas, ya que estas son suficientes para la mayor´ıa de los problemas
que nos puedan acontecer.
Sin embargo, en el estudio más acabado de la matemática te encontrarás en circunstancias
en que un problema solo puede ser resuelto con las llamadas Ecuaciones no Algebraicas, como
por ejemplo para describir fenómenos del electromagnetismo.
Las llamadas ecuaciones no algebraicas son aquellas en que la incógnita o variable a encontrar
no esta presente en un polinomio, por lo que no nos serán de utilidad los métodos de resolución
que vimos anteriormente.
Las ecuaciones no algebraicas que estudiaremos son principalmente las Ecuaciones Exponen-ciales
y las Ecuaciones Logaritmicas.
6.1. Ecuación Exponencial
Las ecuaciones exponenciales son aquellas ecuaciones en que la incógnita esta presente en el
exponente de una cantidad.
Por ejemplo:
† 3x+1 + 1 = 2 , Si es una ecuación exponencial.
† 3x2 + 8x = 8 , No es una ecuación exponencial.
6.1.1. Resolución de Ecuaciones Exponenciales
Para resolver las ecuaciones exponenciales principalmente ocupamos las siguientes propieda-des:
1. ab = ac , b = c
2. ab = cb , a = c
Es decir, debemos lograr igualar las bases de las potencias de éstas ecuaciones para de ésta
manera poder “trasformar” una ecuación exponencial en una ecuación algebraica.
75

6. Ecuaciones no Algebraicas Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
Ejemplo 1
5x+9 = 125
5x+9 = 53
) x + 9 = 3
x = 3 − 9
x = −6
Ejemplo 2
3x+1 − 2 = 25
3x+1 = 25 + 2
3x+1 = 27
3x+1 = 9 · 3
3x+1 = 3 · 3 · 3
3x+1 = 33
) x + 1 = 3
x = 3 − 1
x = 2
Ejemplo 3
84x−8 − 9 = −8
84x−8 = −8 + 9
84x−8 = 1
84x−8 = 80
) 4x − 8 = 0
4x = 8
x =
8
4
x = 2
| Actividad
Resuelve las siguientes ecuaciones exponenciales:
64 11. 5 p
1. 2x−5 = 1 6. 4x = 1
25x − 1 − 1 = 0
2. 43x+6 − 22x−7 = 0 7. 4 p
a6x+2 = ax−9 12.
p
10242x+8 = 2x
3. 83x+5 = 4x−1 8.
p
4x − 3 p
8x+1 = 0 13. 81x = 1
243
10x(x+1) = 1 x 4. 9. 9= p
14.
5. 2562x+5 − 2x = 2x 10. 10 9x2 = 3 15.

Universidad de Chile 6.2. Ecuación Logar´ıtmica
6.2. Ecuación Logar´ıtmica
6.2.1. Significado de un Logaritmo
El logaritmo de un número es el exponente al que hay que elevar otro número llamado base
para obtener el número en cuestión.
Por ejemplo, veamos las potencias del número 3.
30 = 1
31 = 3
32 = 9
33 = 27
...
As´ı, el logaritmo en base 3 de 1 es 0, ya que 0 es el exponente al que hay que elevar 3 para
dar por resultado 1; de la misma manera el logaritmo de base 3 de 3 es 1, el logaritmo en
base 3 de 9 es 2, el logaritmo en base 3 de 27 es 3, etc.
La notación que ocupamos para representar los logaritmos es la siguiente:
loga b = c
Y se lee el logaritmo en base a de b es c.
La notación anterior del logaritmo, la podemos explicar de la siguiente manera:
loga b = c , ac = b
Cuando no se escribe la base de un logaritmo se asume que esta es 10, es decir:
log a = log10 a
6.2.2. Propiedades de los Logaritmos
1. La base de un logaritmo no puede ser negativa, ya que si lo fuera sus potencias pares
ser´ıan positivas y las impares negativas, y tendr´ıamos una serie de números alternadamente
positivos y negativos, resultando números positivos que no tendr´ıan logaritmo.
2. Los números negativos no tienen logaritmo, ya que siendo la base positiva, cualquie-ra
de sus potencias es siempre un número positivo.
3. Para cualquier logaritmo, el logaritmo de la base es siempre 1, pues siendo una ba-se
a, entonces a1 = a, es decir:
loga a = 1 8 a
4. Para cualquier logaritmo, el logaritmo de 1 es 0, pues para todo a6= 0 se tiene que
a0 = 1, es decir:
loga 1 = 0 8 a
Matemática I 77

5. El logaritmo de un producto, es la suma de sus logaritmos, es decir:
loga(b · c) = loga b + loga c
6. El logaritmo de un cociente, es la diferencia de sus logaritmos, es decir:
loga

b
c

= loga b − loga c
7. El logaritmo de una potencia, es el producto entre el exponente y el logaritmo de la base,
es decir:
loga bn = n · loga b
8. El logaritmo de una ra´ız, es el cociente entre el logaritmo de la cantidad sub-radical y el
´ındice de la ra´ız, pues n p
b = b
1
n y ocupamos la propiedad anterior para las potencias, es
decir:
loga
n p
b =
1
n
· loga b
9. El cambio de base; se cumple siempre para el logaritmo en cualquier base de cualquier
número que:
loga b =
logc b
logc a
8 c
6.2.3. Resolución de Ecuaciones Logar´ıtmicas
Para resolver las ecuaciones logar´ıtmicas principalmente ocupamos la siguiente propiedad:
loga b = loga c , b = c
Por lo tanto para lograr resolverlas, la idea es lograr dejar la ecuación en cuestión de la forma
log(algo)=log(algo mas).
Veamos algunos ejemplos :
Ejemplo 1
log(9x + 5) = log(x + 1) + 1
log(9x + 5) = log(x + 1) + log 10
log(9x + 5) = log((x + 1) · 10)
log(9x + 5) = log(10x + 10)
) 9x + 5 = 10x + 10
9x − 10x = 10 − 5
−x = 5 / · −1
x = −5

Universidad de Chile6.3. Aplicación de los Logaritmos a las ecuaciones exponenciales
Ejemplo 2
log(3 − x2) = log(2) + log(x)
log(3 − x2) = log(2 · x)
) 3 − x2 = 2x
0 = x2 + 2x − 3
0 = (x − 1)(x + 3)
) x1 = 1 y x2 = −3
F´ıjate que en el último ejemplo al sustituir el valor −3 en la ecuación original esta
queda: log(−6) = log(2) + log(−3), sin embargo el logaritmo de números negativos NO
existe, por lo tanto la única solución es x = 1.
Recuerda siempre comprobar tus resultados.
Ejemplo 3
(log(x))2 = 35 − 2 log(x)
En este caso podemos ocupar variable auxiliar,consideremos que log(x) = y
) (y)2 = 35 − 2(y)
0 = y2 + 2y − 35
0 = (y − 5)(y + 7)
) y1 = 5 y y2 = −7
log(x1) = 5 y log(x2) = −7
x1 = 105 y x2 = 10−7
| Actividad
I. Calcula los siguientes logaritmos:
1. log4 64 = 4. log16 8 = 7. log81 3 =
2. log1/3 9 = 5. log125 25 = 8. log4 32 − log2 16 =
3. log(0) = 6. log1 5 = 9. logb(bb) =
II. Resuelve las siguientes ecuaciones logar´ıtmicas:
1. log(x + 1) = log(2x − 5) 5. log(x + 3) − log(x + 4) = log(x − 7) − log(x − 4)
2. log 5 + log(x + 4) = log(x − 8) 6. (log(x))2 − 2 log(x) = −1
3. log(x + 7) + log(x − 3) = log(x2 + 3) 7. 5(log(x))2 − 2 log(x) = 3
4. log(x + 8) − log(x) = log(3x + 9) 8. log(x + 1) + log(x + 3) = log(x − 2) + log(x − 3)
6.3. Aplicación de los Logaritmos a las ecuaciones exponenciales
En la resolución de las ecuaciones exponenciales existen el casos en que no podremos resol-verlas
igualando las bases, sencillamente porque no será posible. Para estas situciones es posible
ocupar los logaritmos.
Matemática I 79

Ejemplo 1
7x = 6 / log()
log(7x) = log(6)
x · log(7) = log(6)
x =
log(6)
log(7)
x = log7 6
Ejemplo 2
2x+1 · 5x = 9 / log()
log(2x+1 · 5x) = log(9)
log(2x+1) + log(5x) = log(9)
(x + 1) log(2) + x log(5) = log(9)
x log(2) + log(2) + x log(5) = log(9)
x log(2) + x log(5) + log(2) = log(9)
x(log(2) + log(5)) + log(2) = log(9)
x(log(2) + log(5)) = log(9) − log(2)
x(log(2) + log(5)) = log(9/2)
x log(2 · 5) = log(9/2)
x log(10) = log(9/2)
x · 1 = log(9/2)
x = log(9/2)
| Actividad
Resuelve las siguientes ecuaciones exponenciales ocupando logar´ıtmos:
1. 2x+3 = 4 5. 2x−1 · 5x−1 = 250
2. 16x−2 = 128x+4 6. 2x−2 ÷ 5x−1 = 0,032
3. 52x =10.000 7. x p
4 · x p
5 = 400
4. 3x−4 · 7x−3 = 147 8. 2x−3 + 2x−2 + 2x−1 + 2x+1 = 23
12

Universidad de Chile 6.4. Mini Ensayo VI, Ecuaciones no Algebraicas
6.4. Mini Ensayo VI
Ecuaciones no Algebraicas
1. ¿Cuál es el valor de x en la ecuación 5x + 5x+1 + 5x+2 = 155?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 1/3
e) −3
2. Determine el valor de log3(0, 1)
a) −1/3
b) −2
c) 1/3
d) 2
e) 3 p
9
3. ¿Al antecesor de que número debe elevarse 2 para obtener 32?
a) 2
b) 3
c) 4
d) 5
e) 6
4. La expresión loga b
loga c es equivalente a:
a) loga a
b) logc b
c) logb c
d) loga(b + c)
e) loga(b · c)
5. Si log
p
a = 0,7186, entonces log a2 =
a) (0,7186)4
b) 4,7186
c) 2 log(0,7186)
d) 4 · 0,7186
e) 4 log 0,7186
6. En la expresión logm(n · m3) = 3, si m 1 entonces n =
Matemática I 81

a) 0
b) 1
c) 2
d) 3
7. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es FALSA?
a) El logaritmo de 1 en cualquier base, siempre es 0.
b) x loga ax = x2
c) La base de un logaritmo no puede ser negativa
d) El logaritmo de una suma es el producto de los logaritmos
e) El logaritmo de un cociente es la diferencia de los logaritmos
8. El valor de x en la ecuación 10x = 2 es:
a) log2 10
b) log 5 − 1
c) 1 − log 5
d) −log2 10
e) log 2,01
9. Si 4x = 1
64 entonces x =
a) −3
b) 3
c) −2
d) 2
e) log4 64
10. Si 2x−5 = 1, entonces el valor de logx 5 es:
a) 0
b) −1
c) −5
d) 5
e) 1
11. Dada la ecuación log(x + 1) = −1 el valor x corresponde a:
a) 1,1
b) 0,9
c) 0
d) −0, 9

Universidad de Chile 6.4. Mini Ensayo VI, Ecuaciones no Algebraicas
e) −2
12. Si log

1
1−x

= 2, entonces x vale
a) −0,99
b) −99
c) 0,99
d) −1,01
e) 19
20
13. Si x = b entonces log ax−b + log bb−x + log x2 − log b2 es igual a:
a) x + b
b) 0
c) 1
d) a − b
14. Si logx a = 2, entonces logx(ax)2 =
a) 4
b) logx(2a)
c) logx x6
d) 2 logx x
e) 2a
15. Cual es el valor de x en la ecuación log(x + 2) + log(x + 3) = log 2
a) −4 y −1
b) −4
c) 1
d) −1
e) 4
16. El valor de x en la ecuación ax = bc es:
a) log b + log c − log a
b) log a + log b − log c
c) log a − log b − log c
d) log b+log c
log a
q
17. Sea a un número distinto de 0, entonces el valor de la expresión a
4a+2−4a
15 es:
q
a) 4 a
1
15
Matemática I 83

q
b) a
1
15
c) 4a
d) 4
18. Si 22x = 8, ¿cu´antas veces x es igual a 9?
a) 6
b) 9
2
c) 3
d) 3/2

Cap´ıtulo 7
Inecuaciones
D entro del mundo de la resolución de problemas te encontrarás en ocaciones en que la incógni-ta
que deseas encontrar no tiene tantas restricciones que la hacen ser única para satisfacer
alguna ecuación, existen casos en que la solución puede ser el conjunto completo de los números
positivos por ejemplo, o todos los número mayores que 1.000.000, que por cierto en ambos casos
la cantidad de soluciones son infinitas1.
7.1. Intervalo
Como ya sabemos el conjunto de los números reales R, lo podemos representar en una recta
numérica. Por lo tanto cada segmento de ésta recta representa a un subconjunto de R, cada uno
de éstos subconjuntos se denomina Intervalo. Existen distintos tipos de intervalos.
7.1.1. Intervalo Abierto
Un intervalo abierto de a a b, con a b, es el conjunto de todos los número reales que
cumplen que son mayores que a y menores que b, es decir, son todos los x 2 R tal que a x b.
Se denota como ]a, b[ y su representación gráfica es:
7.1.2. Intervalo Cerrado
Un intervalo cerrado de a a b, con a b, es el conjunto de todos los número reales que
cumplen que son mayores o iguales que a y menores o iguales que b, es decir, son todos los x 2
R tales que a x b. Se denota como [a, b] y su representación gráfica es:
1Infinito : Que no tiene fin en cantidad o en espacio. Matemáticamente se escribe con el s´ımbolo1y representa
un valor mayor que cualquier cantidad asignable. –Diccionario Enciclopédico Ilustrado NORMA–
85

7. Inecuaciones Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
7.1.3. Intervalo Semi-Abierto
1. Por la Izquierda
Un intervalo semi-abierto por la izquierda es el conjunto de todos los número reales que
cumplen que son mayores que a y menores o iguales que b, es decir, son todos los x 2 R
tales que a x b. Se denota como ]a, b] y su representación gráfica es:
2. Por la Derecha
Un intervalo semi-abierto por la derecha es el conjunto de todos los número reales que
cumplen que son mayores o iguales que a y menores que b, es decir, son todos los x 2 R
tales que a x b. Se denota como [a, b[ y su representación gráfica es:
Tambián existen intervalos que no tienen l´ımite superior o inferior (en los casos anteriores el
l´ımite inferior era a y el superior b), en el primer caso ocupamos el s´ımboplo +1o simplemente1
y en el segundo el s´ımbolo −1, que significan, “mas infinito” y “menos infinito” respectivamente.
Por ejemplo veamos el conjunto formado por todos los números que son mayores o iguales
que a, es decir, todos los x 2 R tales que a x, este conjunto lo denotamos como [a,+1[, y
gráficamente se ver´ıa como:
Si el intervalo fuera ]a,+1[, es decir, todos los x 2 R tales que a x, entonces:
7.2. Desigualdades
Las desigualdades son todas aquellas expresiones algebraicas que poseen alguno de los cuatro
s´ımbolos de desigualdad (, ,,)2.
7.2.1. Desigualdad Absoluta
Análogamente al concepto de identidad3, una desigualdad es absoluta cuando se satisface
para cualquier valor de sus incógnitas o variables.
2Ver Simbolog´ıa, tras la portada.
3Ver página 55

Universidad de Chile 7.3. Resolución de Inecuaciones
Por ejemplo:
† x2 0
† (x + y)2 0
† z z + 1
Son desigualdades absolutas, pues para cualquier valor real de sus variables que reemplaze,
estas desigualdades se seguirán cumpliendo.
7.2.2. Desigualdad Condicionada o Inecuación
Análogamente al concepto de ecuación4, una desigualdad es condicionada cuando se satisface
solo para algunos valores de sus incógnitas o variables.
Por ejemplo:
† x + 1 0, sólo se cumple si x −1
† 2y 10, sólo se cumple si y 5
† z + 1 6, sólo se cumple si z 5
Estas son las llamada inecuaciones.
7.3. Resolución de Inecuaciones
Antes de comenzar esta parte veamos las siguientes reglas o axiomas que nos hablan sobre
el orden en los números reales:
1ero Axioma de Tricotom´ıa
Sean a y b 2 R, entonces entre ellos solo cumplen una y solo una de las siguientes
afirmaciones:
a b, a = b a b
2do Axioma de Transitividad
Sean a, b y c 2 R, tales que a b y b c entonces siempre a c.
3ero Axioma de Adición
Sean a, b y c 2 R, tales a b entonces siempre a + c b + c.
4to Axioma de Multiplicación
Sean a, b y c 2 R, tales a b y c 0 entonces siempre a · c b · c.
} Observa que . . .
Del último axioma se deduce entonces que si a b y c 0 entonces a · c b · c.
En otras palabras, multiplicar una desigualdad por un número negativo cambiará la
dirección de la desigualdad.
4Ver sección 5.1
Matemática I 87

Ejemplo 1
5x + 7 12 ! Ocupando el axioma de adición podemos sumar
a ambos lados el número −7.
5x + 7 + −7 12 − 7 ! Como −7 es el inverso aditivo de 7 implica que
7 + −7 = 0.
5x + 0 5
5x 5 ! Luego ocupando el axioma de la multiplicación
podemos multiplicar a ambos lados por 1
5 .
5x · 1/5 5 · 1/5 ! Al lado izquierdo podemos conmutar
x · 5 · 1/5 1 ! Obteniendo finalmente.
x · 1 1
x 1 ! Lo que implica que el conjunto solución es ] −
1, 1[.
Gráficamente la solución se ve:
Ejemplo 2
3 − 2x 7 ! Ocupando el axioma de adición podemos sumar
a ambos lados el número −3.
3 + −3 − 2x 7 + −3 ! Como −3 es el inverso aditivo de 3 implica que
3 + −3 = 0.
0 − 2x 4
−2x 4 ! Luego podemos multiplicar a ambos lados por
−1
teniendo cuidado que −1
es negativo por lo
2 2 tanto, cambia la direccion ´de la desigualdad.
−2x · −1/2 4 · −1/2 ! Al lado izquierdo podemos conmutar
x · −2 · −1/2 −2 ! Obteniendo finalmente.
x · 1 −2
x −2 ! Lo que implica que el conjunto solución es ] −
2,+1[
Gráficamente la solución se ve:

Universidad de Chile 7.3. Resolución de Inecuaciones
Ejemplo 3
x2 − 2 7 ! Ocupando el axioma de adición podemos sumar
a ambos lados el número 2.
x2 − 2 + 2 7 + 2
x2 + 0 9
x2 9 ! En éste paso debemos tener especial cuidado,
pues pueden haber dos posibilidades
Caso 1 ! x 3 ! En este caso se tiene que el conjunto solución es
] −1, 3]
Caso 2 ! x −3 ! En este caso se tiene que el conjunto solución es
[−3,1[
Por lo tanto El conjunto solución de esta inecuación debe ser uno que cumpla con estas
dos últimas restricciones, es decir ser mayor o igual que −3 y a la vez de menor o igual
que 3.
Gráficamente podemos ver que los números que cumplen esto son los que están entre
−3 y 3, considerando a éstos últimos.
En éste tipo de casos decimos que el conjunto solución será producto de la intersección
entre los dos conjuntos solución particulares.
Solución ! [−3,+1[ ] −1, 3] = [−3, 3]
Ejemplo 4
6/x 3 ! En éste caso podemos ocupar el axioma de mul-tiplicaci
ón (multiplicando por x), pero teniendo
cuidado de que x puede ser positivo o negativo,
por lo tanto recaemos en dos casos
Caso 1 : Si x 0
6 3x
6/3 x
2 x ! En este caso se tiene que el conjunto solución es
]2,+1[
Caso 2 : Si x 0
6 3x
6/3 x
2 x ! En este caso se tiene que el conjunto solución es
] −1, 2[, pero hay que tener cuidado pues una
condición del caso fue que x 0, por lo tanto el
verdadero conjunto solución será ] −1, 0[
Matemática I 89

El conjunto solución de la inecuación debe ser uno que cumpla con alguna de estas
restricciones, ser mayor que 2 o menor que 0. Gráficamente podemos ver lo números que
cumplen a lo menos una:
En éste tipo de casos decimos que el conjunto solución será producto de la unión entre
los dos conjuntos solución particulares.
Solución ! ] −1, 0[ [ ]2,+1[
| Actividad
I. Representa gráficamente los siguientes intervalos:
1. ]2,6[ 4. [−100,+1[ 7. [0,1]
2. [6,2[ 5. ] −1,+1[ 8. ] 5 p
3, 3 p
2]
3. ] −1,0] 6. [1,2[ 9. ]e.[
II. Determina el intervalo y grafica las siguientes desigualdades:
1. 1 x 4. 1 x 7. x 12
2. 2 x 5. 2 x 9 8. 0 x 10
3. x 6. 8 x 9 9. −8 x −7
III. Resuelve las siguientes inecuaciones, determina su conjunto solución, si existe, y
graf´ıcalo:
1. x + 1 6 4. 8 − 3x 2 7. x2 + 1 10
2. x − 5 1 − x 5. −x + 1 4 8. 8
x 2
3. 2x + 5 1 6. (x + 1)2 1 9. 1 + x 2x − 9

Universidad de Chile 7.4. Mini Ensayo VII, Desigualdades e Inecuaciones
7.4. Mini Ensayo VII
Desigualdades e Inecuaciones
1. El intervalo solución de la inecuación −3x + 1 7 es:
a) ] − 2,+1[
b) ] −1, 2[
c) ] −1, 8/3[
d) ] −1,−8/3[
e) ] − 8/3, 8/3[
2. Si x 2 [1, 4[ entonces (2x + 1) pertenece a:
a) [1, 4[
b) [3, 9[
c) [1, 4]
d) ]1, 4]
e) ]3, 9]
3. Si a b, b c y c 0 entonces es falso que:
a) c b − a
b) a c
c) ac bc
d) a + c b + c
e) a − b 0
4. Si x 2 [a, b[ entonces:
a) a x b
b) a x b
c) a x b
d) a x b
e) a x b
5. La representación gráfica de la solución de la inecuación 3−2x
2 15
10 es:
a)
b)
c)
Matemática I 91

d)
e)
6. Si a b c d entonces [a, c[[]b, d] =
a) [a, d]
b) [c, b]
c) ]a, d[
d) [a, d[
e) ]a, d]
7. La figura corresponde a la soluci´on de :
a) x 3
b) 4 1 − x
c) −3 x
d) −3 x
e) x 3
8. Si a b c d entonces [a, c[]b, d] =
a) [c, b]
b) [a, d]
c) ]a, d[
d) ]b, c[
e) [b, c]
9. La soluci´on del siguiente sistema de inecuaciones es:
4x + 2 1
6x 2
a) −1
4 x 1
3
b) 1
4 x 1
3
c) −1
3 x 1
4
d) −1
3 x −1
4
e) −1
4 x

Cap´ıtulo 8
Funciones
E l concepto de función es sin duda uno de los más importantes para todo hombre de ciencia,
al estudiar distintos fenómenos que ocurren en nuestro mundo siempre se trata de obtener
relaciones entre ellos, de que dependen, porque ocurren, que pasar´ıa si cambiaramos un factor,
en fin, todos estos objetivos se resumen en encontrar una función que relacione causa y efecto
de los acontecimientos del mundo que nos rodea.
En el presente cap´ıtulo estudiaremos los conceptos más básicos en el estudio de funciones;
tipos de funciones, representaciones y ejemplos.
8.1. El Concepto de Función
Una función es una regla que relaciona los elementos de dos conjuntos, es decir a todos los
elementos de un conjunto inicial que llamaremos Dominio1 le asigna por medio de alguna regla,
uno y solo uno de los elementos de un conjunto final que llamaremos Codominio, al elemento
inicial se le conoce como Preimagen y el elemento que se le asigna a través de la función como
Imagen.
Podr´ıamos considerar, por ejemplo, que una función f es una especie de máquina a la
que cuando ingresa un elemento de un Dominio A = {1, 2, 3, 4, 5, 6} se le es asignado un
elemento de el Codominio B = {a, b, c, d, e, f}.
Figura 8.1: Función f, que transforma un elemento de A en uno de B
1Lo podemos abreviar como Dom(f )
93

8. Funciones Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
A ésta máquina la representaremos matemáticamente por f(x) que se lee “efe de equis”. Y
para indicar el dominio y el codominio de la función usaremos la notación: f : A ! B, donde A
es el dominio y B es el codominio.
El conjunto formado por todas las imágenes de una función es conocido domo Recorrido2.El
Recorrido de una función es un subconjunto del codominio de la misma.
A las funciones se les puede clasificar por la manera de relacionar los elementos del Dominio
con los del Codominio.
8.1.1. Funciones Inyectivas
Las funciones inyectivas son aquellas en que ningún elemento del recorrido es imagen de más
de un elemento del dominio, es decir, no existen dos o más preimágenes que vayan a dar a la
misma imagen.
Figura 8.2: Ejemplo de Función Inyectiva
8.1.2. Funciones Sobreyectivas o Epiyectivas
Las funciones sobreyectivas, también conocidas como epiyectivas, son todas aquellas en que
todos los elementos del codominio son imágenes de a lo menos un elemento del dominio, es decir,
el codominio es igual al recorrido.
Figura 8.3: Ejemplo de Función Sobreyectiva
2Lo podemos abreviar como Rec(f )

Universidad de Chile 8.1. El Concepto de Función
8.1.3. Funciones Biyectivas
Las funciones biyectivas son todas aquellas que son inyectivas y sobreyectivas al mismo tiem-po,
es decir, cada imagen tiene una y solo una preimagen y no existen elementos del codominio
que no tengan preimagen.
Figura 8.4: Ejemplo de Función Biyectiva
8.1.4. Composición de Funciones
Sean f y g dos funciones talque f : A ! B y g : B ! C. Entonces definiremos la composición
entre f y g de la forma g f, que se lee “efe compuesto con ge” y generamos una nueva función
que toma un elemento de A, lo lleva a través de f a B y luego a través de g lo lleva a C, por lo
tanto:
g f : A ! C
8.1.5. La Función Inversa
La inversa de una función es aquella cuyo dominio es igual al recorrido de la función original y
su recorrido es igual al dominio de la misma función, es decir; si f : A ! B entonces f−1 : B ! A,
observa que para que se mantenga el concepto de función para la función inversa ésta solo puede
existir para las funciones biyectivas pues ningún elemento de B puede no tener imagen a través
de la función inversa, lo que obliga a que todos los elementos de B llege algún elemento de A
(sobreyectividad), y además que llegue solo uno (inyectividad), pues cuando la función inversa
actúe debe asignarle uno y solo uno de los elemento de A a cada elemento de B.
Por ejemplo:
Sean A = {a1, a2, a3, a4, a5} y B = {b1, b2, b3, b4, b5}, sea f : A ! B talque f(a1) = b1,
f(a2) = b2, f(a3) = b3, f(a4) = b4 y f(a5) = b5. Entonces la función inversa de f, f−1
será: f−1 : B ! A talque f(b1) = a1, f(b2) = a2, f(b3) = a3, f(b4) = a4 y f(b5) = a5.
Notemos que si componemos f con f−1 dejamos todos los elementos del dominio de f igual,
pues si f : A ! B y f−1 : B ! A entonces f−1 f : A ! A y corresponderá a cada elemento
consigo mismo, a la función que hace ésto la conocemos como Identidad y la abreviamos como
I.
8.1.6. Funciones Crecientes
Son aquellas funciones que tienen como dominio y codominio a R, es decir; f : R ! R, y que
si un elemento del dominio es mayor que otro, entonces su imagen será mayor que la imagen
del otro, es decir:
Matemática I 95

Si a b, entonces f(a) f(b)
8.1.7. Funciones Decrecientes
Son aquellas funciones que tienen como dominio y codominio a R, es decir; f : R ! R, y que
si un elemento del dominio es mayor que otro, entonces su imagen será menor que la imagen
del otro, es decir:
Si a b, entonces f(a) f(b)
8.1.8. Funciones Pares e Impares
1. Función Par
Las funciones pares son aquellas en que se cumple para todos los elementos del dominio
que f(x) = f(−x), es decir:
8a 2 Dom(f) ! f(a) = f(−a)
2. Función Impar
Las funciones impares son aquellas en que se cumple para todos los elementos del dominio
que f(x) = −f(−x), es decir:
8a 2 Dom(f) ! f(a) = −f(−a)
8.2. El Plano Cartesiano
El plano cartesiano o sistema de ejes coordenados debe su nombre al matemático francés Rene
Descartes3, es utilizado principalmente en la Geometr´ıa Anal´ıtica4, pero nosotros lo ocuparemos
para estudiar las funciones por medio de sus gráficos.
El plano cartesiano consta de dos rectas numéricas que se cortan perpendicularmente en el
0 de ambas, a este punto se le conoce como origen, la recta horizontal se conoce como eje de las
abscisas o eje de las x y a la recta vertical como eje de las ordenadas o eje de las y, se divide en
cuatro cuadrantes, los cuales son:
Figura 8.5: El plano cartesiano y sus 4 cuadrantes
3Descartes, filósofo y matemático francés, vivió entre los años 1596 y 1650, fué el primero en aplicar el Álgebra
a la Geometr´ıa, creando as´ı la Geometr´ıa Anal´ıtica
4Rama de la matemática que estudia la geometr´ıa desde un punto de vista algebraico

Universidad de Chile 8.2. El Plano Cartesiano
8.2.1. Determinación de un punto por sus coordenadas
Los ejes coordenados nos sirven para determinar cada punto del plano, es decir, cualquier
parte del plano que yo escoja ya tiene un nombre si es que en ese plano tengo dibujado un
sistema de ejes perpendiculares. El nombre que le es asignado a cada punto viene dado por sus
proyecciones sobre los ejes, ambas llamadas coordenadas.
Las proyecciones son la imagen del punto sobre los ejes, y estas las encontramos trazando
una l´ınea perpendicular al eje y que a traviese al punto en cuestión, el lugar donde esta recta se
intersecta con el eje será la coordenada del punto respecto al eje que se proyectó.
La manera de escribir los nombres de los puntos del plano es formando un conjunto llamado
par ordenado, este conjunto esta formado por dos elementos que tienen una posición prefijada, es
decir, su posición es única e inalterable, se denota de la forma (a, b) donde la primera componente
sera la coordenada del punto en cuestión sobre el eje de las abscisas y la segunda componente
será la coordenada sobre el eje de las ordenadas.
Dos pares ordenados serán iguales si cada una de sus componentes son respectivamente
iguales, es decir:
(a, b) = (c, d) () a = c y b = d
Por ejemplo:
Figura 8.6: Ubicación del punto (4,3) en el plano cartesiano
} Observa que . . .
† Las coordenadas del origen son (0, 0).
† La abscisa de cualquier punto situado en el eje de las y es 0.
† La ordenada de cualquier punto situado en el eje de las x es 0.
† Los signos de las coordenadas de un punto dependen del cuadrante en el que
se posicione.
Signo de la abscisa Signo de la ordenada
Si está en el 1er cuadrante + +
Si está en el 2do cuadrante − +
Si está en el 3er cuadrante − −
Si está en el 4to cuadrante + −
Matemática I 97

8.2.2. Representación gráfica de las funciones
Las funciones que estudiaremos son únicamente funciones donde su dominio y su codominio
son el conjunto de los números reales, o simplemente R, y en un sistema de ejes coordenados se
hace presente este conjunto en ambas rectas que lo componen, es por esto que se utilizan sus
ejes como el dominio y el codominio de las funciones ya que de esta manera apreciamos una
buena representación de ellas.
El eje de las abscisas se utiliza para representar a las preimágenes (por lo tanto el eje de
las x ser´ıa el dominio de la función), y el eje de las ordenadas se utiliza para representar a las
imágenes (por lo tanto el eje de las y ser´ıa el codominio de la función).
Las “reglas” que discriminan lo que hacen las funciones que estudiaremos serán dadas siempre
por ecuaciones de dos incógnitas donde la incógnita x será la preimagen y que ahora llamaremos
variable independiente y la incógnita y será la imagen y que llamaremos variable dependiente
pues depende del valor de x.
De esta manera podemos decir que f(x) = y.
8.3. Algunas Funciones Importantes
Existe una infinita cantidad de funciones distintas, pero algunas de ellas, las que te pregun-tar
án en la PSU, las podemos clasificar de las siguientes maneras :
8.3.1. Función Lineal
Las funciones lineales son todas aquellas que están determinadas por una ecuación de primer
grado de la forma:
y = f(x) = mx con m constante
Se conoce a m como constante de de proporcionalidad debido a que la función lineal relaciona
a x y a y de manera proporcional5, pero principalmente desde el punto de vista de funciones
llamaremos a m pendiente, pues al ver representada gráficamente la función lineal, m sera la
que determine la inclinación de la gráfica.
Grafiquemos la función y = x donde m = 1; para hacerlo debemos dar valores a x, para
obtener valores para y, luego ubicaremos estos puntos en el plano cartesiano y los uniremos:
x y
-3 -3
-1 -1
0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
...
...
5Ver página 25

Universidad de Chile 8.3. Algunas Funciones Importantes
Grafiquemos la función y = 2x donde m = 2; para hacerlo debemos dar valores a x, para
obtener valores para y, luego ubicaremos estos puntos en el plano cartesiano y los uniremos:
x y
-2 -4
-1 -2
0 0
1 2
2 4
3 6
4 8
5 10
...
...
Grafiquemos la función y = −1
2x donde m = −1
2 ; De la misma manera aterior le daremos
valores a x, para obtener valores para y:
x y
-4 2
-2 1
0 0
1 -0,5
2 -1
4 -2
5 -2,5
6 -3
...
...
Como puedes darte cuenta en las diferencias entre los gráficos anteriores, lo único que cambia
es la pendiente m, lo que significa que ésta determina por completo la forma del gráfico. Por lo
tanto nos lleva a concluir:
† Si m es positivo entonces el gráfico de la función pasará entre el 3er y el 1er cuadrante, es
decir, será un función creciente.
† Si m es negativo entonces el gráfico de la función pasará entre el 2do y el 4to cuadrante, es
decir, será una función decreciente.
† Si m1 es mayor que m2 entonces el gráfico de la función y = m1x será “mas inclinado”
que el gráfico de la función y = m2x, en este caso se dice que la primera función tiene una
mayor pendiente.
Matemática I 99

8.3.2. Función Af´ın y la Recta
La Función Af´ın
Una función af´ın es aquella que está determinada por una ecuación de primer grado de la
forma:
y = f(x) = mx + n con m y n constantes
La ecuación de una función af´ın es conocida como ecuación de la recta, precisamente porque
las gráficas de todas las funciones de ésta forma son precisamente lineas rectas.
} Observa que . . .
Las funciones lineales son un caso particular de las funciones afines, pues si en
una función af´ın de la forma y = mx + n se tiene que n = 0, tendremos entonces la
ecuación de una función lineal.
Grafiquemos la función y = x + 1; debemos dar valores a x, para calcular los valores de y
para poder graficar.
x y
-4 -3
-2 -1
0 1
1 2
2 3
4 5
6 7
7 8
...
...
Notemos que la inclinación es la misma que la de la función y = x, pues tiene la misma
pendiente.
La Recta
Una Recta es la representación gráfica de una función af´ın. Si un punto del plano (x, y)
pertenece a la recta, diremos entonces que ese punto satisface la ecuación de la recta.
Existen básicamente dos formas de presentar la ecuación de la recta:
† La forma General:
ax + by + c = 0
† La forma Principal:
y = mx + n

La diferencia principal que existe con la ecuación de una función lineal es que aparece el
coeficiente n, conocido como coeficiente de posición o simplemente intercepto, su nombre es
debido a que nos indica la posición de la recta en el plano a través del lugar que corta el eje de
las ordenadas6, mientras que la pendiente m nos dice la inclinación de la recta.
As´ı, de la ecuación y = x + 5 podemos deducir que estará inclinada en 45, pues m = 1, y
cortará el eje y en el punto (0, 5).
Relación entre rectas
1. Rectas Paralelas
Dos rectas se dicen paralelas si ambas tie-nen
igual pendiente, pero distinto coeficiente de
posición, es decir; sean L1 : y = m1x + n1 y
L2 : y = m2x + n2, entonces L1//L2 si y solo si
m1 = m2 y n16= n2.
2. Rectas Coincidentes
Dos rectas se dicen coincidentes si ambas tie-nen
igual pendiente, e igual coeficiente de po-sici
ón, es decir; sean L1 : y = m1x + n1 y
L2 : y = m2x + n2, entonces L1 es coinciden-te
con L2 si y solo si m1 = m2 y n1 = n2.
3. Rectas Perpendiculares
Dos rectas se dicen perpendiculares si el pro-ducto
entre las pendientes de ambas es −1, es de-cir;
sean L1 : y = m1x+n1 y L2 : y = m2x+n2,
entonces L1 ? L2 si y solo si m1 · m2 = −1.
4. Rectas Secantes
Dos rectas son secantes si entre ellas no son
paralelas, perpendiculares ni coincidentes, solo
se cruzan.
6Esto es debido a que si reemplazamo x = 0 en la ecuación y = mx + n, nos da por resultado y = n lo que
implica que el punto (0, n) pertenece a la recta
Matemática I 101

| Actividad
Determina si las siguientes rectas son paralelas (//), coincidentes, perpendiculares (?) o
secantes :
1. L1 : y = x y L2 : y = 2x + 1 6. L1 : y = −5x + 6 y L2 : y = 3x + 2
2. L1 : y = x + 1 y L2 : y = x + 2 7. L1 : y = 1
3x + 2 y L2 : y = 3x − 2
3. L1 : y = 2x + 5 y L2 : y = −1
2x 8. L1 : y = 6x + 1 y L2 : y = −6x + 1
4. L1 : y = −x y L2 : y = x 9. L1 : 9y = 6x + 1 y L2 : y = 2
3 − 2
5. L1 : 2y = 10x + 4 y L2 : y = 5x + 2 10. L1 : y = −3x − 8 y L2 : y = +5x − 8
Determinación de la Ecuación de la Recta
Para determinar la ecuación de una recta basta conocer dos puntos que pertenezcan a ella.
Supongamos que conocemos 2 puntos (x1, y1) y (x2, y2) que pertenecen a la recta L : y =
mx + n, entonces ambos puntos, por el hecho de pertenecer a la recta, deben satisfacer su
ecuación, as´ı tenemos:
mx1 + n = y1
mx2 + n = y2
Hemos formado un sistema de ecuaciones, ocupando el método de reducción7, podemos restar
ambas ecuaciones:
mx1 + n = y1
− mx2 + n = y2
mx1 − mx2 + 0 = y1 − y2
) m(x1 − x2) = y1 − y2
Y al dividir por (x1 − x2), se tiene la fórmula para encontrar la pendiente de una recta:
) m = y1 − y2
x1 − x2
Luego, para encontrar el intercepto reemplazamos en cualquiera de las ecuaciones originales
del sistema y de ésta manera determinamos la ecuación de una recta.
Ejemplo 1
Determinemos la ecuación de la recta que pasa por los puntos A = (2, 3) y B = (3, 4):
7Ver página 66

m = y1 − y2
x1 − x2
=
4 − 3
3 − 2
=
1
1
= 1
Luego sabemos que:
y1 = mx1 + n
) 3 = 1 · 2 + n
3 − 2 = n
) n = 1
Por lo tanto tenemos que la ecuación buscada es:
y = x + 1
Ejemplo 2
Determinemos la ecuación de la recta que pasa por los puntos A = (−1, 5) y B = (3, 1):
m = y1 − y2
x1 − x2
=
1 − 5
3 − (−1)
= −4
4
= −1
Luego sabemos que:
y1 = mx1 + n
) 1 = −1 · 3 + n
1 + 3 = n
) n = 4
Por lo tanto tenemos que la ecuación buscada es:
y = −x + 4
Matemática I 103

| Actividad
I. Representa gráficamente las siguientes funciones
1. y = −2x 5. y = 3x + 3 9. y = 5x
4 13. x + y = 0
2. y = x + 2 6. y = 2x − 4 10. 3y + 9x − 3 = 0 14. 5x − y = 2
3. y − x − 3 7. y = −2x + 4 11. y
5 = 2x + 5 15. 3y = 4x + 5
4. y = x + 3 8. y = 5x−4
2 12. y = 8 − 3x 16. x = 6y − 1
II. Encuentra la ecuación de la recta que pasa por los puntos:
1. (1, 2) y (3, 4) 5. (a, 2a) y (3a, a) 9. (0, 5) y (0, 16)
2. (0, 0) y (1, 1) 6. ( 3
2 , 5) y (1, 2) 10. (5, 9) y (9, 9)
3. (1,−8) y (5, 3) 7. (9, 8) y (−9, 6) 11. (6, 6) y (−5, 5)
4. (0, 5) y (3, 4) 8. (−25, 3) y (2, 0) 12. (−96, 5
6 ) y (6, 3)
8.3.3. Un Poco de Geometr´ıa Anal´ıtica
Intersección Entre Rectas
Con las herramientas que ya disponemos nos será muy fácil encontrar la intersección entre
dos rectas pues éste punto debe pertenecer a ambas rectas, por lo tanto debe cumplir con sus
respectivas ecuaciones, de manera que si queremos encontrar el punto de intersección entre dos
rectas debemos resolver el sistema que forman las ecuaciones de ambas rectas.
Ejemplo:
Determinar el par ordenado donde se intersectan las rectas L1 : y = 2x + 3 y L2 : 5y =
6x + 1.
Respuesta:
Debemos resolver el sistema formado por éstas dos ecuaciones, de manera que:
y = 2x + 3 · −3 )
5y = 6x + 1
−3y = −6x − 9
5y = 6x + 1
Ahora sumamos las nuevas ecuaciones:
−3y = −6x − 9
+ 5y = 6x + 1
2y = 0 − 8
) y = −4
Y con el valor de y determinamos x reemplazando en cualquiera de las ecuaciones originales,

y = 2x + 3
(−4) = 2x + 3
−7 = 2x
) x = −
7
2
Entonces el punto de intersección entre las rectas será (−7
2 ,−4)
Distancia Entre dos Puntos
Para encontrar la distancia entre dos puntos utilizamos sus coordenadas cartesianas para
formar un triángulo rectángulo, donde la hipotenusa representa las distancia entre los puntos
y sus catetos los encontramos con la diferencia entre las coordenas x y las y de los puntos en
cuestión, como lo indica la figura:
De manera que la distancia (d) entre A y B será determinada por el teorema de Pitágoras
de la forma:
d2 = (yB − yA)2 + (xB − xA)2
) d =
p
(yB − yA)2 + (xB − xA)2
Ejemplo:
Determinar la distancia entre los puntos (4,2) y (1,6):
Respuesta:
Reemplazamos los valores en la fórmula de manera que:
d =
p
(6 − 2)2 + (1 − 4)2
d =
p
(4)2 + (−3)2
d =
p
16 + 9 =
p
25
d = 5
Matemática I 105

Punto Medio
Sean dos puntos (x1, y1) y (x2, y2) en el plano, entonces el punto medio del segmento que
une a dichos puntos queda determinado por:
2 , y1+y2
2 ).
Punto medio =( x1+x2
Distancia entre un Punto y una Recta
Sea el punto P(x0, y0) y la recta L1 : ax + by + c = 0, entonces la distancia entre P y L1
(d(P,L1)) está determinada por:
d(P,L1) = |ax0 + by0 + c|
p
a2 + b2
8.3.4. Función Cuadrática y la Parábola
Las funciones cuadráticas son todas aquellas que están determinadas por una ecuación de
segundo grado, de la forma:
y = f(x) = ax2 + bx + c
Con a, b y c 2 R, y por supuesto con a6= 0, de lo contrario estar´ıamos en presencia de una
función af´ın. La representación gráfica de una función cuadrática se denomina parábola.
Caracter´ısticas de la parábola
La forma de la parábola está totalmente determinada por los coeficientes de la función
cuadrática a, b y c.
El coeficiente a, que acompaña al x2, determinara si las ramas de la parábola van hacia
arriba o hacia abajo, es decir:

Si a 0, la parábola estará contenta Si a 0, la parábola estará triste
El coeficiente c , el que no tiene x, cumple la misma labor que n en la función af´ın, es
conocido como intercepto, pues es el valor por donde la parábola atraviesa el eje y, es decir:
Los lugares por donde la parábola atravesará el eje de las abscisas o eje x, serán los puntos
donde la función sea 0, pues recordemos que los puntos sobre el eje x tienen coordenada y igual
a cero, por lo tanto debemos encontrar que valores de x cumplen que:
f(x) = 0
O lo que es igual:
ax2 + bx + c = 0
Y esos valores de x son precisamente las raices de la ecuación de segundo grado que determina
a la función. Sin embargo éstas raices no siempre existen, o a veces solo existe una, en el primer
caso la parábola nunca corta el eje x, y en el segundo lo toca una sola vez. Recordemos que la
cantidad de raices de una ecuación de segundo grado viene dado por su discriminante8, por lo
tanto se tiene que:
8Ver sección 5.3.3
Matemática I 107

Si 0, la ecuación
tendrá dos raices, es decir,
corta dosveces el eje x
precisamente por las dos
soluciones de la ecuación.
Si = 0, la ecuación
tendrá una ra´ız, es decir, toca
una sola vez al eje x sobre la
única solución de la ecuación.
Si 0, la ecuación no
tendrá raices, por lo tanto no
toca nunca al eje x.
Otra parte importante de la parábola es el punto donde cambia de dirección, conocido como
vértice, para encontralo podemos aprovechar el hecho de que la parábola es simétrica, por lo tanto
podemos encontrar la componente x del vértice (llamémosla xv) fácilmente ya que ésta está justo
entre las ra´ıces de la ecuación cuadrática. Por lo tanto podemos encontrarla promediando las
raices:
xv = x1 + x2
2
=
(−b
a )
2
) xv = −
b
2a
Luego para encontrar la componente y del vértice (llamémosla yv) reemplazamos xv en la
función:

yv = f(xv)
= axv
2 + bxv + c

−
= a
b
2a
2
+ b

−
b
2a

+ c
= a

b2
4a2

−
b2
2a
+ c
= b2
4a
−
2b2
4a
+ c
= b2 − 2b2
4a
+ c
) yv = c −
b2
4a
As´ı, las coordenadas del vértice de una parábola de ecuación f(x) = ax2 + bx + c serán:
(xv, yv) =

−
b
2a
, c −
b2
4a

lo que se ver´ıa gráficamente:
} Observa que . . .
† Si b = 0, el eje y es el eje de simetr´ıa de la parábola.
† Si a 0 y b 0, el vértice de la la parábola se encontrará a la izquierda del
eje y, pues − b
2a 0.
† Si a 0 y b 0, el vértice de la la parábola se encontrará a la derecha del eje
y., pues − b
2a 0.
† Si a 0 y b 0, el vértice de la la parábola se encontrará a la izquierda del
eje y., pues − b
2a 0.
† Si a 0 y b 0, el vértice de la la parábola se encontrará a la derecha del eje
y., pues − b
2a 0.
Matemática I 109

Ejemplos de funciones cuadráticas :
Ejemplo 1
Grafiquemos la función y = x2; debemos dar valores a x, para calcular los valores de y
para poder ubicarlos en el plano cartesiano.
x y
-4 16
-3 9
-2 4
0 0
1 1
2 4
3 9
4 16
...
...
Ejemplo 2
Grafiquemos la función y = −x2; de la misma manera debemos asignar arbitrariamente
valores convenientes de x para encontrar los correspondientes de y y luego graficarlos en
el plano cartesiano:
x y
-4 -16
-3 -9
-2 -4
0 0
1 -1
2 -4
3 -9
4 -16
...
...
Ejemplo 3
Grafiquemos la función y = x2 + 1;

x y
-4 17
-3 10
-2 5
0 1
1 2
2 5
3 10
4 17
...
...
Ejemplo 4
Grafiquemos la función y = −x2 − 1;
x y
-4 -17
-3 -10
-2 -5
0 -1
1 -2
2 -5
3 -10
4 -17
...
...
Ejemplo 5
Grafiquemos la función y = x2 − 4x + 5;
x y
-1 10
0 5
1 2
2 1
3 2
4 5
5 10
6 17
...
...
Matemática I 111

| Actividad
Representa gráficamente las siguientes funciones, determinando la concavidad, el intercepto
con el eje y ,el vertice y los cortes sobre el eje x.
1. f(x) = x2 + 3x − 4 4. f(x) = x2 + 2x − 8 7. f(x) = x2 − 8x + 16
2. f(x) = x2 + 3x + 2 5. f(x) = x2 − 2x − 8 8. f(x) = x2 + 4x + 4
3. f(x) = x2 − 5x + 6 6. f(x) = x2 − 9 9. f(x) = 2x2 − 9x + 7
8.3.5. Función Valor Absoluto
La función valor absoluto (se abrevia utilizando el signo |x| y se lee “valor absoluto de x”),
es aquella que a cada número real le asigna su mismo valor pero sin considerar su signo, de
esta manera al 1 lo lleva al 1, al 5 lo lleva al 5, pero al número −3 lo llevará al 3 y al −100 lo
llevará al 100. Dicho de otra manera, a todos los números positivos más el 0 los deja igual, y a
los negativos les cambia el signo.
Dicho matemáticamente:
|x| =

x Si x 0
−x Si x 0
Representemos gráficamente esta función, para hacerlo, demosle valores a x y asignémosle
los valores correspondientes de y.
x |x|
-5 5
-4 4
-3 3
-2 2
0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
...
...
Esta función no es inyectiva, ya que por ejemplo al número 5 del recorrido llegan los números
5 y −5 del dominio. Tampoco es sobreyectiva pues todos los valores negativos del codominio
quedan sin preimagen.

| Actividad
Representa gráficamente las siguientes funciones:
1. f(x) = |x + 1| 4. f(x) = |x| − 2 7. f(x) = |2x|
2. f(x) = |x| + 1 5. f(x) = −|x| 8. f(x) = |x2|
3. f(x) = |x − 2| 6. f(x) = 2|x| 9. f(x) = |x|2
8.3.6. Función Parte Entera
La función parte entera (se abrevia utilizando el signo bxc y se lee “la parte entera de x”)
es una función de R ! R pero su recorrido es Z, y es aquella que a cada número real le asocia
el número entero más cercano que éste hacia su izquierda en la recta numérica, de esta manera
al 1 lo lleva al 1, pues ese número ya es entero, al 6,8 lo lleva al 6, al 10,3 al 10 y en general a
todos los números positivos solo les quita su parte decimal (si es que la tiene), pero éste no es el
caso de los números negativos, pues por ejemplo, el entero más cercano a la izquierda de −4,2
es el número −5 y del −0,2 es el −1. Es decir:
bxc = zx
Tal que zx sea el número entero más grande que cumpla que zx x.
Veamos el gráfico de ésta función:
x bxc
-5 -5
-4,5 -5
-3,1 -4
-1,1 -2
- 1
2 -1
0 0
0,99 0
1 1
2,5 2
3 3
3,5 3
... ...
| Actividad
Grafica las siguientes funciones:
1. f(x) = bxc + 1 4. f(x) = bx − 3c 7. f(x) = b2x + 1c
2. f(x) = bx + 1c 5. f(x) = b3xc 8. f(x) = 2bxc + 1
3. f(x) = bxc − 3 6. f(x) = 3bxc 9. f(x) =
x
2

Matemática I 113

8.3.7. Función Exponencial
La función exponencial se define de la forma:
f(x) = ax con a 0
También la podemos escribir como expa(x). Es una función inyectiva.
El valor de a determinará por completo la forma de la gráfica de la función.
Si a 1, la función
será creciente, pues todo
número mayor que uno si se
multiplica por sigo mismo
aumenta.
Si a = 1, la función
será constante, pues 1
elevado a cualquier número
real, siempre es 1.
Si a 2]0, 1[, la función
será decreciente, por ejemplo
si a = 1
2 , a2 = 1/4 que es
menor que 1/2.

| Actividad
Grafica las siguientes funciones exponenciales:
1. f(x) = 2x 4. f(x) =
2
3
x
7. f(x) = b2x + 1c
2. f(x) = 3x 5. f(x) = (2x)2 8. f(x) = bxcx
3. f(x) = 2,5x 6. f(x) = b1,96cx 9. f(x) = (|5x|)2 + 1x
8.3.8. Función Logaritmo
Una función logaritmo es una función definida de la forma:
f(x) = loga(x) siendo a un número fijo, positivo y distinto de 1
Recordemos que los logaritmos NO están definidos para los números negativos9, por lo que
el dominio de ésta función no debe ser R, mas bien, debe ser R+.
} Observa que . . .
Si consideramos a la función exponencial una función de expa(x) : R ! R+ entonces
podemos decir que la función loga(x) : R+ ! R es su inversa, pues:
loga(expa(x)) = loga(ax)
= x · loga a
= x · 1 = x
Su composición genera la identidad.
El gráfico de la función logaritmo va a ser muy distinto según el valor de la base, pues:
9ver página 77
Matemática I 115

Si a 1, la función
será creciente, sin embargo a
medida que avanza en la
recta numérica crece cada vez
más “lento”.
Si a 2]0, 1[, la función
será decreciente, sin embargo
a medida que avanza en la
recta numérica la gráfica
decrece más “lento”.
8.4. Mini Ensayo VIII
Funciones
1. Si f(x) = 3x+2, entonces f(x + 2) − f(x) es igual a:
a) 32
b) 34
c) 72 · 3x
d) 32x+6
e) 36
2. Sea f(x) = 42x−42x+3
63·4x , entonces el valor de a para que f(a) = −4 es:
a) −1
b) −1/2
c) −1/4
d) −1/8
e) 1
3. Sea f : R ! R tal que f(x) = x−2
3x+12 , el dominio y el recorrido de f son respectivamente:
a) R − {−4}; R − {2}
b) R − {4}; R − {2}

Universidad de Chile 8.4. Mini Ensayo VIII, Funciones
c) R − {−4}; R − {1/3}
d) R − {4}; R − {1/3}
e) R; R
4. Si g(x) = x2 + 1 y f(x) = x2
x2+1, entonces (g f)(x) es:
a) 1
b) x2+1
(x2+1)2
c) x2 + 1
d) x2 − 1
e) x4+(x2+1)2
(x2+1)2
5. La función f(x) = ax2+bx+c está graficada en el dibujo adjunto, según ésto, es verdadero
que:
a) a 0; b 0; c 0
b) a 0; b 0; c 0
c) a 0; b 0; c 0
d) a 0; b 0; c 0
e) a 0; b 0; c 0
6. Cuál de los siguientes gráficos representa una función?
I. II. III.
a) Solo II
b) I y III
c) Solo III
d) Solo I
e) Todos
Matemática I 117

7. ¿Cuál es la ecuación de la recta que pasa por los puntos (3,5) y (4,8)?
a) y + 3x = 2
b) y − 3x = −4
c) y − 3x = 1
d) 3y − x = 2
e) y + x = 1
8. Si f(x) = x2 − 3 y h(z) = z + 4, entonces el valor de 3f(−1) + 5h(2) es:
a) 24
b) 36
c) −6
d) 30
e) No se puede calcular.
9. ¿Para que valor de k, la parábola f(x) = 2x2 +3x+k no intersecta el eje de las abscisas?
a) Para ningún valor de k
b) k 0
c) k 8
9
d) k −1
e) k 9
8
10. Cual debe ser el valor de p en la ecuación de la recta L1 : px+(p+1)y = 18, para que sea
paralela a la recta L2 cuya ecuación es 4x + 3y + 7 = 0
a) 4
b) 0,75
c) −4
d) 0,25
e) −4/3
11. Si h(x) = x2 − 4, t(x) = x − 6 y p(x) = t(x)
h(x) , entonces p(−2) es:
a) −1
b) 0
c) 1
d) 8
e) −262 Dom(p)

Universidad de Chile 8.4. Mini Ensayo VIII, Funciones
12. A la función f(x) = −x2 − 3x − 3 le corresponde el gráfico:
a) b) c)
d) e)
13. Sean las rectas L1 : y = x+1 y L2 : y = 2x−1, entonces cual de las siguientes afirmaciones
es verdadera:
I. L1 y L2 son paralelas
II. L1 y L2 son perpendiculares
III. L1 y L2 se intersectan en el punto (2,3)
IV. L1 y L2 son secantes
a) Solo I
b) II y III
c) III y IV
d) Solo IV
e) Solo III
14. ¿Cuál de los siguientes puntos NO pertenece al gráfico de la función h(x) = 1 − x2
a) (0,1)
b) (1,0)
c) (−1, 0)
d) (
p
2,−1)
e) (1,1)
15. El vértice de la parábola y = −3x2 es:
a) (0,3)
Matemática I 119

b) (0,0)
c) (0,−3)
d) (−3, 0)
e) (3,0)
16. ¿Cuál debe ser el valor de t para que el gráfico de la parábola y = 7x2 −4x+2t−10 pase
por el origen?
a) 10
b) 5
c) 0
d) −5

Cap´ıtulo 9
Geometr´ıa Plana
L a palabra geometr´ıa tiene sus ra´ıces en la composición de las palabras “geo” que significa
tierra, y la palabra “metrein” que significa medida, por lo tanto en su significado más literal
geometr´ıa es “medida de la tierra”.
La geometr´ıa es la rama de la matemática que se ocupa del estudio de figuras geométricas,
sus propiedades, y relaciones que cumplen sus distintas partes.
9.1. Conceptos Primitivos de la Geometr´ıa
Punto : Según Euclides, un punto es un objeto sin dimensión, es decir, no tiene largo, no
tiene angho, ni alto. En la PSU te bastará saber que un punto se representa por letras
mayúsculas.
Recta : Al igual que el punto se dice que una recta es un objeto matemático con una dimensión,
solo tiene largo. Generalmente la representamos con una letra L acompañada de un sub-
´ındice.
Plano : Su caracter´ıstica es tener dos dimensiones, largo y alto, generalmente se designa con
letras griegas mayúsculas, por ejemplo , , , etc.
9.1.1. Axiomas Principales de la Geometr´ıa Euclidiana
† En todo plano existen infinitos puntos.
† Por un punto pasan infinitas rectas.
† Por dos puntos pasa sólo una recta.
121

9. Geometr´ıa Plana Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
† Todo plano posee al menos 3 puntos no colineales (no los podemos unir a través de una
sola recta).
† Si dos puntos de una recta están en un plano, entonces la recta está en el plano.
9.2. Ángulos
Ángulo: Es la abertura comprendida entre dos rayos, llamados lados que parten de un mismo
punto denominado vértice.
9.2.1. Clasificación de los Ángulos según su medida
Sea un ángulo cualesquiera.
Ángulo nulo =0
Ángulo agudo 0 90
Ángulo recto =90
Ángulo obtuso 90 180
Ángulo extendido =180
Ángulo completo =360
9.2.2. Clasificación de los Ángulos según su posición
Ángulos Consecutivos : Tienen el vértice, origen, y un lado en común.
y

son consecutivos
Ángulos Adyacentes : Tienen el vértice en común y los otros dos lados pertenecen a la misma
recta. Los ángulos son suplementarios.
y

son adyacentes

Universidad de Chile 9.2. Ángulos
´ Apuestos por el Vértice : Tienen el vértice en común, y los lados de uno son las prolonga-ciones
de los lados del otro. Los ángulos opuestos por el vértice son congruentes.
y

son opuestos
por el vértice
9.2.3. Clasificación de los ángulos de acuerdo a la suma de sus medidas
Ángulos Complementarios : Son dos ángulos que sumados dan 90, si y

son comple-mentarios,
entonces es el complemento de

es el complemento de .
El complemento de un ángulo cualesquiera x es: 90 − x.
Ángulos Suplementarios : Son dos ángulos que sumados dan 180, si y

son suplementa-rios,
entonces es el suplemento de

es el suplemento de .
El suplemento de un ángulo cualesquiera x es: 180 − x.
9.2.4. Ángulos formados por dos paralelas cortadas por una secante o trans-versal
Ángulos Alternos : Los ángulos alternos entre paralelas tienen la misma medida. Están los
ángulos:
Alternos Internos: ]3 = ]5 ; ]4 = ]6
Alternos Externos: ]1 = ]7 ; ]2 = ]8
Ángulos Correspondientes : Los ángulos correspondientes entre paralelas tienen la misma
medida. Estos son:
]1 = ]5 ; ]2 = ]6 ; ]3 = ]7 ; ]4 = ]8
Ángulos Colaterales : Los ángulos colaterales entre paralelas suman 180. Están los ángulos:
Colaterales Internos: ]4 con ]5 ; ]3 con ]6
Colaterales Externos: ]1 con ]8 ; ]2 con ]7
Matemática I 123

} Observa que . . .
Bisectriz de un ´ Angulo: Es el rayo que divide al ángulo, en dos ángulos con-gruentes
(de igual medida).
Rectas Perpendiculares: Son dos rectas que al cortarse forman un ángulo de
90
9.3. Pol´ıgonos
Se llama pol´ıgono a la porción de plano limitada por una curva cerrada, llamada l´ınea
poligonal. Existen pol´ıgonos cócavos y convexos.
9.3.1. Pol´ıgono Regular
Pol´ıgono regular, es aquel que tiene sus lados y sus ángulos respectivamente congruentes.
Nombre de Pol´ıgonos
Número de lados Nombre
tres triángulo
cuatro cuadrilátero
cinco pentágono
seis hexágono
siete heptágono
ocho octágono
nueve eneágono
diez decágono
once endecágono
doce dodecágono
quince pentadecágono
veinte icoságono

Universidad de Chile 9.4. Triángulos
Propiedades
Sea ángulo interior.
Sea 0 ángulo exterior.
Sea n número de lados.
1. La suma de los ángulos exteriores de cualesquier pol´ıgono es 360.
2. A todo pol´ıgono regular se le puede inscribir una circunferencia.
3. Todo pol´ıgono regular se puede circunscribir en una circunferencia.
4. Diagonales que se pueden trazar desde un vértice: n − 3.
5. Total de diagonales que se pueden trazar: n
2 (n − 3).
6. = (n−2)180
n
7. 0 = 360
n
9.4. Triángulos
Triángulo es la porción de plano limitado por tres rectas que se cortan dos a dos.
9.4.1. Clasificación de los Triángulos
1. Según sus lados:
Triángulo Equilátero : Tienes los tres lados iguales, por ende sus tres ángulos son de
igual medida, 60 cada uno.
a = b = c
Matemática I 125

Triángulo Isósceles : Tiene dos lados iguales y uno distinto al cual se le denomina base.
Por tener dos lados iguales, tiene dos ángulos iguales ubicados en la base llamados
ángulos basales.
a = b
=

Tri´angulo Escaleno : Tiene sus tres lados distintos, y por lo tanto sus tres ´angulos
distintos.
a6= b6= c
6=

6=

2. Según sus ángulos:
Triángulo Acutángulo : Tiene sus tres ángulos agudos, miden menos 90. Como todos
sus ángulos interiores son agudos, todos sus ángulos exteriores son obtusos.
,

y
90
Triángulo Rectángulo : Tiene un ángulo recto. Los otros dos ángulos son agudos y
deben sumar 90. Los lados que forman el ángulo de 90 se llaman catetos y el
opuesto al ángulo recto se llama hipotenusa.

Universidad de Chile 9.4. Triángulos
a y b catetos
c hipotenusa
Triángulo Obtusángulo : Tiene un ángulo obtuso, mayor a 90. Sus otros dos ángulos
son agudos.
90
9.4.2. Altura
Es la perpendicular trazada desde un vértice, al lado opuesto o a su prolongación.
Hay tres alturas una correspondiente a cada lado.
Se designan con la letra que indica el lado: ha, hb, hc.
El punto de concurrencia de las tres alturas se llama ortocentro, el punto O.
9.4.3. Bisectriz
Es el rayo que divide al ángulo en dos ángulo de igual medida.
Hay tres bisectrices, una para cada ángulo.
Se designan según el ángulo: b, b

, b

El punto de concurrencia de la tres bisectrices se llama incentro, el punto I.
Matem´atica I 127

9.4.4. Simetral o Mediatriz
Es la perpendicular que pasa por el punto medio de cada lado.
Hay tres simetrales o mediatrices.
Se designan la letra que indica el lado: Sa ó Ma, Sb ó Mb, Sc ó Mc.
El punto de intersección de las tres simetrales o mediatrices se llama circuncentro, el
punto K. Recibe este nombre ya que al inscribir el triángulo en una circuferencia el cir-cuncentro
coincide con el centro de ésta.
9.4.5. Transversal de Gravedad
Es el segmento que une el punto medio de un lado con vértice del lado opuesto.
Hay tres transversales de gravedad correspondientes a cada lado.
Se designan con la letra que indica el lado: ta, tb, tc.
El punto de intersección de la tres medianas se llama baricentro, el punto G.

Universidad de Chile 9.5. Mini Ensayo IX, Ángulos y Triángulos
9.4.6. Mediana
Son los segmentos que unen los puntos medios de dos lados.
Cada mediana es paralela al lado opuesto y su medida es igual a la mitad de la medida de
ese lado.
Se designan: mED, mEF , mDF .
Hay tres medianas y estas no concurren (no se intersectan).
9.4.7. Teorema de Pitágoras
En todo triángulo rectángulo se cumple que:
La suma de los cuadrados de los catetos es igual al cuadrado de la hipotenusa.
a2 + b2 = c2
9.5. Mini Ensayo IX
Ángulos y Triángulos
1. Para la figura se cumple que:
Matemática I 129

I. +

+
= 2(x + y + z)
II. − z = y
III. y es suplemento de (x + z)
a) I y III
b) II y III
c) I y II
d) Todas
e) Ninguna
2. En la figura, el 4ABC es is´oceles de base AB, CM es transversal de gravedad, DE es
mediana del 4ABC. Si ]MCB = 25, entonces =
a) 25
b) 40
c) 45
d) 65
e) 75
3. En la figura, +

y
miden respectivamente:
a) 60; 30; 90
b) 90; 60; 30
c) 30; 60; 90
d) 45; 45; 90
e) 120; 60; 180
4. En la figura, el 4ABC es equil´atero y el ]DCB es recto en C, ¿cu´al(es) de las siguientes
afirmaciones es(son) verdadera(s)?

Universidad de Chile 9.5. Mini Ensayo IX, Ángulos y Triángulos
I. 2AB = DA + AC
II. 4DAC es isosceles.
ÍII. 2 DC
= 2 DB
+ BC
2
a) I y II
b) I y III
c) II y III
d) I, II y III
e) Ninguna de ellas.
5. Sobre dos rectas paralelas (L1 y L2), se han dibujado dos triángulos como se indica en la
figura, el 4ABC es equilátero y el 4BDE es isósceles de base BD, ¿cuánto mide ]x?
a) 30
b) 45
c) 50
d) 60
e) 75
6. En el 4ABC de la figura, AD es bisectriz del ]CAB = 70 y ]ABC = ]CAB − 10,
¿cuál de las siguientes afirmaciones son verdaderas?
I. ]EDB − 10 = ]CDE
II. ]CAE + 15 = ]ACB
III. ]CAB + 10 = ]ABC
a) Solo I
b) I y II
c) I y III
d) II y III
e) I, II y III
7. El 4ABC y el 4ADE son rectángulos en A y en D respectivamente, ]ABC = 40,
]BAD : ]ABC = 2 : 1 y AE es bisectriz del ]CAD, entonces ]x + ]y =
Matemática I 131

a) 155
b) 195
c) 145
d) 210
e) 215
8. ¿Qu´e tipo de tri´angulo es el de la figura si se verifica que

a) Equilátero
b) Isósceles
c) Escaleno
d) Rectángulo
e) c) y d) al mismo tiempo.
9. Si L1//L2. Determinar el ángulo x de la figura.
(1) = 60
(2)

= 60
a) (1) por si sola.
b) (2) por si sola.
c) Ambas juntas (1) y (2)
d) Cada una por si sola (1) ´o (2)
e) Se requiere informaci´on adicional.
10. Sean ], ]

y ]
los tres ángulos interiores de un triángulo isósceles, si ] = 80 y
]

= 50, entonces
puede ser:
a) 80
b) 50
c) 80 o 50
d) 650
e) Falta información.
11. ¿Cuánto mide el suplemento de un ángulo a?

Universidad de Chile 9.6. Cuadriláteros
(1) El complemento de a es 55
(2) a 90
a) (1) por si sola.
b) (2) por si sola.
c) Ambas juntas (1) y (2)
d) Cada una por si sola (1) ó (2)
e) Se requiere información adicional.
9.6. Cuadriláteros
Es un pol´ıgono de cuatro lados. Se dividen en paralelógramos, trapecios y trapezoides.
9.6.1. Paralelógramos
Tienen dos pares de lados opuestos paralelos. Se clasifican en:
Paralelógramos Rectos: Sus ángulos interiores son rectos. Estos son:
• cuadrado
• rectángulo.
Paralelógramos Oblicuos: Sus ángulos interiores no son rectos, Estos son:
• rombo
• romboide.
Propiedades de todo paralelógramo:
1. Lados opuestos congruentes
2. Ángulos opuestos congruentes
3. Ángulos consecutivos suplementarios
4. Las diagonales se dimidian
? Si un cuadrilátero cumple con una de estas propiedades entonces es un para-lelogramo.
Cuadrado: Tiene los cuatro ángulos y los cuatro lados congruentes.
Propiedades:
1. Diagonales Congruentes
2. Diagonales Perpendiculares
3. Diagonales Bisectrices
Matemática I 133

Rectángulo: Tiene sus lados contiguos desiguales.
Propiedades:
1. Diagonales Congruentes
Rombo: Tiene sus cuatro lados congruentes.
Propiedades:
2. Diagonales Bisectrices
Romboide: Tiene sus lados contiguos desiguales.
Propiedades:
Solo tiene las cuatro propiedades generales de los paralelógramos.
9.6.2. Trapecios
Tiene solo un par de lados paralelos, llamados bases.
Propiedades de todo trapecio:
1. En todo trapecio la mediana1 es igual a la semisuma de las bases.
Trapecio Isósceles: Tiene:
• Los lados no paralelos iguales. AD = BC
• Losángulos basales iguales. =

=
• Las diagonales iguales. AC = BD
• Al trazar sus alturas, se generan dos tri´angulos rect´angulos congruentes, y en la base
mayor un segmento igual a la base mayor. 4AED = 4BFC EF = DC
1Mediana: es el segmento que une los puntos medios de sus lados no paralelos.

Universidad de Chile 9.6. Cuadriláteros
Trapecio Trisolátero: Tiene tres lados iguales y posee las mismas propiedades del tra-pecio
isósceles. BC = CD = DA
Trapecio Rectángulo: Tiene dos ángulos rectos. ]CDA = ]DAB = 90
Trapecio Escaleno: Tiene sus cuatro lados y sus cuatro ángulos distintos.
AB6= BC6= CD6= DE 6=

6=
6=
9.6.3. Trapezoides
No tiene par de lados paralelos.
Trapezoide Asimétrico: Es el cuadrilátero convexo sin lados paralelos que puede tener:
cuatro lados distintos; dos iguales y dos distintos; tres iguales y uno distinto.
Trapezoide Simétrico o Deltoide: Es formado por dos triángulos isósceles unidos por
sus bases.
Propiedades:
Matemática I 135

2. Diagonal mayor bisectriz
3. Diagonal mayor simetral de la diagonal menor
9.7. Mini Ensayo X
Cuadriláteros
1. En el cuadrado ABCD de la figura se ha trazado la diagonal AC y el ]ABE mide la
tercera parte del ]ABC, ¿cuál de las siguientes opciones NO es correcta?
a) ]ACB = 45
b) ]EFA = 60
c) ]AEB = 60
d) ]EFC = 105
e) ]DEB = 120
2. En la figura el 4ABC es isósceles de base AB, ABCD es un rombo, si DE ? AE y
]ACB = 6, entonces =
a) 30
b) 45
c) 60
d) 75
e) 80
3. En la figura ABCD es un trapecio isósceles, AB : BC = 2 : 1, EC//AD. Si ]ABC = 70
entonces ]DEC =

Universidad de Chile 9.7. Mini Ensayo X, Cuadriláteros
a) 70
b) 60
c) 55
d) 30
e) 20
4. Al trazar una de las diagonales de un cuadrilátero se forman dos triángulo isósceles cuyas
bases son la diagonal, sin embargo los ángulos basales de un triángulo miden el doble de
los ángulos basales del otro, por lo tanto dicho cuadrilátero se trata de un:
a) Cuadrado.
b) Trapecio.
c) Romboide.
d) Trapezoide.
e) Deltoide.
5. ABCE es un deltoide AF : FD = 1 : 2, si FC = 4, entonces AD =
p
5
a) 4
p
3
b) 4
p
3
c) 3
d) 4
e) 2
p
2
6. En la figura BD es bisectriz del ]ADC, AD = DC y AB ? BC, entonces =
a) 30
b) 45
c) 55
d) 60
e) Ninguna de las anterio-res.
7. Al unir los puntos (2,4), (3,1), (6,4) y (7,1) del plano cartesiano, formamos un:
Matemática I 137

a) Cuadrado.
b) Rectángulo.
c) Rombo.
d) Romboide.
e) Trapecio.
8. En la figura ABCD es un trapecio rectángulo en A y D, si ]ABD = 60 y 4BDC es
isósceles de base BC, ¿cuál es el valor del ]?
a) 60
b) 30
c) 90
d) 45
e) 120
9. La mediana de un trapecio mide 20 cm. Si una de las bases es el triple de la otra, entonces
la base mayor mide:
a) 40 cm
b) 30 cm
c) 15 cm
d) 10 cm
e) 5 cm
9.8. Circunferencia
Dado un punto O y una distancia r, se llama circunferencia de centro O y radio r al
conjunto de todos los puntos del plano que están a la distancia r del punto O.
9.8.1. Posiciones Relativas a dos Circunferencias
Relación Entre
Circunferencias
Descripción Representación

Universidad de Chile 9.8. Circunferencia
Circunferencias
Exteriores
Los puntos de cada una
son exteriores a la otra.
Circunferencias
Interiores
Cuando todos los puntos
de una de ellas, son
interiores a la otra.
Circunferencias
Tangentes
Exteriormente
Tienen un punto en
común y los demás puntos
de cada una son
exterioresa la otra.
Circunferencias
Tangentes Interiores
cuando todos los puntos
de una de ellas, son
interiores de la otra.
Circunferencias
Secantes
Si tienen dos punto
comunes.
Circunferencias
Concéntricas
Cuando tienen el mismo
centro.
Matemática I 139

9.9. Partes de la Circunferencia
Radio : Trazo cuyos extremos son el centro de la circunferencia y un punto de ésta. OA
Cuerda : Trazo cuyos extremos son dos puntos de una circunferencia. DE
Diámetro : Cuerda que contiene al centro de la circunferencia. BC
Secante : Recta que intersecta en dos puntos a la circunferencia. P~Q
Tangente : Recta que intersecta a la circunferencia en un solo punto. TM
Arco : Es una parte de la circunferencia determinada por dos puntos distintos de ella.
_
ENC
C´ırculo : Es la región interior de la circunferencia. X
Sector Circular : Es la parte del c´ırculo comprendida entre dos radios. OJK
Segmento Circular : Es la parte del c´ırculo comprendida entre un arco y la cuerda determi-nada
por los extremos del arco. RSU

Universidad de Chile 9.9. Partes de la Circunferencia
9.9.1. Teoremas Referentes a una Circunferencia
Teorema 1 : Si un radio de una circunferencia es perpendicular a una cuerda, entonces la di-midia
y viceversa.
OD ? AB , AC = CB
Teorema 2 : Si un radio de una circunferencia es perpendicular a una cuerda, entonces dimidia
al arco que subtiende la cuerda y viceversa.
OD ? AB , arco(AD) = arco(DB)
Figura 9.1: Teoremas 1 y 2
Teorema 3 : Cuerdas congruentes subtienden arcos congruentes y viceversa.
arco(AB) = arco(CD) , CD = AB
Teorema 4 : Cuerdas congruentes equidistan del centro y viceversa.
OF = OE , CD = AB
Teorema 5 : Cuerdas paralelas determinan entre ellas arcos congruentes.
AB k GH ! AG = BH
Matem´atica I 141

Figura 9.2: Teoremas 3, 4 y 5
Teorema 6 : La recta tangente a una circunferencia es perpendicular al radio en el punto de
tangencia.
QP tangente en P ) QP ? OP
Teorema 7 : Los segmentos tangentes trazados desde un punto a una circunferencia, con con-gruentes.
PA = PB
Teorema 8 : En todo cuadril´atero circunscrito a una circunferencia la suma de las longitudes
de los lados opuestos es la misma.
AB + DC = BC + AD

Figura 9.3: Teoremas 8
9.9.2. Ángulos en la Circunferencia
Ángulo Interior : Es todo ángulo cuyo vértice es un punto interior a la circunferencia. ]APB
Ángulo del Centro : Es todo ángulo interior cuyo vértice es el centro de la circunferencia.
]DOE
Ángulo Inscrito : Es todo ángulo cuyo vértice es un punto de la circunferencia y parte de sus
rayos son cuerdas de ésta. ]GHF
Ángulo Semi-inscrito : Es todo ángulo cuyo vértice es un punto de la circunferencia, uno de
sus rayos es tangente a la circunferencia justo en el vértice y parte del otro en una cuerda
de ella. ]BTA
Figura 9.4: Ángulo del Centro, Inscrito y Semi-inscrito
Ángulo Exterior : Es todo ángulo cuyo vértice es un punto exterior a la circunferencia y sus
dos rayos la intersectan. ]TV S
Matemática I 143

Medida Angular de un Arco : Es igual a la medida del ángulo del centro que subtiende
dicho arco. arco(AB) = ]AOB
9.9.3. Teoremas Referentes a Ángulos en la Circunferencia
Teorema 1 : Todo ángulo inscrito en una circunferencia tiene como medida la mitad del ángulo
del centro que subtiende el mismo arco.

=
1
2
Teorema 2 : Todo ´angulo semi-inscrito en una circunferencia tiene igual medida que cualquier
´angulo inscrito que subtienede el mismo arco.
=

Teorema 3 : Todos los ´angulos inscritos en una circunferencia que subtienden un mismo arco
tienen igual medida.
=

Teorema 4 : Todo ángulo inscrito en una semicircunferencia es recto.
]ACB = 90
Teorema 5 : En todo cuadrilátero inscrito en una circunferencia los ángulos opuestos son su-plementarios.
+
= 180

+ = 180
Teorema 6 : Todo ´angulo interior a una circunferencia tiene por medida la semisuma de los
arcos que comprenden sus lados y sus prolongaciones.

=
arco(AB) + arcp(DC)
2
Matem´atica I 145

Teorema 7 : Todo ´angulo exterior a una circunferencia tiene por medida a la semidiferencia
de los arcos que comprenden entre sus lados.
=
arco(AD) − arco(BC)
2
9.10. Mini Ensayo XI
Circunferencias
1. En la figura, el arco AB = 70, entonces 2 +

−
=
a) 35
b) 70
c) 105
d) Ninguna de las anteriores.
e) Falta información
2. En la figura AB es tangente a la circunferencia, de centro C, en B, si ]BAC = 30,
¿cuánto mide el arco DB?
a) 50
b) 60
c) 90
d) 30
e) Falta Información.
3. AD y BC son diámetros de la circunferencia de centro E. Si el ]DAB = 40 entonces
]x =

Universidad de Chile 9.10. Mini Ensayo XI, Circunferencias
a) 40
b) 80
c) 100
d) 120
e) 140
4. En la figura se tiene una circunferencia de centro O, M punto medio de AB. Si ]MBC :
]BCM = 3 : 2, entonces ]MAC =
a) 27
b) 36
c) 40
d) 45
e) 54
5. En la figura AB = 15, AD = 12 y CD = 25, ¿cuánto mide BC?
a) 12
b) 15
c) 20
d) 25
e) 28
6. El octágono de la figura es regular, ¿cuánto mide el ]x?
a) 22,5
b) 45
c) 67,5
d) 90
e) 112,5
7. DE es secante a la circunferencia y EB es tangente a la circunferencia, si DC//AB entonces
el ]x mide:
Matemática I 147

a) 35
b) 50
c) 55
d) 85
e) 90
8. En la figura se muestra una circunferencia de centro O, el ]AOB = 200, el arco AC = 40,
entonces el valor de el ]x es:
a) 70
b) 80
c) 100
d) 40
e) 45
9. Dado que el arco BD = 1/9 de la circunferencia y el arco EA es 1/4 de la misma, entonces
el valor del ] ser´a:
a) 65
b) 50
c) 130
d) 45
e) 25
10. En la circunferencia de centro O de la figura, se tiene que el arco CD es igual al arco BC
y ]COB = 78 entonces el ]x ser´a:
a) 78
b) 36
c) 39
d) Otro valor.
11. En la figura AC y CB son tangentes a la circunferencia, si el ]ACB = 70 entonces el
]ABO =

Universidad de Chile 9.10. Mini Ensayo XI, Circunferencias
a) 20
b) 35
c) 45
d) 55
e) 70
12. En la circunferencia de centro O, el ]AOB = 1
2]BAO, ¿cu´anto mide el ]ACB?
a) 18
b) 22,5
c) 36
d) 45
e) 72
13. En la circunferencia de centro O AO//BC, OC = CB y OD ? BC, entonces el ]AOC =
a) 30
b) 45
c) 60
d) 75
Matem´atica I 149

9.11. ´ Areas y Per´ımetros
Per´ımetro : De un pol´ıgono, es la suma de las longitudes de todos sus lados.
Área : Es la medida que le corresponde a la región poligonal
9.11.1. ´ Areas y Per´ımetros de Figuras Planas
Figura Nombre Claves Per´ımetro Área
Triángulo
h=altura
b=base P = a + b + c A = b · h
2
Triángulo
Equiláte-ro
a=lado P = 3a
A = a2
4
p
3
Cuadrado
a=lado P = 4a
A = ab
Rectángu-lo
a=altura
b=base P = 2a + 2b A = ab

Universidad de Chile 9.11. Áreas y Per´ımetros
Rombo
a=lado
d1, d2=diagonales
P = 4a
A = d1d2
2
Paralelógra-mo
Cualquie-ra
a, b=lados
h=altura P = 2a + 2b A = bh
Trapecio
a, b, c, d=lados
d1, d2=diagonales P = a + b + c + d A = a + c
2 h
C´ırculo
r=radio
O=centro
P = 2r
A = r2
Sector
Circular
AB=arco
OB,OA=radios
=ángulo
P =
360 2r+2r A =
360 r2
9.11.2. Suma de ´ Areas
En muchos ejercicios de geometr´ıa en la PSU se pide el cálculo de algún área espec´ıfica
formada por distintas figuras geométricas o por partes de ellas, en algunos de éstos ejercicios se
ocupa el término “área achurada” o “área sombreada” para referirse al área en cuestión.
La manera de resolver éstos ejercicios es descomponer el área pedida en figuras geométricas
que nos sean conocidas y que podamos calcular su valor, pues al sumar las áreas de todas las
figuras que componen la definitiva obtendremos el valor del área pedida.
Ejemplo:
Matemática I 151

ATotal = |ASem{izc´ırcul}o +|ACu{azdrad}o +|ATri{ázngul}o
= · 12
2
+ 22 +
2 · 2
2
=
2
+ 4 + 2
= 6 +
2
9.11.3. Diferencia de ´ Areas
Éstos ejercicios son aquellos en que es necesario “restar” áreas para poder obtener lo pedido,
pues el área sombreada está entre figuras geométricas.
Ejemplo:
ATotal = |Ac´{ırzcul}o −|Acu{adzrad}o
= · 12 −
p
22
= − 2
El lado de el cuadrado lo obtenemos suponiéndolo como el cateto del triángulo rectángulo
que se forma al continuar el radio dibujado, y luego cupando el teorema de Pitágoras.
9.12. Mini Ensayo XII
´ Areas y Per´ımetros
1. ABCDEF es un hexágono regular de lado 2 cm, ¿cuál es el área del hexágno?

Universidad de Chile 9.12. Mini Ensayo XII, Áreas y Per´ımetros
p
3
a) 6
p
3
b) 8
p
3
c) 12
p
3
d) 16
p
3
e) 18
2. En la circunferencia de centro O y radio de 6 cm, el ]BDC = 70, entonces el área y
per´ımetro de la zona achurada son respectivamente: (concidere = 3)
a) 30 cm2; 22 cm
b) 12 cm2; 22 cm
c) 30 cm2; 16 cm
d) 12 cm2; 16 cm
3. En la circunferencia de centro O con un radio de 1 cm, el arco AB es la cuarta parte de
la circunferencia, ¿cuál es el valor del área achurada?
a) 3
4 + 1
2
3 + 1
2
b) 4
c)
4 + 1
2
d) 3
4
4. ABCD es un cuadrado de lado 6 cm y el arco AC es el de una circunferencia de centro
B, ¿cuál es el per´ımetro del área achurada?
p
2
a) 6
p
2
b) 9
p
2
c) 12
p
2
d) 15
p
2
e) 18
5. B, O y C dividen al diámetro AD en cuatro partes iguales, si AB, BC y CD son diámetros
de las respectivas semicircunferencias, entonces la razón entre el área no achurada y la
achurada es:
Matemática I 153

a) 9 : 7
b) 7 : 5
c) 1 : 1
d) 1 : 2
e) 1 : 4
6. Los 4ABC, 4ADB y 4DEC son equiláteros, si AD = 6 cm entonces el área achurada
es:
p
3 cm2
a) 18
b) 20 cm2
c) 6
p
5 cm2
d) 3
p
3 cm2
7. Determine el área de un triángulo rectángulo sabiendo que sus lados son 3 números pares
consecutivos.
a) 3
b) 6
c) 12
d) 24
e) 40
8. En un rectángulo ABCD tal que BC = 12, se han dibujado el 4AEF equilátero en que
AE = EB = 7 cm y un rectángulo de ancho igual a la tercera parte de BC, con largo la
mitad de AB, ¿cuál es el per´ımetro del área sombreada?
a) 61 cm
b) 65 cm
c) 69 cm
d) 73 cm
e) 80 cm
9. En la figura ABCD es rectángulo y CD = 2 cm es diámetro de la circunferencia de centro
O si AB : BC = 1 : 2 y M es punto medio de AB, entonces el área achurada es:

Universidad de Chile 9.12. Mini Ensayo XII, Áreas y Per´ımetros
a)

4 −
4

cm2
b)

8 −
2

cm2
c) (4 − ) cm2
d) (8 − 2) cm2
10. Si el rectángulo ABCD está dividido en 12 rectángulos congruentes, ¿cuál de las siguientes
expresiones representa el área achurada?
I. 2
3 de 1
4 del área de ABCD
II. 1
3 de 1
III. 3
a) Solo I
b) Solo II
c) I y II
d) I y III
e) I, II y III
11. Si el radio de una circunferencia mide 8 m, ¿Cuánto mide el per´ımetro de un cuadrado
inscrito en ella?
p
2 m
a) 16
p
2 m
b) 32
p
2 m
c) 40
p
2 m
d) 64
p
2 m
e) 256
12. El área de la figura que se obtiene al unir los puntos (0,0), (−3, 5) y (−3,0) es:
a) 0
b) 3
c) 6
d) 7,5
e) 15
13. En la figura, ¿cuánto debe medir el ancho del rectángulo ABED, para que su área sea el
doble del área del 4ABC?
Matemática I 155

a) 2,4u
b) 4,8u
c) 9,6u
d) 8,2u
e) 8u
14. En la figura se han dibujado dos circunferencias tangentes exteriores de centro O y B
respectivamente, si OA ? OB, BC = 1
2OC = 2 cm, ¿cuál es el per´ımetro del 4ABO?
a) 10 cm
b) 16 cm
c) 12
p
3 cm
d) 8 + 2
p
10 cm
e) 10 + 2
p
13 cm
15. En la circunferencia, el área sombreada mide 5 cm2, si el radio de la circunferencia mayor
es 6 cm, entonces el radio menor mide:
a) 2 cm
b) 3 cm
c) 4 cm
d) 5 cm
e) 6 cm
16. Si cada cuadrado de la figura tiene un área de 4 cm2, ¿cuál es el per´ımetro de la figura?
a) 32 cm
b) 32
p
2 cm
c) 6
p
2 + 10 cm
d) 6
p
2 + 20 cm
p
2 + 20 cm
e) 12

Cap´ıtulo 10
Geometr´ıa de Proporciones
E n el presente cap´ıtulo estudiaremos las propiedades que cumplen las medidas de los lados
de distintas figuras geométricas y como éstas pueden determinar relaciones entre distintas
figuras, de distintos tamaños, y distintas posiciones. Veremos también propiedades de segmentos
que cruzan a una circunferencia, y relacionaremos los ángulos y los lados de los triángulos
rectángulos. Todas éstas herramientas te serán muy útiles al momento de enfrentarte a una
cantidad importante de ejercicios en la PSU.
10.1. Congruencia
Dos figuras son congruentes si tienen la misma forma y el mismo tamaño, esto lo podemos
verificar superponiendo las dos figuras, las cuales deben calzar exactamente. Tenemos que dos
puntos cualesquiera siempre son congruentes as´ı también dos rectas de la misma longitud y dos
ángulos de la misma medida.
P = Q AB = CD ]ABC = ]DEF
10.1.1. Congruencia de Triángulos
Dos triángulos son congruentes si sus ángulos y sus lados coinciden correspondientemente.
4ABC = 4DEF
157

10. Geometr´ıa de Proporciones Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
10.1.2. Criterios de Congruencia
Criterio LAL (Lado- Ángulo-Lado)
Dos triángulos son congruentes si tienen dos lados congruentes y el ángulo comprendido entre
ellos también lo es.
AB = DE
]ABC = ]DEF
BC = EF
Criterio ALA ( Ángulo-Lado- Ángulo)
Dos triángulos son congruentes si tienen dos ángulos congruentes y el lado comprendido entre
estos también lo es.
]ABC = ]DEF
BC = EF
]BCA = ]EFD
Criterio LLL (Lado-Lado-Lado)
Dos triángulos son congruentes si tiene sus tres lados congruentes.
AB = DE
BC = EF
CA = FD
Criterio LLA (Lado-Lado- Ángulo)
Dos triángulos son congruentes si tienen dos lados congruentes y el ángulo opuesto al lado
de mayor medida también lo es.

Universidad de Chile 10.2. Semejanza
AB = DE
BC = EF
]BCA = ]EFD
10.2. Semejanza
Dos figuras son semejantes si tienen la misma forma y sus ángulos son respectivamente iguales
y sus lados proporcionales o sea que una es una ampliación o reducción de la otra.
AB
A0B0
= BC
B0C0
= CD
C0D0
= DE
D0E0
= EF
E0F0
= FA
F0A0
10.2.1. Semejanza de Triángulos
Dos triángulos son semejantes si sus ángulos son iguales uno a uno respectivamente y los
lados opuestos a estos ángulos son proporcionales.
10.2.2. Teorema fundamental para la existencia de Triángulos Semejantes
Toda paralela a un lado de un triángulo determina otro triángulo semejante al primero.
10.2.3. Criterios de Semejanza
Criterio AA ( Ángulo- Ángulo)
Dos triángulos son semejantes si tienen dos de sus ángulos respectivamente iguales.
Criterio LAL (Lado- Ángulo-Lado)
Dos triángulos son semejantes si dos de sus lados son proporcionales respectivamente y el
ángulo comprendido entre ellos es congruente.
Matemática I 159

Criterio LLL (Lado-Lado-Lado)
Dos triángulos son semejantes si sus tres lados son proporcionales y sus ángulos congruentes
respectivamente.
10.3. Teorema de Thales
Si dos o más paralelas cortan a dos transversales determinan en ellas segmentos correspon-dientes
proporcionales.
CB
BA
= DE
EF
10.3.1. Aplicación al Teorema de Thales
Si m//n. Entonces:
AO
OD
= BO
OC
10.4. Teorema de Pitágoras
En todo triángulo rectángulo , la suma de las áreas de los cuadrados construidos sobre sus
catetos, es igual al área del cuadrado construido sobre su hipotenusa.
a2 + b2 = c2

Universidad de Chile 10.5. Teorema de Euclides
10.5. Teorema de Euclides
10.5.1. Teorema de Euclides referente a una Altura
En todo triángulo rectángulo, la altura correspondiente a la hipotenusa es media proporcio-nal
geométrica entre los segmentos que ella determina sobre la hipotenusa.
p y q son la proyecciones de los catetos a y b sobre la hipotenusa respectivamente.
q
hc
= hc
p
h2c= p · q
10.5.2. Teorema de Euclides referido a un Cateto
En todo triángulo rectángulo un cateto es media proporcional geométrica entre la hipotenusa
y la proyección de dicho cateto sobre ella.
a2 = p · c
b2 = q · c
10.6. Relación Métrica en la Circunferencia
10.6.1. Teorema de las Cuerdas
Si dos cuerdas de una circunferencia se cortan, el producto de los segmentos determinados
en una de ellas es igual al producto de los segmentos determinados en la otra.
Matemática I 161

AP · PB = CP · PD
10.6.2. Teorema de las Secantes
Si desde un punto exterior a una circunferencia se trazan dos secantes, el producto de una de
ellas por su segmento exterior es igual al producto de la otra secante por su segmento exterior.
PA · PC = PB · PD
10.6.3. Teorema de la Tangente
Si desde un punto exterior de una circunferencia se trazan una tangente y una secante, la
tangente es media proporcional geométrica entre la secante y su segmento externo.
PT
PA
= PB
PT
PT
2 = PA · PB
10.7. Trigonometr´ıa
La trigonometr´ıa es la rama de la matemática que relaciona la medida de los ángulos agudos
en un triángulo rectángulo con razones entre los lados del mismo, dichas razones se conocen
como Razones Trigonométricas.

Universidad de Chile 10.7. Trigonometr´ıa
10.7.1. Triángulos Rectángulos Semejantes
Si nos damos un triángulo ABC rectángulo y trazamos una paralela a uno de los catetos,
formamos otro triángulo rectángulo ADE semejante al anterior (Utilizando el critério AA de
semejanza), entonces notemos que la razón entre los catetos del 4ABC es equivalente con la
razón de los catetos del 4ADE, es decir:
AB
BC
= AD
DE
Lo anterior nos indica que para cualquier triángulo rectángulo donde uno de sus ángulos
agudos es , siempre tendrá la misma razón entre sus lados, es decir, no importan las dimensiones
del triángulo.
Lo único que puede cambiar esta razón no es la medida de los lados, más bien, la medida de
su ángulos, de manera que:
Si 6=

)
AB
BC
6= AB
BD
10.7.2. Razónes Trigonométricas
Sea el 4ABC rectángulo en B, de catetos a y c y de hipotenusa b, donde a es el cateto
opuesto a y c es el cateto adyacente a , como se muestra en la figura,
Entonces definiremos las siguientes razones trigonométricas
† Seno del ángulo , se abrevia como sen(), se define de la forma:
sen() =
cateto opuesto
hipotenusa
= a
b
† Coseno del ángulo , se abrevia como cos(), se define de la forma:
cos() =
cateto adyacente
hipotenusa
= c
b
Matemática I 163

† Tangente del ángulo , se abrevia como tan(), se define de la forma:
tan() =
cateto opuesto
cateto adyacente
= a
c
Y a sus rec´ıprocos:
† Cosecante del ángulo , se abrevia como cosec(), se define de la forma:
cosec() =
1
sen()
=
hipotenusa
cateto opuesto
= b
a
† Secante del ángulo , se abrevia como sec(), se define de la forma:
sec() =
1
cos()
=
hipotenusa
cateto adyacente
= b
c
† Cotangente del ángulo , se abrevia como cot(), se define de la forma:
cot() =
1
tan()
=
cateto adyacente
cateto opuesto
= c
a
10.7.3. Ángulos Importantes y sus razones trigonométricas
1. Ángulo de 0:
En éste caso podemos pensar que el ángulo de cero grados es aquel que está en un triángulo
rectángulo donde su cateto opuesto es nulo, lo que implica que las razones sen(0) y
tan(0) tiene valor 0, sin embargo en éste mismo triángulo la “hipotenusa” está sobre el
“cateto adyacente” los que implicar´ıa una magnitud igual para ambos, es decir, la razón
cos(0) = 1.
2. Ángulo de 45:
Pensemos en uno de los triángulos rectángulos isósceles que se forma al trazar una de
las diagonales de un cuadrado de lado 1, ésta diagonal tiene valor igual a
p
21, entonces
los ángulos basales de éste triángulo isóceles son iguales a 45, de manera que podemos
encontrar todas sus razones trigonométricas fácilmente:
sen(45) = p1
2
=
p
2
2
cos(45) = p1
2
=
p
2
2
tan(45) = 1
1 = 1
cosec(45) =
p
2
1 =
p
2
sec(45) =
p
2
1 =
p
2
cot(45) = 1
1 = 1
1Utilizando el Teorema de Pitágoras

Universidad de Chile 10.7. Trigonometr´ıa
3. Ángulos de 30 y 60:
Estos ángulos los podemos encontar en uno de los triángulos rectángulos que se forman al
dividir un triángulo equilátero de lado 1, a través de su altura, como se ve en la figura:
sen(30) = 1/2
1 = 1
2
cos(30) =
p
3/2
1 =
p
3
2
tan(30) = 1/2 p
3/2
= p1
3
=
p
3
3
sen(60) =
p
3/2
1 =
p
3
2
cos(60) = 1/2
1 = 1
2
tan(60) =
p
3/2
1/2 =
p
3
Ahora, observemos el siguiente triángulo rectángulo, notemos que +

= 90, lo que significa
que son complementarios,
Observemos que:
† sen() = a
c = cos(

)
Ésta es una propiedad que se cumple para cualquier par de ángulos complementarios, de la
cual se desprenden:
† sen() = cos(90 − )
† tan() = cot(90 − )
† sec() = cosec(90 − )
En resumen podemos establecer la siguiente tabla de razones trigonométricas de ángulos
importantes:
sen( ) cos( ) tan( ) cosec( ) sec( ) cot( )
0 0 1 0 No existe 1 No existe
30 1
2
p
3
2
p
3
3 2 2
p
3
3
p
3
45
p
2
2
p
2
2 1
p
2
p
2 1
60
p
3
2
1
2
p
3 2
p
3
3 2
p
3
3
90 1 0 No existe 1 No existe 0
Matemática I 165

10.7.4. Identidades Trigonométricas
Las identidades trigonométricas nacen de las relaciones que cumplen los lados de un triángulo
rectángulo, a través de los teoremas como el de Pitágoras, por ejemplo, veamos el triángulo de
la figura y las propiedades que cumplen sus lados
En él se cumple la relación descrita por Pitágoras:
a2 + b2 = c2 ! Por el Teorema de Pitágoras, ahora si dividimos
a ambos lados por c2 obtenemos
a2
c2 + b2
c2 = c2
c2
a
c
2 +
b
c
2 = 1 ! Como podrás darte cuenta el primer término del
lado izquierdo de ésta igualdad corresponde al
seno del ángulo , y el segundo término corres-ponde
al coseno. Por lo tanto:
sen2() + cos2() = 1 ! Lo que es válido para cualquier valor de .
Ésta es conocida Identidad Trigonométrica Fundamental, y de ella podemos obtener otras
identidades importantes, por ejemplo:
sen2() + cos2() = 1 / ÷ cos2()
sen2() + cos2()
cos2()
=
1
cos2()
sen2()
cos2()
+
cos2()
cos2()
=

1
cos()
2

sen()
cos()
2
+ 1 =

1
cos()
2
(tan())2 + 1 = (sec())2
tan2() + 1 = sec2()
) sec2() − tan2() = 1
Realizando el mismo proceso pero ésta vez dividiendo inicialmente por sen2(), obtenemos
la siguiente identidad:
cosec2() − cot2() = 1
De manera que hemos obtenido éstas tres importantes identidades de la trigonometr´ıa:
† sen2() + cos2() = 1
† sec2() − tan2() = 1
† cosec2() − cot2() = 1

Universidad de Chile 10.8. Mini Ensayo XIII, Geometr´ıa de Proporciones
10.7.5. Ecuaciones Trigonométricas
Una ecuación trigonométrica es una ecuación en que uno, o ambos miembros de la igualdad
poseen la o las incógnitas en una razón trigonométrica.
Ejemplo:
† sen(x) + 2 = cos(y), es una ecuación trigonométrica.
† sen(30) + 2x2 = cos(60) − y, NO es una ecuación trigonométrica.
Para resolver éste tipo de ecuaciones generalmente se utilizan las identidades trigonométricas
vistas anteriormente y/o los valores de las razones trigonométricas en ángulos conocidos.
Ejemplo:
p
8 spen(x) − 3 + 4 = 5
p8 sen(x) − 3 = 5 − 4
8 sen(x) − 3 = 1
) 8 sen(x) − 3 = 1
8 sen(x) = 1 + 3
8 sen(x) = 4
sen(x) =
4
8
sen(x) =
1
2
) x = 30
10.8. Mini Ensayo XIII
Geometr´ıa de Proporciones
1. AE//CB. Determine la medida de DB si AD = 20 cm, AC = 6 cm y ED = 18 cm
a) 12,6 cm
b) 15 cm
c) 11 cm
d) 13 cm
e) 18 cm
2. Si DE//AB. Entonces es correcto:
Matemática I 167

I. DE
AB
= AC
CD
II. AB
DE
= BC
EC
III. AB
AC
= DE
CD
a) Solo I
b) Solo II
c) Solo III
d) II y III
e) Todas
3. ABMN es trapecio, si NC = 8, MC = 12 y BC = 15, entonces AC =
a) 22,5 cm
b) 16,6 cm
c) 10 cm
d) 11 cm
e) 12 cm
4. Los 4s ABC y DEF son semejantes, si AB = 6, BC = 12, DE = 10 y DF = 7,5,
determine el valor de AC + EF
a) 19,7
b) 20,5
c) 18,7
d) 15
e) 1
5. 3 árboles se encuentran alineados como se muestra en la figura, el más pequeño mide 2
m y el mediano 3 m, si la distancia entre cada par de árboles es de 3 m, ¿cuánto mide el
árbol más alto?
a) 3 m
b) 3,5 m
c) 4 m
d) 4,5 m
e) 5 m

6. ¿Qué 4s son congruentes?
I. II. III.
a) I y II
b) I y III
c) II y III
d) I, II y III
e) Ninguno.
7. En la figura, la tangente es igual a 8, y el segmento exterior de la secante es igual a 4,
entonces el valor de w es igual a:
a) 2
b) 4
c) 12
d) 16
e) Ninguna de las anterio-res.
8. Un alumno para demostrar que en el cuadrado de la figura el 4ABC = 4BCD deter-min
ó que AB = BD, que AC = DC y que el ]CAB = ]BDC, por ser rectos, ¿qué criterio
de congruencia utilizó?
a) LLL
b) LAL
c) ALA
d) AAL
e) LLA
9. En la figura, el 4ABC = 4DEF, entonces se verifica que:
Matemática I 169

a) AC = DF
b) BC = DE
c) AB = FE
d) AC = FE
e) AB = FD
10. Para demostrar que los 4s AOB y COD de la figura, son congruentes, es necesario saber
que:
a) AB = DC
b) ]BAO = ]DCO
c) AB ? CD
d) AO = DO y AB = CD
e) BO = CO y AO = DO
11. En la figura AD = 3 m y AC = 5 m, entonces BC =
a) 16
3 m
b) 4
3 m
c) 25
3 m
d) 5
p
2 m
p
2 − 3) m
e) (5
12. Los catetos de un 4 rectángulo miden 3 cm y 4 cm, determine la proyección mayor de los
catetos sobre la hipotenusa.
a) 1,8 cm
b) 3,2 cm
c) 4 cm
d) 5 cm
e) 2,5 cm
13. ¿Cuál es el valor de sen(30) + cos(60)?

a) 0
b) 1
2
c) −1
d)
p
2
2
e) 1
14. Los ojos de la virgen del cerro San Cristobal están a una altura de 422 m como lo muestra
la figura, una persona de 2 m de altura la ve directo a los ojos desde Av. Recoleta con un
ángulo de inclinación de 45, ¿cuál es la distancia que separa sus miradas?
a) 840 m
b) 840
p
2 m
p
2 m
c) 420
d) 420 m
15. ¿Cuál de las siguientes expresiones es(son) equivalente(s) a tan()?
I.
cos()
sen()
II.
s
1 − cos2()
1 − sen2()
III.
1
cosec() · sec()
a) Solo I
b) Solo II
c) I y II
d) II y III
16. sen2(89) + sen2(1) =
a) 89
b) 1
c) 90
d) 892 + 1
17. Un avión próximo a aterrizar, se encuentra a una altura de 1.350 m. ¿A qué distancia del
aeropuerto está el avión si el piloto lo observa con un ángulo de depresión de 30?
Matemática I 171

a) 1.350 m
b) 2.700 m
c) 90
p
3 m
d) 900
p
3 m
e) 270 m
18. En la semi circunferencia de la figura, el valor de b
c es:
a) cos()
b) sen()
c) tan()
d) sec()
e) cosec()
19. En la figura siguiente, en la circunferencia de centro O y radio r se dibuja el 4ABO, ¿cuál
es el valor de OH si el ]AOB = 2?
a) 2r sec()
b) r sen()
c) r cos()
d) 2r sen()
e) 2r cos()
20. Para determinar la altura de un poste, Cristian se ha alejado 7 metros de su base y ha
medido el ángulo que forma la visual al punto mas alto del poste, obteniendo un valor de
40, si Cristian ignora su propia altura, ¿cuál es la altura del poste?
a) 7 · tan(40)
b) 7 · cos(40)
c) 7 · cosec(40)
d) 7 · cot(40)
21. Dada la siguiente figura, el valor del seno de

es:

a) 13
b)
p
3/3
c) 6/
p
3
d)
p
3
e) 2
3
p
3
22. ¿Cuál es el ancho del r´ıo según los datos de la figura?
a)
p
3/50
b)
p
3
c) 2/
p
3
d) 50
e) 50
p
3
Matemática I 173

Cap´ıtulo 11
Transformaciones Isométricas
E l estudio de los movimientos en el plano y el espacio han sido muy importantes en nuestra
historia, ya que gracias a ellos hemos aprendido a comprender como se comportan los objetos
que no somos capaces de darnos cuenta de su movimiento, como por ejemplo el movimiento de
las montañas, o de la misma tierra y la galaxia, la mayor´ıa de éstos movimientos son conocidos
como isometr´ıas del espacio, pues éstas son funciones del espacio que le asignan a una figura o
cuerpo inicial una posición de final, sin alterar la estructura del objeto.
Versión 1.0, Marzo de 2008
11.1. Isometr´ıas
Las transformaciones isométricas son movimientos de figuras en el plano que no alteran ni
la forma ni el tamaño de esta. La figura inicial y la final (después de aplicada una isometr´ıa)
son congruentes.
Hay tres isometr´ıas:
Traslación T~v
Simetr´ıa o Reflexión SL, SO ó RefL RefO
Rotación Rot(O,])
11.1.1. La Traslación
La traslación está determinada por un vector ~v el cual asigna a cada punto A un punto A0,
de modo que A~A0 es un vector de igual mo´dulo, direccioń y sentido que ~v.
175

11. Transformaciones Isométricas Preuniveritario Popular V´ıctor J ara
Veamos en la figura el plano cartesiano, aqu´ı los puntos están determinado como pares
ordenados, por ejemplo el punto A tiene coordenadas (1,2) el cual al aplicarle una traslación le
corresponde A0 de coordenadas (5,4). Como podemos ver A se trasladó 4 unidades a la derecha
y 2 unidades hacia arriba (con respecto a A), con esto sabemos que a A(1, 2) se le aplicó una
traslación T(4, 2).
A(1, 2) + T(4, 2) = A0(5, 4)
11.1.2. La Simetr´ıa o Reflexión
La simetr´ıa asigna a cada punto de una figura otro punto del plano llamado imagen. Hay
dos tipos de simetr´ıas:
Axial
Central
Simetr´ıa Axial
La simetr´ıa axial es con respecto a una recta L llamada eje de simetr´ıa. Cada punto de la
figura y la imagen que le corresponde, está a la misma distancia de la recta L. Veamos la figura,
el segmento que une A con A0 es perpendicular a L.
Simetr´ıa Central
La simetr´ıa central es con respecto a un punto O llamado centro de simetr´ıa. Cada punto
de la figura y la imagen que le corresponde, se encuentran en la misma recta que une el punto
con el centro de simetr´ıa y a la misma distancia de este. Veamos en las figuras,

Universidad de Chile 11.2. Teselaciones
11.1.3. La Rotación
La rotación asocia a cada punto del plano una imagen con respecto a un punto llamado
centro de rotación y un ángulo llamado ángulo de giro. Veamos en la figura, haremos una
RotA(0,]90) donde A(3, 1) y A0(−1, 3).
Veamos la otra figura, haremos una RotA((1,1),]90) ó RotA(P,]90) donde A(3, 1) y A0(1, 3).
} Observa que . . .
La simetr´ıa central es equivalente a una rotación respecto al mismo centro en 180.
11.2. Teselaciones
Teselar o embaldosa consiste en recubrir el plano con figuras que se repiten de modo que al
unir las figuras se cubre completamente el plano.
Matemática I 177

Refuerzo 6

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