Les vencimos

1º Bachillerato Matemáticas I · Ciencias y Tecnología

Lección 01 · A · Sentido numérico

Operar con números reales: absoluto, potencias y raíces

Sentido numérico, en las operaciones: estrategias para operar con números reales en casos sencillos, de cálculo mental o escrito. Decreto 40/2022, Castilla y León.

Objetivos

Explicación

En el sentido numérico de Matemáticas I se pide operar con reales en los casos sencillos, de cabeza o por escrito. Esta lección se queda ahí: valor absoluto, potencias de exponente entero y raíces que salen exactas. Los logaritmos y los complejos vienen después; mezclarlos ahora solo tapa la prioridad.

Qué cuenta como número real en este curso

Los reales, ℝ, son los números que se colocan en la recta: enteros, fracciones y los que no son fracción, como √2. Para operar no hace falta «ver» todos. Hace falta saber qué operación se hace antes. Un número real negativo no es un error: es un punto a la izquierda del cero, y el valor absoluto mide cuántas unidades lo separan del cero.

Valor absoluto

El valor absoluto de un real x, escrito |x|, es su distancia a 0. Por eso |7| = 7 y |−7| = 7. No es una operación que «siempre pone signo más delante de lo que haya». Si dentro hay una suma, primero se calcula el interior: |−5 − 3| = |−8| = 8. La distancia no es negativa. El único número con valor absoluto 0 es el propio 0.

En la recta, |x| es el largo del segmento que une x con 0. Por eso |a − b| es la distancia entre a y b. Aquí lo usaremos sobre todo para simplificar expresiones, no como una ecuación con dos ramas: eso se puede dejar para cuando aparezcan inecuaciones.

Potencias enteras

Si n es un entero positivo, an es a multiplicado por sí mismo n veces. Así 32 = 9 y 33 = 27. El signo depende de la base y del exponente. Con la base negativa hace falta el paréntesis: (−2)3 = (−2)·(−2)·(−2) = −8, porque el exponente es impar. (−2)4 = 16, porque el exponente es par. Sin paréntesis, −24 significa −(24) = −16: la potencia se aplica solo al 2.

Exponente 1: a1 = a. Exponente 0, con a distinto de 0: a0 = 1. No vamos a usar exponentes negativos en los ejemplos de esta lección; cuando aparezcan, a−n = 1/an siempre que a ≠ 0.

Raíces exactas

La raíz cuadrada principal √a, con a ≥ 0, es el único real no negativo cuyo cuadrado es a. Por eso √16 = 4 y no −4, aunque (−4)2 también sea 16. El signo menos, si hace falta, se escribe delante: −√16 = −4. √0 = 0. √1 = 1. En esta lección solo entran raíces que se reconocen de memoria: 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100. Si el radicando no es uno de esos cuadrados, no lo sustituyas por un decimal inventado.

Prioridad, de dentro hacia fuera

El convenio de esta lección, el de bachillerato en España, es este:

  1. Paréntesis y valor absoluto: actúan como un paréntesis sobre su interior.
  2. Potencias y raíces.
  3. Productos y divisiones, de izquierda a derecha.
  4. Sumas y restas, de izquierda a derecha.

La multiplicación y la división están al mismo nivel. No se hace «primero toda la multiplicación del renglón y luego toda la división». Se lee por la izquierda: 12 : 3 · 2 = 4 · 2 = 8, no 12 : 6. El punto medio · y el aspa × indican producto; los dos puntos o la barra indican división. 2 + 3 · 4 = 2 + 12 = 14, no 20.

Glosa de los símbolos de esta lección

ℝ
Conjunto de los números reales: los que tienen sitio en la recta.
|x|
Valor absoluto de x: distancia de x a 0. Siempre es ≥ 0.
an
Potencia: a multiplicado n veces si n es entero positivo. El paréntesis decide si el signo entra en la base.
√
Raíz cuadrada principal. √a ≥ 0 y (√a)2 = a si a ≥ 0.
−
Signo menos o resta. Delante de una potencia sin paréntesis no entra en la base.
· y :
Producto y división. Mismo nivel, de izquierda a derecha. También se escribe × y /.
( )
Paréntesis: se calcula antes que lo de fuera. El valor absoluto funciona igual sobre su interior.

Ejemplo 1, paso a paso

|−7| + 32 − √16 · 2

  1. Valor absoluto: |−7| = 7.
  2. Potencia: 32 = 9.
  3. Raíz principal: √16 = 4, no −4.
  4. El producto va antes que la resta: √16 · 2 = 4 · 2 = 8.
  5. Sumas y restas de izquierda a derecha: 7 + 9 = 16, y 16 − 8 = 8.

Resultado: 8. Comprobación: 7 + 9 − 8 = 16 − 8 = 8. No hay decimales que redondear.

Ejemplo 2, paso a paso

(−2)3 + |−5 − 3| : 2

  1. Potencia con paréntesis: (−2)3 = −8. Tres factores negativos dan negativo.
  2. Interior del absoluto: −5 − 3 = −8.
  3. Valor absoluto: |−8| = 8.
  4. División antes que la suma: 8 : 2 = 4.
  5. Suma final: −8 + 4 = −4.

Resultado: −4. Si alguien hace el absoluto solo del 5 y deja el −3 fuera, parte de otra expresión: |−5| − 3 = 2, que no es el enunciado.

Error típico, corregido

Se escribe −32 = 9. Eso es falso. Sin paréntesis, el cuadrado afecta solo al 3: −32 = −(32) = −9.

La cuenta correcta del cuadrado de negativo es (−3)2 = (−3)·(−3) = 9. El paréntesis no es adorno: cambia el resultado de 9 a −9, una diferencia de 18.

El mismo descuido con el exponente par aparece en −24 = −16 frente a (−2)4 = 16. Antes de calcular, subraya qué es la base.

Figura: el absoluto en la recta

De −7 a 0 hay 7 unidades, las mismas que de 0 a 7. La raíz √16 = 4 cae en el 4, no en el −4: la principal se queda en la semirrecta de los no negativos.

Recta real de −8 a 8 con los puntos −7, 0, 4 y 7 0 −7 √16 = 4 |−7| = 7 distancia 7

Escala de la figura: del −8 al 8 hay 600 px de trazo útil, 37,5 px por unidad. El −7 queda a 7·37,5 = 262,5 px a la izquierda del cero (340 − 262,5 = 77,5). El 4 queda a 150 px a la derecha (340 + 150 = 490). El 7 queda a 262,5 px a la derecha (340 + 262,5 = 602,5).

En la vida real

Un desnivel no es un número con signo mal leído

En un perfil de camino, −7 m puede ser un descenso respecto de la cota de referencia. La longitud de cuerda que hace falta para salvar ese desnivel depende de la distancia, 7 m, no del signo del parte. El signo dice el sentido; el absoluto dice cuánto. Confundirlos es como anotar que «faltan −3 euros» cuando en realidad sobran o faltan tres: el paréntesis y el signo tienen que decir lo mismo que la frase.

Práctica en la misma página

Mueve el control. El punto azul es x y el texto recalcula |x|. Después escribe, en la caja, el desarrollo de |−6| + (−1)4 − √9. No hace falta enviar nada: el texto se queda en este navegador.

Recta viva para el valor absoluto x = 0, |x| = 0
|0| = 0

Clave local: bach1-mates-i-L01. No se envía a ningún sitio.

Comprueba

Calcula |−12| − (−3)2.

Respuesta: 12 − 9 = 3.

Por qué: |−12| = 12 y (−3)2 = 9. El paréntesis mete el signo en la base, así que no es −9. Restar 9 de 12 deja 3.

Calcula √49 · 2 + 3.

Respuesta: 7 · 2 + 3 = 14 + 3 = 17.

Por qué: √49 = 7, el producto se hace antes que la suma, y 14 + 3 = 17. Hacer (√49 · 2 + 3) como 7 · 5 sería otro enunciado, con paréntesis que aquí no están.

¿Cuánto vale (−2)4 y cuánto vale −24?

Respuesta: (−2)4 = 16 y −24 = −16.

Por qué: con paréntesis la base es −2 y el exponente par da positivo: 16. Sin paréntesis la potencia es solo del 2 y el menos queda fuera: −(16) = −16.

Tu resolución

Escribe el desarrollo en este cuadro. Si necesitas un boceto, dibújalo en el lienzo de esta misma página. No se envía a ningún sitio.

Lienzo para el boceto.

Mini cierre

Primero el interior de paréntesis y de barras, luego potencias y raíces, luego productos y divisiones de izquierda a derecha, y al final sumas y restas. El absoluto es una distancia. La raíz principal no es negativa. El paréntesis decide si el signo entra en la base.

Reto

Una expresión con trampa de paréntesis

Inventa una expresión que use un absoluto, una potencia y una raíz exacta, calcúlala tú primero en un papel, y escribe en la caja el desarrollo completo. Cambia solo un paréntesis y anota cuánto se mueve el resultado. Tiene que poder revisarse con aritmética entera, sin decimales aproximados.

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