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Índice

                                           ÁLGEBRA – 5 to AÑO DE SECUNDARIA
                                                                                                                                                      Pág.

T   E    M    A                1   Numeros Complejos...........................................................................                       2

Clasificación..................................................................................................................................       2

Representación de complejos.........................................................................................................                  3

T   E    M    A                2    Análisis Combinatorio.......................................................................                      10

Factorial de un número..................................................................................................................              10

Números combinatorios.................................................................................................................                18

Permutación, combinación y Variación............................................................................................                      18

Binomio de Newton.......................................................................................................................              22

T   E    M    A                3    logaritmos.........................................................................................               27

T   E    M    A                4    Funciones Exponenciales y logarítmicas..........................................                                  37

Función Exponencial......................................................................................................................             37

Función Logarítmica......................................................................................................................             41

T   E    M    A                5    Matrices y Determinantes.................................................................                         43

Definición ....................................................................................................................................       43

Álgebra de Matrices.......................................................................................................................            47

Determinantes..............................................................................................................................           53

T   E    M    A                6    Calculo Diferencial............................................................................                   60

Funciones.....................................................................................................................................        60

Límites      ......................................................................................................................................   64

Derivadas.....................................................................................................................................        80
Álgebra                                                                                                  I.E.P. CORPUS CHRISTI

                                         Tema nº 01: números complejos
Capacidades:
     Identificar el conjunto de los números complejos.
 Clasifica correctamente a los números complejos.
 Representa de diversas maneras a los números complejos.
 Opera con números complejos.
 Resuelve problemas con números complejos.


Desarrollo del Tema:
Cantidades Imaginarias
                                                                                        Ejemplo: i
                                                                                                           47
                                                                                                                = i 4(1 1 )+ 3 = i 3 = −i
Se obtienen al extraer raíz de índice par a
                                                                                                                i −1 0 = i − 3(4)+ 2 = i 2 = −1
un número negativo.

                      −2 ;    4
                                      −7 ;       6
                                                     −4
Ejemplo :                                                  ; ... etc.            Observación: Es conveniente recordar las
                                                                                 siguientes propiedades aritméticas.
Unidad Imaginaria                                                                                            °
                                                                                                  (a + r)n = a+ rn
Definición:             La        unidad                  imaginaria    se
                                                                                                   °
                                                                                        (a − r)n = a+ rn (n → p ar)
obtiene al extraer raíz cuadrada de -1, se
representa de la siguiente manera :                                                                °
                                                                                        (a − r)n = a− rn (n → im p ar )
                                 −1 = i                                          Ejemplo :

también se define como :                                                                 1112                      1112                        1112
                                                                                     91 0              (4 o +1 )1 0               4 o +1 1 0                 o +1
                                                                                 i              =i                           =i                       = i4          =i
     i2 = −1

                                                                                 Números Complejos
Potencias de la Unidad Imaginaria                                                Son aquellos números que tienen la forma :

                                 i1 =        i                                       Z = a + b i = (a ; b ); a , b ε R
                                 i = −1
                                  2
                                                                                 donde :
                                 i = −i
                                  3
                                                                                     a = Re     (Z )   s e lla m a , p a r te re a l d e Z
                                 i4 = 1                                              b = Im     (Z )   s e lla m a p a r te i m a g i n a r i a d e Z
Propiedades :
                                                                                 CLASIFICACIÓN DE LOS COMPLEJOS
         i4 n = 1 ; n ε Z
1.
                                                                                 Complejos Conjugados
                                                                                                                            (Z)
      Ejemplo :              i   480
                                         =i          4(1 20 )
                                                                =1               Son aquellos que sólo difieren en el signo
                                                                                 de la parte imaginaria.
                +k                                                               Ejemplo :
         i4 n        = ik ; (n ; k ε Z )
2.
                                                                                     Z = 3 +4 i ; su conjugado es : Z = 3 − 4i
Ecuación                                                                                                   Segundo Año


                                                                                          Z = a + bi
Complejos Opuestos (Zop)
Son aquellos que sólo difieren en los signos
                                                               Gráfica del Complejo
de      la     parte      real     e       imaginaria,
                                                               Cada complejo es un punto en el plano,
respectivamente.
                                                               para ubicarlo se le representa en el
                                                               llamado plano complejo, Gaussiano o
Ejemplo :
                                                               de Argand, el cual está formado por un
Z = 5 - 2i ; su opuesto es : Zop = −5 + 2 i
                                                               eje vertical (eje imaginario) y un eje
                                                               horizontal (eje real).
Complejos Iguales:
                                                               Ejemplo :
Son aquellos que tienen partes reales e
                                                                                         Z1
imaginarias, respectivamente, iguales.                           Graficar :                       = 3 + 4i
Ejemplo :                                                                               Z2
                                                                                              = 5 - 3i
De la igualdad : a + bi = 8 - 11i
                                                               En el plano Gaussiano :
tenemos :           a = 8; b = -11
                                                                                              Im
Complejo Nulo:
                                                         E je i m a g i n a r i o
Son aquellos que tienen su parte real e
imaginaria,         respectivamente,       iguales   a
                                                                                    4                      Z 1 = (3 ; 4 )
cero.
Si : a + bi es nulo      ⇒a   + bi = 0
Luego :             a = 0; b = 0
                                                                                                              5
                                                                                                                         Re
Complejo Imaginario Puro                                      O rig e n                                3
Es aquel cuya parte real es igual a cero y su                                                                          E je re a l
parte imaginaria distinta de cero.                                                  -3                            Z 2 = (5 ; -3 )
Si : a + bi es imaginario puro         ⇒   a=0

                                                               Observación                    :     Cada     complejo         se
Complejo Real                                                  representa por un punto en el plano al
Si un complejo es real, entonces su parte                      cual se le llama afijo del complejo.
imaginaria igual a cero :
Si : a + bi es real      ⇒b   =0                         II. Representación                                  Polar            o
                                                               Trigonométrica :
Representación de los Complejos                                En este caso, el complejo adopta la
I.   Representación Cartesiana o                               forma :
     Geométrica
     En      este     caso,   el   complejo      está
                                                                        Z = ρ (C o s θ + i S e n θ )
     representado de la forma:                                                            ρ→
                                                               Donde :                               módulo; r > 0


Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
3
Álgebra                                                                                                            I.E.P. CORPUS CHRISTI

                             θ → argumento; 0 ≤ θ < 2 π                                              
                                                                                                     *       ρ = a2 + b 2
                                                                                                     *       a = ρ C os θ
                                                                                                     
   Gráfica del Complejo                                                                              *       b = ρ S en θ
   En este caso, se utiliza el sistema de                                                            
                                                                                                                         b
   coordenadas                    polares                  el    cual        está                    *       θ = ArcT g
                                                                                                                         a
   formado por un punto fijo llamado polo
   y una semirecta que parte del polo,                                                               a + bi = ρ C os θ + (ρ S en θ) i
   llamado eje polar. El módulo ( ρ ) es la
                                                                                                        a + b i = ρ (C o s θ + iS e n θ)
   distancia           del                polo           al     punto         que
   representa el complejo y el argumento                                                         Para transformar de cartesiana a polar
                                                                                                 se calcula             y . En el caso inverso, se
   (θ)   el ángulo positivo medido en sentido
                                                                                                 calcula           el     valor         de     la      función
   antihorario desde el eje polar hasta el
                                                                                                 trigonométrica.
   radio vector            O Z        .
   Graficar : Z = 5(Cos40° + iSen40°)
                                                                                                     Aplicación :
   En el sistema de coordenadas polares :
                                                                                                     1. Transformar : Z = 3 + 4i
                                                 Z (5 ; 4 0 º )

              ρ = 5                                                                                       *
                                                                                                                ρ = 32 + 4 2 = 5
                                                                                                                               4
                 40º                                                                                            θ = ArcT g       = 53°
   O                                                                                                      *                    3
             p o lo                                      e je p o la r                               ⇒ 3 + 4i = 5 (C os 53 ° + i S en 53°)

   Relación entre la Representación                                                                  2. Transformar : Z = 6 (Cos37°+ i
   Cartesiana y Polar                                                                                     Sen37°)
   Sea el complejo : Z = a+b i (a, b >0)                                                                  Z = 6(Cos37°+ i Sen37°)
                                 Im                                                                              4   3
                                                                                                           Z = 6( + i )
                                                     Z                                                           5   5
                       b
                                                                                                                 24 1 8
                                          ρ                                                                Z=       +   i
         O ri g e n                                              E je re a l p o s i ti v o                       5   5
                                      θ
                                                 a                   Re
                                                                                              III.              Representación de Euler
             P o lo                                             E je p o la r                             En este caso, se tiene :




   En la figura sombreada :                                                                                                              e x p re s a d o e n
                                                                                                                                         ra d ia n e s
                                                                                                     ρ (C o s θ + i S e n θ) = ρ e iθ
                                                                                                 Se cumple :
Ecuación                                                                                            Segundo Año

                               iθ
      C o s θ + iS e n θ = e
                                                               d) Radicación :
     Siendo: e = 2,71828.... (base de los                        En general se asume que la raíz
     logaritmos Naturales).                                      adopta la forma (a+bi) ; luego a y b
     Asimismo :                                                  se      hallan           por           definición         de

                                                      iθ         radicación.
             a + b i = ρ (C o s θ + iS e n θ) = ρ e
                                                                 Ejemplo :                5 +1 2i

OPERACIONES CON COMPLEJOS                                            5 + 1 2 i = a + bi
I.   Operaciones en forma cartesiana                             Elevando al cuadrado
     a) Adición y multiplicación
                                                                  5 + 1 2 i = a2 − b 2 + 2 abi
        Se      utilizan     las     mismas     reglas
                                                                 Igualando :
        algebraicas.
        Ejemplo : (3+i)(3+2i) - (5-4i)                            5 = a2 − b 2 ; 1 2 = 2 ab
        Resolución :                                             Resolviendo :

             9 + 6i + 3i + 2 i 2 − 5 + 4i
        = 9 + 6i + 3i − 2 − 5 + 4i                                a = 3
                                                                        ⇒ 5 + 1 2 i = 3 + 2i
        = 2 + 1 3i                                                b = 2

                                                                  a = −3
     b) División                                                          ⇒ 5 + 1 2 i = −3 − 2 i
                                                                  b = −2 
        Se      multiplica      el    numerador            y
        denominador           por      el    complejo
                                                                  Observación :
        conjugado de este último.
                                                                 * (1    ± i)   = 2i
                              2 + 3i
                           Z=                                         1 +i
        Ejemplo :              3+i                                         =i
                                                                 *    1 −i
           2 + 3i 3 − i 6 − 2 i + 9i − 3i 2
        Z=       .     =                                           1 −i
            3+i 3−i           9 − i2                                    = −i
                                                                 * 1 +i
               6 + 7i + 3 9 + 7i    9   7
        Z=                =      =    +   i
                9 − (−1 )   10     10 10                       Operaciones en forma polar
                                                               a) Multiplicación :

     c) Potenciación :                                           En     este       caso,          los     módulos           se

        Se utiliza el teorema del binomio.                       multiplican          y     los     argumentos              se

        Ejemplo:                                                 suman.
                                                                  Z1 = ρ1 (C os θ1 + i S en θ1 )
             (2 i + 3)2 = 4i 2 + 1 2 i + 9
                        = −4 + 1 2 i + 9                          Z 2 = ρ2 (C os θ2 + i S en θ2 )
                       = 5 + 1 2i
                                                                  ⇒ Z1 Z   2   = ρ 1 ρ 2 [C o s (θ1 + θ 2 ) + i S e n (θ1 + θ 2 )]


Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
5
Álgebra                                                                                                 I.E.P. CORPUS CHRISTI

                                                                                                                                 n
                                                                                            Nota : observa que                       z      tiene "n"
    b) División :
                                                                                            valores.
       En este caso, los módulos se dividen
                                                                                            Ejemplo :
       y los argumentos se restan.
                                                                                            Hallar         las       raíces     cúbicas       de   la
                Z1 = ρ1 (C os θ1 + i S en θ1 )
                                                                                            unidad.
                Z 2 = ρ2 (C os θ2 + i S en θ2 )                                         3
                                                                                             1 = 3 1 + 0i = 3 C os 0° + i S en 0°
                Z                ρ1                                                                       0° + 2 k π                 2 kπ 
            ⇒       1       =       [ C o s (θ1 − θ 2 ) + i S e n (θ1 − θ 2 )]              3
                                                                                                1 = C os              + i S en  0° +      
                Z   2            ρ2                                                                           3                       3 

                                                                                            k = 0, 1, 2
    c) Potenciación :                                                                                       3
                                                                                            k=0        →         1    =1
       En este caso, el exponente eleva al
       módulo y multiplica al argumento.                                                                                      1    3
                                                                                                            3             −     +    i= w
        [ρ (C os θ + i S en θ)]n = ρn [C os n θ + i S en n θ]                               k=1        →         1    =       2   2

                                                                                                                              1    3
                                                                                                            3             −     −    i = w2
    d) Radicación :                                                                         k=2        →         1    =       2   2
       En este caso, se aplica la fórmula de                                                Raíces cúbicas de la unidad :
       De Moivre.
       Sea : Z = r(Cosq + iSenq)                                                                 1; w;      w2 .
                                                                                            donde :
                                      θ + 2kπ          θ + 2kπ 
        n
            Z =         n   ρ C o s (         )+ iSen(         )
                                          n               n                               *      w3 = 1

                                k = 0 , 1 , 2 , ..... , (n -1 )
                                                                                            *     1 + w + w2 = 0

                                                                  ejercIcIos propUesTos

1) Calcular :                                                                    3) Simplificar :

  −2        − 8 + −1 2                         − 1 2 − − 3600              −1                              i 28 + i 321 + i 49 + i 50 + i1 7
                                                                                            Z=
   a) 76                          b) -76                   c) 44
                                                                                                    i1 921 + i1 932 − i1 960 + i1 973 − i 2003
   d) -44                         e) 50                                              a) i                   b) -i                    c) 1
                                                                                     d) -1                  e) 1 - 1

2) Reducir :
                                                                                 4) 04.           Reducir :
                i +i +i
                  4              9        16
   V=                                               −i                              J = i + i 2 + i 3 + i 4 + ... + i 2003
            2−i +i          5        10
                                          −i   15
                                                                                     a) 1                   b) 2                     c) -1
   a) 1                           b) 2                     c) 3i
                                                                                     d) i                   e) 2i
   d) 2i                          e) 4i
Ecuación                                                                                                                       Segundo Año

5) Hallar         la       suma           "A"         de         números                 es un complejo real. Calcular : "n".
     complejos :                                                                         a) -3/8             b) 9/8                 c) 9

      A = (1 + i) + (2 + i 2 ) + (3 + i 3 ) + (4 + i 4 ) + ... + (4n + i 4 n )           d) 9/4              e) 3/4

     a) n (2n+1)                     b) 2n (4n+1)
                                                                                   11)Hallar "n", si el número siguiente es
     c) 0                            d) n(4n+1)                      e) 2n(4n-1)
                                                                                         imaginario puro :

6) Calcular :                                                                                                  3 − 2 ni
                                                                                                               4 − 3i
                1112                15   16                 1 9 20
            91 0             1 31 4                1 71 8
     V=i                +i                    +i                                         a) -1               b) -2                  c) -3
     a) 0                   b) 1                      c) 3                               d) -4               e) -5
     d) 3i                  e) -3i
                                                                                   12) Sabiendo que :

                                                                                                a + 2i
                                                                                         z=
7)   07.        Si                                                            :                 b − 3i ; es un número real.

     (ni 1 2 + i1 3 ) ( 2 i + n ) = a2 + bi ; { a ; b ; n } ⊂ R                          w=
                                                                                                 b + (a + 8) i
                                                                                                    a + bi     ;        es          un      número
                b 2
                  (n − a2 ); (i = − 1 )
                                                                                         imaginario puro. Indique : a - b.
     Calcular : n
                                                                                         a) -12              b) 10                  c) 24
     a) 2/3                 b)3/2                     c) 6
                                                                                         d) 8                e) -10
     d) 1/3                 e) 3


                                                                                                { z1 ; z 2 } ⊂ C
                                                                                   13) Si :                         , calcular :
8)   Si :     a2 + bi = m + ni
                                                                                                 5 z1 + z 2         2 z − 3z 2
                                                                                         Im (               ) − Im ( 1          )
     {a; b; m; n} R; además : i = −1                                                            3z1 + 4 z 2         3z1 + 4 z 2
                                                        2


                        m    2
                                          b                                              a) -3               b) -1                  c) 1
                                     +
     Calcular : a + n
                       2         2       mn                                              d) 3                e) 0

     a) 1                   b) 2                      c) 3
     d) 4                   e) 5                                                   14)    Si "i" es la unidad imaginaria, al
                                                                                         efectuar la siguiente operación :

9) Calcular "n", si se cumple :                                                                    2 (1 + i)1 6 − (1 − i)1 6
     3 (n + i) + 5 (n + 3i) = 3 7 (a + 2 ai )                                            a) 0                b) 1                   c) -256
                                                                                         d) 512 i            e) 256
              n ε R ∧ aε R
     Si :
     a) -3/8                b) 9/8                    c) 9
                                                                                   15) Calcular el valor de :                  2i
     d) 9/4                 e) 3/4
                                                                                         a) 1 + i            b) 1 - i               c) -1 - i
                                                                                         d) -1 + i           e) a ó c
                                 3 (n + i) + 5 (n + 3i)
             n εR ∧z =
10) Si :                                1 + 2i
                                                                                   16)Determinar el módulo de :

Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
7
Álgebra                                                                                  I.E.P. CORPUS CHRISTI

                            (7 + 3i)( 5 − 3i)                        z = (1 + i)2 + (1 + 2 i)2 + (1 + 3i)2 + ... + (1 + ni )2
                     Z=
                            (−5 + 2 i)( 6 − i)
                                                                              n ε Z+
                                                                         ;
   a) 1                    b) 2                      c)     2
                                                                            n (n + 1 )                                  n (2 n + 5 )
   d)
      2 7                  e) 14                                         a)     2              b) n                  c)      3

                                                                            n (n + 1 )            n
                                                                                                    (2 n + 5 )(1 − n )
               Z1 = 2 + 5 i ∧ Z 2 = 1 − i                                d)     6              e) 6
17) Sea :

                    Z 
                58  2 2                                                        zε C
                   | Z |                                           23) Si :           , resolver :
   Determinar :     1 
                                                                                               |z| - z = 3 + i
   a) 3 + i                b) 5 - i                  c) 4
   d) 2 - 2i               e) 4i                                         Indique :       z−1

                                                                                2 (7 + 1 2 i)−1           6 (7 − 24 i)−1
                                                                         a)                         b)

18)Determinar el módulo de :                                                  7 (6 − 4i)−1                        −1
                                                                         c)                         d) − 3(4 + 3i)
        Z = ((1 + i)4 + 4i)((1 − i)4 − 4i)( 3i + 1 )                          7 (6 − 28 i)−1
                                                                         e)
   a) 2                    b) 8                      c) 32
   d) 64                   e) 128
                                                                     24)Sean : |z|= 2; |w| = 3.

                                                                                        K =| z + w | 2 + | z − w | 2
19)Hallar "n".                                                           Hallar :
                                                                         a) 36                 b) 26                 c) 34
        8 + (1 − i)6 = n (1 + i); n ε R ; i = − 1
                                                                         d) 18                 e) 22
   a) 2                    b) 4                      c) 6
   d) 8                    e)10
                                                                     25)Indique el módulo de :

20)Hallar el módulo del complejo "Z", si al                                            (2 + 2 i)(1 + 3i)
                                                                         W=
   dividirlo entre 5+i y al cociente sumarle                                          (1 − i)( 7 + 3i)
   2, se obtuvo 3-i.
                                                                         a) 1                  b)   2 3              c)     2

   a)     13               b)    2 13                c)   3 13
                                                                         d)     2 2            e) 2
   d)   4 13               e)     5 13


                                                                     26)Sabiendo que : m, n, x, y R.
                 Z1 ; Z 2 ε C                                                                  m + ni = x + yi
21) Sean :                              . Reducir :                      Además :
               | z1 + z 2 | 2 − | z1 − z 2 | 2                           Hallar el equivalente de :
                 R e (z1 . z 2 ) + R e (z1 . z 2 )
                                                                                                    n2
   a) 1                    b) 1/2                    c) 2                                K=
                                                                                                m y 2 + y4
   d) 3                    e) 1/3
                                                                         a) 6                  b) 4                  c) 8
                                                                         d) 12                 e) 10
22)Indique la parte real de :
Ecuación                                                                                                   Segundo Año

            3
                a + bi = m + ni ; { a ; b ; m ; n } ⊂ R          z3 = 4C os 5 ° + 4iS en 5 °
27) Si :
                                                                a) 4 i               b) -1/2                   c) 1/4
                                                                d) i/2               e) 1
    además : . i =             −1

                           (m 3 − a)(b + n 3 )                            w 1 = − S en 20° − i C os 20°
                                                            34) Sea :

    Calcular :                      m 3n 3                                      Arg (w 1 )
                                                                hallar :
    a) 3 i               b) 1                 c) -3             a) 190°              b) 250°                   c) 240°
                                                                d) 340°              e) 200°
    d) -3 i              e) 3
                                                            35)Efectuar :
                              C : z2 + 2 | z | = 0                                           −4i
28) Resolver en :                                                                 1 +i 
                                                                                       
    Indique : Re(3z) - Im(z).                                                     2 
                                                                                       
    a) -3                b) 9                 c) 1
                                                                a) e
                                                                        −π
                                                                                     b)   e − π /2             c)    e π /2
    d) -2                e) 2
                                                                d) e
                                                                        2π
                                                                                     e)   eπ
                              2 i− i+5 i
29) Efectuar :
                                                            36) Un  número            real         "x",    que        satisface     la
    a) 1 + i             b) 1 - i             c) i              ecuación:
                            −1 + i
                                                               (S enx + i C osx )4 = S enx − iC osx es :
             2i               2
    d)                   e)
                                                                     π                              π
30)Hallar "Z", si cumple :                                      a) 1 0           b) − π          c) 2
                      1 1
                       + =
                           6
                                          ∧   | Z| = 5             π
                      Z Z 25
                                                                d) 5                 e)
                                                                                          π
                                                   5
    a) 3 - 4i            b) 4 - 3i            c) 3 + 4i
                                                                                 1    3
         5                      5                                       z=−        +    i
                                     +i                     37) Si :             2   2
    d) 3 − 4i            e)     3
                                                                Calcular : .        z− 3 + z3
31)Llevar a su forma trigonométrica :                                  2 e πi             2 e 2 πi                     2 e 2 πi
                                                                a)                   b)                        c)
                           z = -3 - 4i                                                     2π
                                                                                              i
32)Llevar a su forma exponencial :                                     −1 + 3 i           e 3
                                                                d)                   e)
                      −4+4 3i
            4π                  2π                          38)Reducir :
                                                     4π
               i                   i                    i                                          π           π
         16e 3                4e 3                 4e 3                                                i   −     i
    a)                   b)                   c)                                              e4 +e            4
             4π                 2π
                                                                                       L =         π           π
                i                  i                                                                   i   −     i
   d)
           8e 3
                         e)
                              8e 3                                                            e4 −e            4

33)Efectuar :                                                   a) 1                 b) -1                     c) i
                                                                d) -i                e) e
            z15 z3
    K =           2
                4
               z3                                           39) Proporcionar un equivalente de :                           ii   .

    sabiendo que :                                              a)     e − π /4      b) e
                                                                                          − π /2
                                                                                                               c)     eπ
     z1 = 2 (C os 1 0° + i S en 1 0°)                           d) e
                                                                     3 π /2
                                                                                     e) Hay 2 correctas

     z 2 = 8 C is20°                                        40)Hallar el módulo de "z" que verifica :


Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
9
Álgebra                             I.E.P. CORPUS CHRISTI

                    eπ
          e =
          z     4      (1 + i)
                    4
Análisis Combinatorio                                                                      Quinto Año

                          Tema nº 02 : análIsIs combInaTorIo
Capacidades:
 Define correctamente el factorial de un número.
 Opera con factoriales.
 Opera con números combinatorias.
 Diferencia entre permutación, combinación y variación.
 Resuelve problemas con variación, permutación , combinación y binomio de Newton.


Desarrollo del Tema:

FACTORIAL DE UN NÚMERO
Se denomina factorial de un número entero y positivo al producto indicado desde la unidad en forma
consecutiva, hasta el número dado. Al factorial de un número se puede representar por cualquiera de los
dos símbolos: ! ó


Si el factorial es “n”m su factorial se representa por:


 n!
             Se lee: Factorial del número “n” o “b” factorial.
     n


Por definición:
     n! =      n = 1 x 2 x 3 x 4 x …. X n


     n! =      n = n x (n – 1) x (n – 2) – (n x 3) x … 2 x 1
Ejemplos:
2! = 2        = 1x2=2
3! = 3        = 1x2x3=6
4! = 4        = 1 x 2 x 3 x 4 = 24
5! = 5        = 1 x 2 x 3 x 4 x 5 = 120
6! = 6        = 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 = 720
7! = 7        = 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 = 5040


OBSERVACIONES
1. Los factoriales sólo están definidos para cantidades enteras y positivas, así:
         5! = 5   ¡ factorial de 5  (si existe)
         (-3)! = -3 ¡ factorial de (-3)  (no existe)
         -4! = - 4 ¡ factorial de 4  (si existe)
         6! 6
           =  ¡ un medio de factorial de 6  (si existe)
         2 2


Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
11
1 1                1
    != ¡ factorial de               (no existe)
    3 3               3

   ( 2 ) !=       2 ¡ factorial de       2  (no existe)
2. El factorial de un número puede expresarse en función del factorial de otro número menor.
   Ejemplo:
   Sea:   6! = 6        =1x2x3x4x5x6


                     6! = 6    = 5        x 6  6! = 6      = 6x     5


   También:          6! = 6    =1x2x3x4x5x6


                     6! = 6    =     4         6! = 6     =5x6x         4


   O también: 6! = 6          = 1x2x3x4x5x6


                      6! = 6    = 3            6! = 6      =4x5x6x 3


   Noten que en los tres casos, todos ellos son iguales a 6! Y a su vez el número contenido en
   el factorial y los que están fuera de él son sus consecutivos posteriores a él.
   Ejemplo 1: Escribir 12! en función del            Ejemplo 2: Escribir 20! en función del
   factorial de 9                                    factorial de 16
   Solución:                                                  Solución:
   12! = 9! X 10 x 11 x 12                                    20! = 16! X 17 x 18 x 19 x 20

   Ejemplo 3: Escribir (x+5)! en función                      Ejemplo 4: Escribir (x-2)! en función del
   del factorial de (x+2)                                     factorial de (x-4)
   Solución:                                                  Solución:
   (x+5)! = (x+2)! (x+3) (x+4) (x+5)                          (x-2)! = (x-4)! (x-3) (x-2)



3. Por Convención:          0 = 0! = 1 ; y por definición:          1 = 1! = 1
   Lo que no implica que no podrá hacerse:            0 = 1  0 = 1 porque los dos conceptos
   tienen diferente punto de partida en cuanto a su definición.
   Demostrar que: 0! = 1
   Demostración:
   Se sabe que: n! = (n – 1)! n y que esta igualdad cumple para todo número entero
   positivo a partir de la unidad.
                                                   n!
   Acomodando la expresión, obtenemos:                = ( n − 1)!
                                                   n
   Reemplazando será:
                  1!
   N=1              = (1 − 1)!  ∴ 1 = 0! l . q . q . d.
                  1
Análisis Combinatorio                                                               Quinto Año

     Demostrar que: 1! = 1
     Demostración:
     Se sabe que: n! = (n – 1)! n
                 n!
     Es decir:      = ( n−)!¡ damos a “n” valor de 2, obteniendo:
                 n
      2!              2
         = (2 − 1)! ⇒   = 1! ⇒ 1 = 1! l.q.q.d.
      2               2

4. De lo anterior, si:
                                                  a=0
                                a! = 1            ó
                                               a=1


     Ejemplo:
     Dar la suma de los posibles valores de “x” en: (x – 3)! = 1
     Solución:
                                         x–3=0        x=3
                 (x – 3)! = 1                         ó
                                         x–3=1        x=4


                 ∴ La suma de los posibles valores de “x” será: 3 + 4 = 7


5. Si:     a = b      a=b        ∀ a, b ∈ N (∀ = para todo)


     Ejemplo: Determina el valor de “x” si:    x – 1 = 24
     Solución:
     Tal como se presenta la igualdad, no es posible el despeje directo de “x” para ello es
     recomendable desdoblar el 24 en factores de forma consecutiva veamos:
     x–1=1x2x3x4
     x–1=4


RECOMENDACIONES
En factoriales las siguientes operaciones no se cumplen:
I) (n + m)! ≠ n! + m!                                 III) (n x m)! ≠ n! x m!
     Ejemplo:                                              Ejemplo:
     (3+2)! ≠ 3° + 2!                                      (3 x 2)! ≠ 3! X 2!
      5!   ≠6+2                                            6! ≠ 6 x 2
      ⇓    ⇓                                                  ⇓   ⇓
     120 ≠ 8                                               720 ≠ 12

                                                          u    n!
II) (n – m)! ≠ n! – m!                                IV)   !≠
                                                          m    m!
     Ejemplo:                                             Ejemplo:

Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
13
(4-2)! ≠ 4° - 2!



 6  6!
 ! ≠
 3  3!
                                                             720
   2!   ≠       24 -2                             2!    ≠
                                                              6
   ⇓              ⇓                               ⇓           ⇓
   2     ≠      22                                2     ≠    120


                                    prácTIca De clase

1) Determina el valor de M, sabiendo que:    11) Resuelve la ecuación:
              13!                                 ( x − 3)!+( x − 2)!
   M =                                                                = 120
             9! x 4!                                    ( x − 1)
2) Halla:                                    12. Simplifica:
         6! x 4!                                       ( n!!+1)!−nn!!!
   S=                                            R=
           8!                                              (n!!−1)!
3) Halla el valor de:                        13. Halla el valor de.
      10! x5!                                         12!                15!                11! x6!
   E=                                           a)                 b)                 c)
      12! x3!                                         10!               13! x 2!              9!
4) Simplifica:                               14. Calcula el valor de:
            n!
   R=             + n( 2 − n)                           5! x 4!    10 
         (n − 2)!                                R=               − !
                                                    (4!) − (3!)
                                                         2       2
                                                                     3
5) Calcula el valor de:
                                             15. Resuelve:
          8! x 7!       25 
   P=                                            (2 x + 1)!
      (7!) 2 − (6!) 2 − 6 !
                                                            = 72
                                                (2 x − 1)
6) Halla el valor de:                        16. a) ¿Qué valor tiene “k”?
         n!       1      (n + 1)!                     Si: k! x 7 x 8 x 9 x 10 = 10!
   E=         −        +
      (n + 1)! (n + 1)      n!                  b) ¿Qué valor tiene “n”?
7) Reduce:                                            Si: (n-3)! X 9 x 19 x 11 x 12 = 12!
            n[ n!−1)!]
    P=                                                                                        11!
             ( n − 1)!                       17. Determinar el valor de: M =
8) Halla el valor de:
                                                                                           ( 7!)( 4!)
  Q = (n+2)! – (n+1)!
                                                                                   R=
                                                                                        ( 6!)( 4!)
                                             18. CALCULAR:
                                                                                             9!
9) Resuelve la ecuación:
    ( x − 2)!( x + 1)!                                                             ( x + 2)! = 6
                                             19. Calcular “X”:
        ( x − 1)! x!                                                                  x!
10) Resuelve la ecuación:
Análisis Combinatorio                                                                                     Quinto Año

            (3x + 1!)!
                       = 42                                                                          R=
                                                                                                          ( n + 1)! − n!
                                                            20. Calcular:
            (3x − 1)!                                                                                        ( n − 1)!

                                          prácTIca DomIcIlIarIa

1. Reduce: E = (n+2)! – 2(n+1)!                                                 ( n + 1) − n!
   a) (n-2)!     b) (n+3)!    c) n(n+1)                     8. Reduce: R =
                                                                                   (n − 1)!
   d) n(n+1)     e) n! (n+1)
                                                                                                     1
                                                                a) n    b) n2     c) 2n     d)               e) n3
                        7!−2 + 5!                                                                    n2
2. Reduce: M =
                        6!−10 x 4!
     a) 2      b) 4     c) 6      d) 8         e) 10                                                 (n + 2)!
                                                            9. Calcula el valor de “n”:                       =6
                                                                                                        n!
                       1                                        a) 1    b) 2       c) 3         d4          e) 5
3. El valor de:            ; es:
                     4!+3!
          1       4           1                1                                                 1 (n + 3)!
                                                            10. Calcula el valor de “x”           .         = 10
     a)        b)        c)               d)           e)                                        3 (n + 1)
          7!      5!         4.3!              5!
     N.A.                                                       a) 2    b) 3      c) 4      d) 5             e) 6

                                                            11. Indica la solución entera de la ecuación
                 1      1
4. Efectúa:        −                                            (x-1)! + (x! + (x+1)! = 5880
                 n! ( n + 1)!                                   a) 5    b) 6     c) 4    d) 3    e) 2
          n              n +1           n −1
     a)               b)            c)
          n!              n!           (n + 1)!             12. Efectúa:

           n                 1                                           (13!) 2                13!
     d)               e)                                                                    −
        (n + 1)!         n)(n + 1)!                             (12!) + 2(12!11!) + (11!)
                                                                     2                    2
                                                                                              10!+11!
                                                                a) 1    b) 2      c) 3          d) 4         e) -1
                   ( x − 1)!( x + 2) 5
5. Resuelve:                        =                       13. Calcula el valor de “x”:
                           x          3                         (119!)x!! (5!)x!! = (5!!23!!)24
     a) 2      b) 3     c) 4     d) 5        e) 6
                                                                a) 2    b) 4      c) 3      d) 5            e) 6

                         m!(n + 1)!                         14. El valor de:
6. Simplifica: E =
                         (m + 1)!n!                                5
                                                                         ; es:
        n −1              n +1         m +1                     5!+4!+3!
     a)               b)            c)
        m +1             m +1          n +1                         5            6                     3
                                                                a)           b)                  c)
        m +1             m                                         12!           5!                    4!
     d)               e)
        n −1              n                                        4
                                                                d)           e) N.A.
                                                                   5!
                           11!+10!+9!
7. Simplifica: R =
                             121.8!                                                  ( x − 1)!( x + 2) = 5
                                                            15. Calcular:
     a) 8      b) 9     c) 12        d) 24       e) 36                                          x!            3



     PERMUTACIONES



Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
15
Son los diferentes arreglos que se pueden formar con todos los elementos de un conjunto,
las permutaciones se diferencian entre sí sólo por el orden de sus elementos y lo
representamos de la siguiente manera:
                             n(n+1) (n+2) (n+3) … 3.2.1
              Pn = n!


Ejemplo:
1. ¿Cuántas maneras diferentes pueden formar una fila de 5 soldados?
Pn = n!
P5 = 5!
P5 = 120


Ejemplo : Halla todas las permutaciones posibles de las cifras del número 437.
Solución.-
Las permutaciones se obtienen cambiando de lugar las cifras.
Así: 437; 473; 347; 374; 743; 734.
En total tenemos 6 permutaciones diferentes.
Si llamamos P3 al número total de permutaciones de 3 elementos, se comprende que:
P3 = 1 x 2 x 3 = 3! = 6


Ejemplo : ¿De cuántas maneras distintas pueden ubicarse Angel, Beto, Carlos y Daniel en
una fila de 4 asientos?
Solución.-
Sea P4 el número de maneras distintas en que pueden sentarse A, B C ∧ D. Como intervienen
todos los elementos se trata de una permutación. Luego: P4=4! = 1x2x3x4 = 24


En general: El total de permutaciones diferentes que se pueden obtener con “n” elementos
se designa por Pn y el igual a n!
                                    Pn = n!


Ejemplo : 3 mujeres y 3 hombres desean sentarse en una fila de 6 asientos. ¿De cuántas
maneras diferentes pueden ordenarse si deben quedar sentados en forma alternada?
Las 6 personas pueden ordenarse empezando por una mujer (M) o empezando por un
hombre (H)
Así: M H M H M H             ó             HMHMHM
Permutaciones de los H : P3 = 3!           Permutaciones de los H : P3 = 3!
Permutaciones de las M : P3 = 3!           Permutaciones de las M : P3 = 3!


Como cada trío de mujeres se combinan con un trío de hombres para armar una fila de 6,
aplicamos el principio de multiplicación. 3! X 3!
Por lo tanto el total de formas de sentarse será: 3! X 3! + 3! X 3! = 72 maneras diferentes.
Análisis Combinatorio                                                                Quinto Año

     Ejemplo : Se tienen 7 libros de diferentes autores, siendo tres de ellos de matemática y el
     resto de física. ¿De cuántas formas diferentes se pueden ordenar en un estante si
     queremos que los de matemática siempre deben ir juntos?
     Designamos por M1, M2 y M3 a los libros de matemática y por F1, F2 y F3 a los libros de
     física. Las ordenaciones se pueden presentar de la siguiente forma:




     i)     M1 M2 M3 F1 F2 F3 F4    # de formas = 3! X 4!
     ii)    F1 M1 M2 M3 F2 F3 F4    # de formas = 3! X 4!           Total:
     iii)   F1 F2 M1 M2 M3 F3 F4    # de formas = 3! X 4!           = 4 (3! X 4!)
     iv)    F1 F2 M3 M1 M2 M3 F4  # de formas = 3! X 4!             = 576 formas diferentes
     v)     F1 F2 F3 F4 M1 M2 M3    # de formas = 3! X 4!


     PERMUTACIÓN CIRCULAR.- En este caso no hay primero ni último elemento por
     encontrarse en línea cerrada para hallar el número de permutaciones de n elementos.
                       A
                F              B             n-1


                                              Pcn = (n − 1)!
                E              C
                       D
     Ejemplo: ¿De cuántas maneras diferentes podrían sentarse Blancanieves y los 7 enanos
     alrededor de una mesa circular?
     PcN = (n − 1)!
     Pc8 = (8 − 1)°!= 7° = 1.2.3.4.5.6.7 = 5040
     Ejemplo: ¿de cuántas maneras distintas se pueden sentar alrededor de una mesa redonda
     7 personas?
     Solución: n = 7  Pc(7) = (7-1)!  Pc(7) = 6! = 720


     PERMUTACIÓN POR REPITENCIA.- Consiste en efectuar permutaciones con elementos
     repetidos, si el conjunto tiene “n” elementos, n, es de una clase, n2 son de 2° clase y nk
     son de k clases. La permutación por repitencia se obtiene por la forma siguiente:
                                                 n!
                                    Pkn =
                                            n1!n 2 !...n k !
     Ejemplo: ¿Cuántas palabras diferentes pueden formarse con las letras de la palabra
     casacas?
     Solución.-
     Vemos que se tiene una permutación por repetición donde se repite las letras C(2 veces),
     A(3 veces), S(2 veces).

Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
17
Luego:n = 7                         n1 = 2                     n2 = 3                     n3 = 2
          7!     7 x 6 x 7 x 4 x3
Pkn =          =                                      Pkb = 210 palabras
        2!3!2!      2 x3! x 2
Ejemplo : Calcula el total de palabras diferentes (con o sin sentido) que se pueden formar
permutando las letras de cada una de las siguientes palabras: i) manzana; ii) Alfalfa,
iii)catarata
Solución:          i) MANZANA
                       MNAZANA
                       MZANAAN               } Palabras diferentes
                            .
                            .
                         etc.
Total elementos:            n=7
Elementos repetidos:                A  3 veces
                                    N  2 veces
                                       7!      3! x 4 x5 x 6 x7
Total permutaciones: P3; 2 =                 =                  = 420
                                7

                                     3! x 2!       3! x1.2

ii) ALFALFA
   ALFAFAL
   AFLAFLA                  } Palabras diferentes
              .
              .
     Etc.
Total elementos: n = 7
Elementos repetidos:                A3
                                    L2
                                    F2
Total permutaciones:
                 7!       5040
P372, 2 =
  ,                     =          = 210
            3! x 2! x 2! 6 x 2 x 2

Ejemplo : Se quiere confeccionar una bandera conformada por 5 franjas verticales. Si se
dispone de tres franjas de tela de color blanco y dos de color rojo. ¿Cuántas opciones
diferentes hay para escoger el modelo de la bandera?
Solución.- Diseño de la bandera


                                                      Total permutaciones:
                                                                 5!      3! x 4 x5
                            2 franjas rojas           P352 =
                                                        ,              =           = 10
                                                               3! x 2!     3! x1
   3 franjas blancas
            Total elementos: n = 5
Análisis Combinatorio                                                                 Quinto Año

        Elementos repetidos: B  3
                                 R2


        Ejemplo 3: ¿De cuántas maneras diferentes se pueden obtener en una fila 7 bolas de
        billar (de igual forma y tamaño), si 2 son rojas, 4 amarillas y una blanca?
                               7!      4! x5 x6 x7
        Solución: P2 , 4 =           =             = 105
                         7

                             2! x 4!       2 x4

                             n
     VARIACIONES.- Vm , son los diferentes arreglos que se pueden formar con parte de los

     elementos de un conjunto formado de 2 en 2, 3 en 3, las variaciones se diferencian entre sí
     por el orden se sus elementos o por uno o más de sus elementos.
     El número de variaciones que pueden obtenerse de n elementos tomados de m y n se
     representa por:

     Vm = n(n − 1)(n − 2)...n − m + 1
      n


                 n!
     Vm =
      n

              (n − m)!
     Ejemplo: Halla el número de variaciones en:
                   9!   9! 9 x8 x7 x6 x5 x 4!
     a) V5 =           = =                    = 15120
          9

                (9 − 5) 4!         4!
                   7!    7! 7 x6 x5 x 4!
     b) V3 =            = =              = 210
          7

                (7 − 3)! 4!     4!
                   m!      m!
     c) Vm =             =    = m!
          n

                )(m − n)! 1


     COMBINACIONES
     Son las diferentes variaciones que se puede hacer en todos o parte de los elementos de un
     conjunto. Las combinaciones se calculan por la siguiente forma:
                                                  n!
                                       Cm =
                                        n

                                              n!(n − m)!


     NÚMERO COMBINATORIO
     PROPIEDADES
     1. Todo número combinatorio cuyo índice es 1, 2s igual al índice superior.
                     n!      n(n − 1)!
        C1n =              =           =n
                 1!(m − 1)! n(n − 1)!
     2. Todo número combinatorio cuyos índices son iguales, es igual a 1.
                     n!      n! n!
        Cn =
         n
                           =    = =1
                 n!(n − n)! n!0! n!



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19
3. La suma de 2 números combinatorios de igual índice superior, e índices inferiores
    consecutivos es igual al número combinatorio, cuyo índice superior es igual al índice
    superior común aumentado en 1 unidad y de índice inferior igual al mayor de estos.
                             n!               n!
    C m + C m +1 =
      n     n
                                   +
                         m!(n − m)! (m + 1)![n − (m + 1)]!
                                  n!                    n!
                     =                        +
                         m!(m − n − 1)!(n − m) (m + 1)m!(n − (m − 1)!
                             n!        1         1 
                   =                   n − m + n + 1
                        m!(n − m − 1)               
                              n!       m+2+n−m
                   =
                         m!(n − m − 1)  (n − m)(m + 1) 
                                                       
                              n!           (n + 1)
                   =
                         m!(n − m − 1) (n − m)(m + 1
                                   n!(n + 1)
                   =
                         m!(m + 1)(n − m − 1)!(n − m)
                             (n + 1)!
                   =
                         (m + 1)!(n − m)!
                   = C m + C m +1
                          n     n
                                         =   C m+1
                                               n
                                                 +1



NÚMEROS COMBINATORIOS COMPLEMENTARIOS
Son 2 números combinatorios de igual índice superior y la suma de sus índices inferiores es
igual al índice superior común.

C kn ∧ C sn , donde k + 5 = n
               n!
C kn =
         k! ( n − k )
             n!                              n!
C sn =                          C sn =                Ck = Cs
                                                        n    n
         s!(n − s)                       (n − k )!k!
Análisis Combinatorio                                                       Quinto Año

                                   ejercIcIos propUesTos
                       15!                       13)Tres niños, ¿de cuántas formas
     1) C 4 =
            15

                   4!(15 − 4)!                      distintas pueden sentarse en 5
                                                    sillas?
                        20!
     2) C17 =
            20
                                                 14)5 viajeros llegan a una ciudad en la
                   17!(20 − 27)!
                                                    que hay 7 hoteles. ¿De cuántas
                        90!
     3) C
            90
            86   =                                  maneras podrían alojarse en hoteles
                   86!(90 − 86)!
                                                    diferentes?
     4) ¿De cuántas maneras se pueden
                                                 15)¿De cuántas maneras podemos
        elegir y disponer de un escaparate 3
                                                    formar en columna de a uno a 5
        partes de calzado de un conjunto?
                                                    alumnos?
     5) ¿Cuántas maneras diferentes de 4
                                                 16)¿Cuántos números de 4 cifras se
        cifras se pueden formar con los
                                                    pueden formar con los dígitos del 1
        nueves dígitos 1, 2, 3, ….. 9?
                                                    al 4?
     6) ¿Cuántas ordenaciones diferentes
                                                 17)¿Cuántas permutaciones de 7
        pueden formarse tomando 5 letras
                                                    elementos se pueden formar con las
        de la palabra gástrico?
                                                    letras de la palabra NÁUTICO?
     7) En una fiesta hay 5 chicas y 10
                                                 18)¿Cuántas palabras diferentes se
        chicos. ¿De cuántas maneras
                                                    pueden formar con todas las letras
        podrían bailar?
                                                    de la palabra POPA?
     8) ¿De cuántas formas distintas se
                                                 19)¿De cuántas maneras pueden
        pueden sacar 3 banderines de una
                                                    cambiar de posición los jugaror5es
        caja que contiene 6 banderines?
                                                    de básquet, si uno de ellos no
     9) En una empresa se necesitan un
                                                    cambia?
        supervisor, un tornero, un carpintero
                                                 20)¿Cuántas palabras diferentes se
        y con conserje, y previo concurso
                                                    pueden obtener con las letras de la
        han quedado 9 personas. ¿De
                                                    palabra COCCIÓN?
        cuántas maneras pueden escogerse
                                                 21)¿De cuántas maneras pueden
        las personas requeridas.
                                                    sentarse 5 personas en una mesa
     10)Vamos a colocar un “trébol de la
                                                    redonda contando de un solo
        suerte” (4 hojas) con un color
                                                    sentido?
        distinto para cada hoja. Si tenemos
                                                 22)Un entrenador tiene a su cargo 7
        una caja con 6 colores distintos. ¿De
                                                    deportistas. ¿de cuántas maneras
        cuántas formas podemos colorear al
                                                    pueden distribuir a los citados
        trébol?
                                                    deportistas en dos competencias:
     11)¿Cuántos equipos diferentes de
                                                    cinco en natación y dos en atletismo.
        básquet podemos formar si
                                                 23)En un campeonato de bulbito han
        contamos con 8 jugadores que
                                                    participado 7 equipos. ¿De cuántas
        pueden jugar en cualquier lugar?
                                                    maneras pueden quedar ubicados?
     12)Con 6 banderas de diferente color,
                                                 24)¿Cuántos conjuntos imitadores del
        ¿cuántas señales distintas de 2
                                                    famoso trío “Los panchos” se
        banderas se pueden hacer?

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21
podrían formar a partir de un grupo        34)¿De cuántas maneras se pueden
   de 12 aficionados?                            distribuir 5 hombres y 3 mujeres en
25)¿Cuántos equipos de básquet                   una fila de 8 asientos, si las mujeres
   podríamos formar a partir de un               no deben sentarse juntos?
   conjunto de 12 jugadores’                  35) De una ciudad A a otra B hay 6
26)Cerebrito debe contestar de 10                 caminos diferentes y de la ciudad B
                                                  a C hay 4 caminos diferentes. ¿de
   preguntas en un examen. ¿De                    cuantas maneras se puede hacer un
   cuántas maneras puede cerebrito                viaje redondo de A a C pasando por
                                                  B?
   escoger las 7 preguntas?
                                              36) Maria tiene 5 pantalones y 3 blusas.
27)En el problema anterior:                       ¿de cuantas     maneras     distintas
   Si las 2 primeras fueron obligatorias,         puede ponerse un pantalón y una
                                                  blusa?
   ¿de cuántas maneras podrían escoger        37) Determinar el valor de m en la
                                                 expresión: V2 = 20
                                                               m
   las preguntas?
28)En la figura cada línea representa un      38) ¿De     cuantas    maneras     pueden
                                                  sentarse en una banca de 6
   camino.      ¿De   cuántas     maneras
                                                  asientos, 4 personas?
   distintas se puede ir de la ciudad A a     39) Una persona posee 3 anillos
   la ciudad C?                                   distintos. ¿De cuantas maneras
                                                  puede colocarse en sus dedos de la
                                                  mano derecha, colocando solo un
                                                  anillo por dedo, sin contar el pulgar?
                                              40)Una señora tiene 10 amigas           de
29) ¿Cuántos números pares de 3 dígitos
                                                  confianza. ¿De cuantas maneras
   se pueden formar con los dígitos:              puede invitar a 6 de ellas a cenar?
                                              41) Resolver : C 2 + C 6 = 28
                                                               x     x
   1;2;5;6;7;8∧9; si:
   a) Los dígitos del número pueden           42)¿De cuantas maneras distintas se
                                                  pueden sentar 5 alumnos en 5
   repetirse.                                     asientos unipersonales?
   b) Los dígitos del número no se            43)¿De cuantas maneras distintas se
   repiten.                                       pueden sentar 5 alumnos en 5
                                                  asientos    unipersonales     ubicados
30)En una carreta participan 7 atletas.           alrededor de una mesa?
   ¿De    cuántas     maneras     distintas   44) ¿Cuantos números mayores de 6000
                                                  se podrán formar con las siguientes
   pueden llegar a la meta, si llegan
                                                  cifras: 2;5;6;3?
   uno a continuación del otro?               45)¿Cuantas        banderas      tricolores
31)En una fila de sillas se sientan 5             diferentes de franjas horizontales se
                                                  pueden confeccionar si se disponen
   mujeres y 3 hombres. ¿De cuántas               7 colores distintos?
   maneras se pueden ordenar si las           46)¿Cuantas palabras se pueden formar
                                                  con las letras de la palabra LIBRO?
   mujeres deben estar juntos y los
                                              47) La primera división de la liga de
   hombres también?                               fútbol de huacho consta de 25
32)¿De cuántas maneras diferentes se              equipos.¿cuanto partidos se deben
                                                  jugar para completar la primera
   pueden ubicar 9 damas en una fila
                                                  rueda?
   de 9 asientos, si Mirian y Andrea          48)¿De cuantas maneras se pueden
   siempre deben estar juntas?                    ubicar 6 personas en un auto si solo
                                                  una de ellas sabe manejar?
33)¿Cuántas permutaciones diferentes          49) De un total de x personas se pueden
   se pueden realizar con las letras de           formar 21 grupos de 5. Determinar
   la palabra BANANA?                             el valor de “x”
Análisis Combinatorio                                                               Quinto Año



     BINOMIO DE NEWTON
     FORMA GENERAL DEL BINOMIO DE NEWTON
     Deducción del Binomio de Newton
     BINOMIO                 DESARROLLO                           SUMA DE COEIFC.
     (x+1) = x + a                                                21
     (x+1)2 = x2 + 2ax + a2                                       22
     (x+a)3 = x3 + 3x2a + 3xa2 + a3                       23
     (x+2)4 = x4 + 4x3a + 6x2a2 + 4xa3 + a4               24
     (x+a)5 = x5 + 5x4a + 10x3a + 10x2a3 + 5xa4 + a5              25
     ………………………….                                                  ..
     ………………………….                                                  ..
                                                                  2n
     Generalizamos y podemos llegar a:
                                n(n − 1) n − 2 2 n(n − 1)(n − 2) n −3 3
     (x+a)n = xn + nxn-1 a +            n a +                   x a
                                  1 .2               1 .2 .3
         n(n − 1)(n − 2)(n − 3) n − 4 4
     +                         x a + ... + a n                            (I)
                1.2.3.4
     Observamos lo siguiente:
     Bases del binomio: x ∧ a
     Exponentes del binomio: n
     El desarrollo del binomio: El segundo miembro
     Luego:
     a) El desarrollo es un polinomio homogéneo con respecto a x, a, donde el grado de
          homogeneidad corresponde al exponente n.
     b) Siempre el desarrollo contiene un término más que el exponente n.
     c) El primer término del desarrollo contiene a x elevado al exponente n; disminuyendo los
          exponentes de x de uno en uno hasta cero.
     d) El segundo término contiene a la base a elevado a la unidad, aumentado el valor de su
          exponente en cada exponente n.
     e) Los coeficientes de los términos equidistantes de los extremos son iguales.
     f) El coeficiente de un término cualquiera se obtiene a partir del término anterior
          multiplicando el coeficiente del término anterior por el exponente de la primera base y
          dividiendo este producto por el exponente de la segunda base aumentado en uno.
     g) La suma de los coeficientes de un binomio (x+a) se da por 2n.

     EL BINOMIO DE NEWTON USANDO NÚMEROS COMBINATORIOS
     En la forma general (I) vemos que los coeficientes de cada término se dan como:
                        n n −1   n(n − 1) n − 2 2 n(n − 1)(n − 2) 4−3 3
     (x+a)n = 1.xn +      .x a +         .x a +                  x .a
                        1          1.2                1.2.3
     …. 1.an

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n( n − 1) 4 n(n − 1)(−2)
   Donde: C o = 1; C1 ; C 2 =                                ; C3 =                                 … Cn = 1
                  n                  n       n                                                              n

                                                      1.2           1.2.3
   Sustituyendo estos valores en la forma general, tendremos el desarrollo del binomio de
   Newton con números combinatorios.
    ( x + 1) n = C on x n * C1n x n −2 a 2 + C 3n x n −3 a 3 + ...C n = a n
                                                                    n


   Ejemplo:

   1) (m+n)7 = C 0 = m + C1 m n + C 2 m n + C 3 m n + C 4 m n + C 5 m n + C 6 mn + C 7 n
                              7              7       7       6            7   5     2   7   5   3   7   5       4    7     2   5   7   6   7   7


   Así (m+n)7 = m7 +7m6n + 21m5n2 + 35m4n3 + 21m3n5 + 7mn6 + n7


   FÓRMULA DEL TÉRMINO DE LUGAR GENERAL K
                        n − k +1
              n
   TK = C k −1 . X                 .a k −1
   Ejemplo 1: Halla el término quinto de (2a + b2)11
   Solución.-
   n = 11; k = 5; x = 2a ; a = b2
                                                            11− 5+1
   Luego:
                                             11
                            T5 = C 5−1 .( 2a )                        .(b 2 ) 5−1
                            T5 = 330 . 128ª7b2  T5 = 42240ª7b8

   Ejemplo 2: Encuentra el 6° término de (x-3y)10
                         10 − 6 +1
             10
   T6 = C 6 −1 .( x)                 .(3 y ) 6− 2
   T6 = 252x5 – 243y5                              T6 = -61236x5y5

   Ejemplo 3: Halla el término que contiene x6 en el desarrollo de (x-3)14.
   Solución.- Por fórmula del término general.
                      14 − k +1
             14
   Tk = C x −1 .x                 .( −3) k −1 = C k −1 .(−3) k −1
                                                  14


   Como el exponente de x debe ser 6.
   15 – k = 6                      k = 9 (el término buscado es el de lugar 9).
                                                    15− 9
   Luego:                   T9 = C 9 −1 .x
                                             14
                                                            .(−3) 9−1
                                         14! 6                   14 x13 x12 x11x9 x8 6 8
                            T9 =              .x .( −3) 8 ⇒ T9 =                        .x .3
                                         8!6!                     8 x! x 2 x3 x 4 x5 x6
                            T9 = 39 . 7 . 11 . 13 . x6


                                                                 prácTIca De clase


1. Halla el desarrollo de: (2x + 3y)5                                                   2) resuelve: ( x +          3) 6

3. Calcula el tercer término del desarrollo                                             4) Calcula el sétimo término del desarrollo de:
   de: (2x + 3)5                                                                           (x + 1/x)9

5. Calcula el término central del desarrollo                                            6) Calcula el término central del desarrollo de:
   de: (a + 2b)8                                                                           (x + 1/x2)10
Análisis Combinatorio                                                                                                                 Quinto Año

7. Halla el término que contiene a “x8” en                                       8) Halla el valor de “x” de tal manera que la
   el desarrollo de: (x+y)13                                                        suma del 3° y 5° términos en el desarrollo de
                                                                                   (x+1)4 sea igual a 25.
9. Obtén los siguientes desarrollos:
  a) (x-2y)5 b) (1+3a)7     c) (1-b)11                                           10) Determina el término indicado en el desarrollo
                                                                                     Correspondiente:

11) Determina el coeficiente numérico del                                             a) 7° término en: (x-y)11
    Término indicado:                                                                 b) 5° término en: (a+b)21
                                                                                                                                10
                                                                                                                  1 1
      a) 2° término en (2x-y)          4
                                                                                      c) 10° término en:           − 
                                                                                                                  a b
      b) 3° término en (3a+4b)6
                                                        10                                                                      5
                                 x2 y2                                                                         2 1
       c) 9° término en:         −
                                 y                                            12) En el desarrollo de          3x −             , determine:
                                    x                                                                             x

                                                                                    a) El coeficiente numérico del cuarto término.
                                                                                    b) El término que contiene x4.
                                                                                    c) El término independiente de x.

13) Encuentra los 3 primeros términos en el
desarrollo de:     (   2x + 3     )   10                                            17) Hallar el valor de x de tal manera que
                                                                                       la suma del 3ro y 5to término en el
                                                                                       desarrollo de ( x+1 ) 4 sea igual a 25
14) Calcula el producto de los coeficientes
     numéricos del primero y del último término                                        A) ±1         B) ±2
     del desarrollo de: (1+3x2)6.                                                      C) ±3         D) ±4       E) 5
15)     Calcular el             término                 central      del
      desarrollo de:                                                                18) El último término en el desarrollo de:

         1 
                 10                                                                     ( x − 3y ) 5
      x+ 2                                                                            A) − 15 y
                                                                                                    5
                                                                                                                B) − 15 y
                                                                                                                            5
        x 
                                                                                        C) − 15 y               D) − 15 y           E) − 15 y
                                                                                                        5                   5                   5
                                252
      A) 252 x 5           B)
                                x5
         252                                                                        19) Cual es el coeficiente de x14 en el
      C)                        D) 252 x        8
                                                                                       desarrollo de:
          x3                                                                            ( x2+x3 ) 6
      E) 252 x                                                                         A) 12         B) 18
                                                                                       C) 15         D) 21    E) 24
16) Hallar el término que contiene a x8 en
   el desarrollo de:                                                                20) El 5to término del desarrollo de:
   (x + y) 13                                                                                               7
                                                                                         1   1 
      A) 1287 x y
                   8   3
                           B) 1287 x y
                                            8   8
                                                                                         2 + 2
                                                                                        x
                   8   5                    8       6                8     10               y 
      C) 1287 x y          D) 1287 x y                       E) 1287 x y
                                                         prácTIca DomIcIlIarIa


1. El último término en el desarrollo de:                                           3. El coeficiente numérico del 2° término
      (x-3y)5 es:                                                                      en el desarrollo de (2a+b)5 es:
      a) -15y5 b) 15y5 c) 243y5                                                        a) 16          b) 32        c) 80
      d) -243y5      e) -243xy5                                                        d) 10          e) 50
                                                                                    4. El término central en el desarrollo de:
2. El coeficiente numérico del 8° término                                                               7
                                                                                             y
                                                                                         3x −  , es:
                                           11
      del desarrollo de (2-x) es:
      a) 330         b) -330       c) 5280                                                   2
      d) -5280              e) Otro valor


Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
25
2835 4 3    − 2835 4 3                                 10. ¿Qué     lugar       ocupa         el      término        del
   a)      x y b)       x y                                                                                       120
        8            8                                                                                      1
                                                                 desarrollo binomial de:  x +                         que es
      945 3 4     − 945 3 4                                                                                 x
   c)     x y d)       x y
      16           16                                            de grado 100.
   e) no hay término central.                                    a) 15     b) 14                        c) 13
                                                                 d) 12     e) 11
5. El término independiente de “x” en el
                           4                                 11)Hallar el 4to término de:
                      1 
   desarrollo de  x − 2  es el:                               ( 2 x 2 + 3y 4 ) 5
                     x                                                    4 4
   a) 2° término   b) 3° término                                A) 1080 x y              1080x 4 y10
                                                                                             B)
                                                                            4 12           4 12
   c) 4° término   d) último término                            C) 1080x y            D) x y      E) 1080 x y
   e) No hay término independiente de “x”
                                                             12) Hallar el 6to término de: (3x 2 + 2 y 3 ) 7
6. Halla el valor de “x” de tal manera que                      Ver cual es el grado absoluto.
   el coeficiente del 3° y 5° términos en el                    A) 20                B) 21
   desarrollo de: (2x-1)5 sea igual a 72.                       C) 23                D) 22     E) 10
   a) x=±2               b) x=±4       c)
   x=±3                                                      13) Hallar el tercer término del desarrollo
   d) x=±5               e) x=±6                                 de:    ( x 4 + 3 y 5 )10
                                                                A) 405x 2 y 32               B) 405x 16 y 32
7. ¿Qué valor debe tener “n” para que el
                                                                        32 2                         16 16
   cuarto    término         del   desarrollo          de:      C) 405x y                    D) 405x y
                n                                                       4 4
   2 x                                                        E) 405x y
    +             ,        sea     el       término
   x 2                                                     14) Hallar el término central de:
   independiente. Cita el coeficiente del
   término que sigue al término de grado
                                                                 (x 2 − y 3 )8
   cero.                                                        A) 70 x 4 y 8                B) 70 x 8 y 8
      25                   15                15                         8 12
                                                                C) 70 x y
                                                                                                     12 8
                                                                                             D) 70 x y
   a)                   b)             c)
      4                     2                 4                        3 4
                                                                E) 70 x y
      24                   25
   d)                   e)
       5                    2                                15) Hallar el término central de: (a 3 − b 3 ) 4
8. El término central en el desarrollo de:                       A) 6a 6 b 6  B) 6a 4 b 4
   (2x-y)6 es:                                                   C) 6a 3 b 3  D) 6a 4 b 5 E) 6a 5 b 4
   a) -60x2y4          b) 60x2y4
           3 3
   c) 160x y           d) -160x3y3                           16) Hallar el término central de: (3a − b ) 6
   e) No hay término central
                                                                 A) − 540a 3 b 3 B) − 540a 4 b 4
9. Halla    el    término     anterior    al                     C) − 540b 2     D) − 540a 2     E) − 540b 6
   independiente de “x” en el desarrollo del
   siguiente binomio de Newton:                              17) Hallar el término de lugar 5 en:
                    13
    x
     3   2
            1                                                  (x 2 + y 3 ) 6
        +2 
    2        x                                                A) 15x y
                                                                        2 3
                                                                                     B) 15x y
                                                                                             4     12
                                                                      12 3            12    12
      715 15
           13       453 1513                                    C) 15x y             D) x y                  E) 15x y
   a)    x       b)    x
      16            15
                                                             18)Hallar el término de lugar 10 en:
   c) 720x1/2                   d) 360x1/4        e)
   485x3                                                        ( x 2 − y 3 )10
                                                                      10 4                   10     6
                                                                A) x y               B) 85x y
                                                                         10                   16     12
                                                                C) 48x y             D) 56 x y                  E) N.A.
Análisis Combinatorio                                                           Quinto Año

19)Calcular el término central del desarrollo   20)Calcular el tercer término del desarrollo
   de:                                             de:
     (a + 2b ) 8                                   (2 x + 3) 5
     A) 1120a 2 b 2 B) 1120a 4 b 4                 A) 720 x 2    B) 720 x 31
     C) 1120a 3 b 3  D) 1120a 8 b 8   E) N.A.      C) 720 x 3      D) 720 x 9    E) 720 x




Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez
27
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  • 1. Índice ÁLGEBRA – 5 to AÑO DE SECUNDARIA Pág. T E M A 1 Numeros Complejos........................................................................... 2 Clasificación.................................................................................................................................. 2 Representación de complejos......................................................................................................... 3 T E M A 2 Análisis Combinatorio....................................................................... 10 Factorial de un número.................................................................................................................. 10 Números combinatorios................................................................................................................. 18 Permutación, combinación y Variación............................................................................................ 18 Binomio de Newton....................................................................................................................... 22 T E M A 3 logaritmos......................................................................................... 27 T E M A 4 Funciones Exponenciales y logarítmicas.......................................... 37 Función Exponencial...................................................................................................................... 37 Función Logarítmica...................................................................................................................... 41 T E M A 5 Matrices y Determinantes................................................................. 43 Definición .................................................................................................................................... 43 Álgebra de Matrices....................................................................................................................... 47 Determinantes.............................................................................................................................. 53 T E M A 6 Calculo Diferencial............................................................................ 60 Funciones..................................................................................................................................... 60 Límites ...................................................................................................................................... 64 Derivadas..................................................................................................................................... 80
  • 2. Álgebra  I.E.P. CORPUS CHRISTI Tema nº 01: números complejos Capacidades:  Identificar el conjunto de los números complejos.  Clasifica correctamente a los números complejos.  Representa de diversas maneras a los números complejos.  Opera con números complejos.  Resuelve problemas con números complejos. Desarrollo del Tema: Cantidades Imaginarias Ejemplo: i 47 = i 4(1 1 )+ 3 = i 3 = −i Se obtienen al extraer raíz de índice par a i −1 0 = i − 3(4)+ 2 = i 2 = −1 un número negativo. −2 ; 4 −7 ; 6 −4 Ejemplo : ; ... etc. Observación: Es conveniente recordar las siguientes propiedades aritméticas. Unidad Imaginaria ° (a + r)n = a+ rn Definición: La unidad imaginaria se ° (a − r)n = a+ rn (n → p ar) obtiene al extraer raíz cuadrada de -1, se representa de la siguiente manera : ° (a − r)n = a− rn (n → im p ar ) −1 = i Ejemplo : también se define como : 1112 1112 1112 91 0 (4 o +1 )1 0 4 o +1 1 0 o +1 i =i =i = i4 =i i2 = −1 Números Complejos Potencias de la Unidad Imaginaria Son aquellos números que tienen la forma : i1 = i Z = a + b i = (a ; b ); a , b ε R i = −1 2 donde : i = −i 3 a = Re (Z ) s e lla m a , p a r te re a l d e Z i4 = 1 b = Im (Z ) s e lla m a p a r te i m a g i n a r i a d e Z Propiedades : CLASIFICACIÓN DE LOS COMPLEJOS i4 n = 1 ; n ε Z 1. Complejos Conjugados (Z) Ejemplo : i 480 =i 4(1 20 ) =1 Son aquellos que sólo difieren en el signo de la parte imaginaria. +k Ejemplo : i4 n = ik ; (n ; k ε Z ) 2. Z = 3 +4 i ; su conjugado es : Z = 3 − 4i
  • 3. Ecuación Segundo Año Z = a + bi Complejos Opuestos (Zop) Son aquellos que sólo difieren en los signos Gráfica del Complejo de la parte real e imaginaria, Cada complejo es un punto en el plano, respectivamente. para ubicarlo se le representa en el llamado plano complejo, Gaussiano o Ejemplo : de Argand, el cual está formado por un Z = 5 - 2i ; su opuesto es : Zop = −5 + 2 i eje vertical (eje imaginario) y un eje horizontal (eje real). Complejos Iguales: Ejemplo : Son aquellos que tienen partes reales e Z1 imaginarias, respectivamente, iguales. Graficar : = 3 + 4i Ejemplo : Z2 = 5 - 3i De la igualdad : a + bi = 8 - 11i En el plano Gaussiano : tenemos : a = 8; b = -11 Im Complejo Nulo: E je i m a g i n a r i o Son aquellos que tienen su parte real e imaginaria, respectivamente, iguales a 4 Z 1 = (3 ; 4 ) cero. Si : a + bi es nulo ⇒a + bi = 0 Luego : a = 0; b = 0 5 Re Complejo Imaginario Puro O rig e n 3 Es aquel cuya parte real es igual a cero y su E je re a l parte imaginaria distinta de cero. -3 Z 2 = (5 ; -3 ) Si : a + bi es imaginario puro ⇒ a=0 Observación : Cada complejo se Complejo Real representa por un punto en el plano al Si un complejo es real, entonces su parte cual se le llama afijo del complejo. imaginaria igual a cero : Si : a + bi es real ⇒b =0 II. Representación Polar o Trigonométrica : Representación de los Complejos En este caso, el complejo adopta la I. Representación Cartesiana o forma : Geométrica En este caso, el complejo está Z = ρ (C o s θ + i S e n θ ) representado de la forma: ρ→ Donde : módulo; r > 0 Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 3
  • 4. Álgebra  I.E.P. CORPUS CHRISTI θ → argumento; 0 ≤ θ < 2 π  * ρ = a2 + b 2 * a = ρ C os θ  Gráfica del Complejo * b = ρ S en θ En este caso, se utiliza el sistema de   b coordenadas polares el cual está * θ = ArcT g  a formado por un punto fijo llamado polo y una semirecta que parte del polo, a + bi = ρ C os θ + (ρ S en θ) i llamado eje polar. El módulo ( ρ ) es la a + b i = ρ (C o s θ + iS e n θ) distancia del polo al punto que representa el complejo y el argumento Para transformar de cartesiana a polar se calcula y . En el caso inverso, se (θ) el ángulo positivo medido en sentido calcula el valor de la función antihorario desde el eje polar hasta el trigonométrica. radio vector O Z . Graficar : Z = 5(Cos40° + iSen40°) Aplicación : En el sistema de coordenadas polares : 1. Transformar : Z = 3 + 4i Z (5 ; 4 0 º ) ρ = 5 * ρ = 32 + 4 2 = 5 4 40º θ = ArcT g = 53° O * 3 p o lo e je p o la r ⇒ 3 + 4i = 5 (C os 53 ° + i S en 53°) Relación entre la Representación 2. Transformar : Z = 6 (Cos37°+ i Cartesiana y Polar Sen37°) Sea el complejo : Z = a+b i (a, b >0) Z = 6(Cos37°+ i Sen37°) Im 4 3 Z = 6( + i ) Z 5 5 b 24 1 8 ρ Z= + i O ri g e n E je re a l p o s i ti v o 5 5 θ a Re III. Representación de Euler P o lo E je p o la r En este caso, se tiene : En la figura sombreada : e x p re s a d o e n ra d ia n e s ρ (C o s θ + i S e n θ) = ρ e iθ Se cumple :
  • 5. Ecuación Segundo Año iθ C o s θ + iS e n θ = e d) Radicación : Siendo: e = 2,71828.... (base de los En general se asume que la raíz logaritmos Naturales). adopta la forma (a+bi) ; luego a y b Asimismo : se hallan por definición de iθ radicación. a + b i = ρ (C o s θ + iS e n θ) = ρ e Ejemplo : 5 +1 2i OPERACIONES CON COMPLEJOS 5 + 1 2 i = a + bi I. Operaciones en forma cartesiana Elevando al cuadrado a) Adición y multiplicación 5 + 1 2 i = a2 − b 2 + 2 abi Se utilizan las mismas reglas Igualando : algebraicas. Ejemplo : (3+i)(3+2i) - (5-4i) 5 = a2 − b 2 ; 1 2 = 2 ab Resolución : Resolviendo : 9 + 6i + 3i + 2 i 2 − 5 + 4i = 9 + 6i + 3i − 2 − 5 + 4i a = 3  ⇒ 5 + 1 2 i = 3 + 2i = 2 + 1 3i b = 2 a = −3 b) División  ⇒ 5 + 1 2 i = −3 − 2 i b = −2  Se multiplica el numerador y denominador por el complejo Observación : conjugado de este último. * (1 ± i) = 2i 2 + 3i Z= 1 +i Ejemplo : 3+i =i * 1 −i 2 + 3i 3 − i 6 − 2 i + 9i − 3i 2 Z= . = 1 −i 3+i 3−i 9 − i2 = −i * 1 +i 6 + 7i + 3 9 + 7i 9 7 Z= = = + i 9 − (−1 ) 10 10 10 Operaciones en forma polar a) Multiplicación : c) Potenciación : En este caso, los módulos se Se utiliza el teorema del binomio. multiplican y los argumentos se Ejemplo: suman. Z1 = ρ1 (C os θ1 + i S en θ1 ) (2 i + 3)2 = 4i 2 + 1 2 i + 9 = −4 + 1 2 i + 9 Z 2 = ρ2 (C os θ2 + i S en θ2 ) = 5 + 1 2i ⇒ Z1 Z 2 = ρ 1 ρ 2 [C o s (θ1 + θ 2 ) + i S e n (θ1 + θ 2 )] Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 5
  • 6. Álgebra  I.E.P. CORPUS CHRISTI n Nota : observa que z tiene "n" b) División : valores. En este caso, los módulos se dividen Ejemplo : y los argumentos se restan. Hallar las raíces cúbicas de la Z1 = ρ1 (C os θ1 + i S en θ1 ) unidad. Z 2 = ρ2 (C os θ2 + i S en θ2 ) 3 1 = 3 1 + 0i = 3 C os 0° + i S en 0° Z ρ1  0° + 2 k π   2 kπ  ⇒ 1 = [ C o s (θ1 − θ 2 ) + i S e n (θ1 − θ 2 )] 3 1 = C os   + i S en  0° +  Z 2 ρ2  3   3  k = 0, 1, 2 c) Potenciación : 3 k=0 → 1 =1 En este caso, el exponente eleva al módulo y multiplica al argumento. 1 3 3 − + i= w [ρ (C os θ + i S en θ)]n = ρn [C os n θ + i S en n θ] k=1 → 1 = 2 2 1 3 3 − − i = w2 d) Radicación : k=2 → 1 = 2 2 En este caso, se aplica la fórmula de Raíces cúbicas de la unidad : De Moivre. Sea : Z = r(Cosq + iSenq) 1; w; w2 . donde :  θ + 2kπ θ + 2kπ  n Z = n ρ C o s ( )+ iSen( )  n n  * w3 = 1 k = 0 , 1 , 2 , ..... , (n -1 ) * 1 + w + w2 = 0 ejercIcIos propUesTos 1) Calcular : 3) Simplificar : −2 − 8 + −1 2 − 1 2 − − 3600 −1 i 28 + i 321 + i 49 + i 50 + i1 7 Z= a) 76 b) -76 c) 44 i1 921 + i1 932 − i1 960 + i1 973 − i 2003 d) -44 e) 50 a) i b) -i c) 1 d) -1 e) 1 - 1 2) Reducir : 4) 04. Reducir : i +i +i 4 9 16 V= −i J = i + i 2 + i 3 + i 4 + ... + i 2003 2−i +i 5 10 −i 15 a) 1 b) 2 c) -1 a) 1 b) 2 c) 3i d) i e) 2i d) 2i e) 4i
  • 7. Ecuación Segundo Año 5) Hallar la suma "A" de números es un complejo real. Calcular : "n". complejos : a) -3/8 b) 9/8 c) 9 A = (1 + i) + (2 + i 2 ) + (3 + i 3 ) + (4 + i 4 ) + ... + (4n + i 4 n ) d) 9/4 e) 3/4 a) n (2n+1) b) 2n (4n+1) 11)Hallar "n", si el número siguiente es c) 0 d) n(4n+1) e) 2n(4n-1) imaginario puro : 6) Calcular : 3 − 2 ni 4 − 3i 1112 15 16 1 9 20 91 0 1 31 4 1 71 8 V=i +i +i a) -1 b) -2 c) -3 a) 0 b) 1 c) 3 d) -4 e) -5 d) 3i e) -3i 12) Sabiendo que : a + 2i z= 7) 07. Si : b − 3i ; es un número real. (ni 1 2 + i1 3 ) ( 2 i + n ) = a2 + bi ; { a ; b ; n } ⊂ R w= b + (a + 8) i a + bi ; es un número b 2 (n − a2 ); (i = − 1 ) imaginario puro. Indique : a - b. Calcular : n a) -12 b) 10 c) 24 a) 2/3 b)3/2 c) 6 d) 8 e) -10 d) 1/3 e) 3 { z1 ; z 2 } ⊂ C 13) Si : , calcular : 8) Si : a2 + bi = m + ni 5 z1 + z 2 2 z − 3z 2 Im ( ) − Im ( 1 ) {a; b; m; n} R; además : i = −1 3z1 + 4 z 2 3z1 + 4 z 2 2 m 2 b a) -3 b) -1 c) 1 + Calcular : a + n 2 2 mn d) 3 e) 0 a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 14) Si "i" es la unidad imaginaria, al efectuar la siguiente operación : 9) Calcular "n", si se cumple : 2 (1 + i)1 6 − (1 − i)1 6 3 (n + i) + 5 (n + 3i) = 3 7 (a + 2 ai ) a) 0 b) 1 c) -256 d) 512 i e) 256 n ε R ∧ aε R Si : a) -3/8 b) 9/8 c) 9 15) Calcular el valor de : 2i d) 9/4 e) 3/4 a) 1 + i b) 1 - i c) -1 - i d) -1 + i e) a ó c 3 (n + i) + 5 (n + 3i) n εR ∧z = 10) Si : 1 + 2i 16)Determinar el módulo de : Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 7
  • 8. Álgebra  I.E.P. CORPUS CHRISTI (7 + 3i)( 5 − 3i) z = (1 + i)2 + (1 + 2 i)2 + (1 + 3i)2 + ... + (1 + ni )2 Z= (−5 + 2 i)( 6 − i) n ε Z+ ; a) 1 b) 2 c) 2 n (n + 1 ) n (2 n + 5 ) d) 2 7 e) 14 a) 2 b) n c) 3 n (n + 1 ) n (2 n + 5 )(1 − n ) Z1 = 2 + 5 i ∧ Z 2 = 1 − i d) 6 e) 6 17) Sea :  Z  58  2 2  zε C | Z |  23) Si : , resolver : Determinar :  1  |z| - z = 3 + i a) 3 + i b) 5 - i c) 4 d) 2 - 2i e) 4i Indique : z−1 2 (7 + 1 2 i)−1 6 (7 − 24 i)−1 a) b) 18)Determinar el módulo de : 7 (6 − 4i)−1 −1 c) d) − 3(4 + 3i) Z = ((1 + i)4 + 4i)((1 − i)4 − 4i)( 3i + 1 ) 7 (6 − 28 i)−1 e) a) 2 b) 8 c) 32 d) 64 e) 128 24)Sean : |z|= 2; |w| = 3. K =| z + w | 2 + | z − w | 2 19)Hallar "n". Hallar : a) 36 b) 26 c) 34 8 + (1 − i)6 = n (1 + i); n ε R ; i = − 1 d) 18 e) 22 a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e)10 25)Indique el módulo de : 20)Hallar el módulo del complejo "Z", si al (2 + 2 i)(1 + 3i) W= dividirlo entre 5+i y al cociente sumarle (1 − i)( 7 + 3i) 2, se obtuvo 3-i. a) 1 b) 2 3 c) 2 a) 13 b) 2 13 c) 3 13 d) 2 2 e) 2 d) 4 13 e) 5 13 26)Sabiendo que : m, n, x, y R. Z1 ; Z 2 ε C m + ni = x + yi 21) Sean : . Reducir : Además : | z1 + z 2 | 2 − | z1 − z 2 | 2 Hallar el equivalente de : R e (z1 . z 2 ) + R e (z1 . z 2 ) n2 a) 1 b) 1/2 c) 2 K= m y 2 + y4 d) 3 e) 1/3 a) 6 b) 4 c) 8 d) 12 e) 10 22)Indique la parte real de :
  • 9. Ecuación Segundo Año 3 a + bi = m + ni ; { a ; b ; m ; n } ⊂ R z3 = 4C os 5 ° + 4iS en 5 ° 27) Si : a) 4 i b) -1/2 c) 1/4 d) i/2 e) 1 además : . i = −1 (m 3 − a)(b + n 3 ) w 1 = − S en 20° − i C os 20° 34) Sea : Calcular : m 3n 3 Arg (w 1 ) hallar : a) 3 i b) 1 c) -3 a) 190° b) 250° c) 240° d) 340° e) 200° d) -3 i e) 3 35)Efectuar : C : z2 + 2 | z | = 0 −4i 28) Resolver en :  1 +i    Indique : Re(3z) - Im(z).  2    a) -3 b) 9 c) 1 a) e −π b) e − π /2 c) e π /2 d) -2 e) 2 d) e 2π e) eπ 2 i− i+5 i 29) Efectuar : 36) Un número real "x", que satisface la a) 1 + i b) 1 - i c) i ecuación: −1 + i (S enx + i C osx )4 = S enx − iC osx es : 2i 2 d) e) π π 30)Hallar "Z", si cumple : a) 1 0 b) − π c) 2 1 1 + = 6 ∧ | Z| = 5 π Z Z 25 d) 5 e) π 5 a) 3 - 4i b) 4 - 3i c) 3 + 4i 1 3 5 5 z=− + i +i 37) Si : 2 2 d) 3 − 4i e) 3 Calcular : . z− 3 + z3 31)Llevar a su forma trigonométrica : 2 e πi 2 e 2 πi 2 e 2 πi a) b) c) z = -3 - 4i 2π i 32)Llevar a su forma exponencial : −1 + 3 i e 3 d) e) −4+4 3i 4π 2π 38)Reducir : 4π i i i π π 16e 3 4e 3 4e 3 i − i a) b) c) e4 +e 4 4π 2π L = π π i i i − i d) 8e 3 e) 8e 3 e4 −e 4 33)Efectuar : a) 1 b) -1 c) i d) -i e) e z15 z3 K = 2 4 z3 39) Proporcionar un equivalente de : ii . sabiendo que : a) e − π /4 b) e − π /2 c) eπ z1 = 2 (C os 1 0° + i S en 1 0°) d) e 3 π /2 e) Hay 2 correctas z 2 = 8 C is20° 40)Hallar el módulo de "z" que verifica : Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 9
  • 10. Álgebra  I.E.P. CORPUS CHRISTI eπ e = z 4 (1 + i) 4
  • 11. Análisis Combinatorio Quinto Año Tema nº 02 : análIsIs combInaTorIo Capacidades:  Define correctamente el factorial de un número.  Opera con factoriales.  Opera con números combinatorias.  Diferencia entre permutación, combinación y variación.  Resuelve problemas con variación, permutación , combinación y binomio de Newton. Desarrollo del Tema: FACTORIAL DE UN NÚMERO Se denomina factorial de un número entero y positivo al producto indicado desde la unidad en forma consecutiva, hasta el número dado. Al factorial de un número se puede representar por cualquiera de los dos símbolos: ! ó Si el factorial es “n”m su factorial se representa por: n! Se lee: Factorial del número “n” o “b” factorial. n Por definición: n! = n = 1 x 2 x 3 x 4 x …. X n n! = n = n x (n – 1) x (n – 2) – (n x 3) x … 2 x 1 Ejemplos: 2! = 2 = 1x2=2 3! = 3 = 1x2x3=6 4! = 4 = 1 x 2 x 3 x 4 = 24 5! = 5 = 1 x 2 x 3 x 4 x 5 = 120 6! = 6 = 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 = 720 7! = 7 = 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 = 5040 OBSERVACIONES 1. Los factoriales sólo están definidos para cantidades enteras y positivas, así: 5! = 5 ¡ factorial de 5  (si existe) (-3)! = -3 ¡ factorial de (-3)  (no existe) -4! = - 4 ¡ factorial de 4  (si existe) 6! 6 = ¡ un medio de factorial de 6  (si existe) 2 2 Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 11
  • 12. 1 1 1  != ¡ factorial de  (no existe)  3 3 3 ( 2 ) != 2 ¡ factorial de 2  (no existe) 2. El factorial de un número puede expresarse en función del factorial de otro número menor. Ejemplo: Sea: 6! = 6 =1x2x3x4x5x6 6! = 6 = 5 x 6  6! = 6 = 6x 5 También: 6! = 6 =1x2x3x4x5x6 6! = 6 = 4  6! = 6 =5x6x 4 O también: 6! = 6 = 1x2x3x4x5x6 6! = 6 = 3  6! = 6 =4x5x6x 3 Noten que en los tres casos, todos ellos son iguales a 6! Y a su vez el número contenido en el factorial y los que están fuera de él son sus consecutivos posteriores a él. Ejemplo 1: Escribir 12! en función del Ejemplo 2: Escribir 20! en función del factorial de 9 factorial de 16 Solución: Solución: 12! = 9! X 10 x 11 x 12 20! = 16! X 17 x 18 x 19 x 20 Ejemplo 3: Escribir (x+5)! en función Ejemplo 4: Escribir (x-2)! en función del del factorial de (x+2) factorial de (x-4) Solución: Solución: (x+5)! = (x+2)! (x+3) (x+4) (x+5) (x-2)! = (x-4)! (x-3) (x-2) 3. Por Convención: 0 = 0! = 1 ; y por definición: 1 = 1! = 1 Lo que no implica que no podrá hacerse: 0 = 1  0 = 1 porque los dos conceptos tienen diferente punto de partida en cuanto a su definición. Demostrar que: 0! = 1 Demostración: Se sabe que: n! = (n – 1)! n y que esta igualdad cumple para todo número entero positivo a partir de la unidad. n! Acomodando la expresión, obtenemos: = ( n − 1)! n Reemplazando será: 1! N=1  = (1 − 1)!  ∴ 1 = 0! l . q . q . d. 1
  • 13. Análisis Combinatorio Quinto Año Demostrar que: 1! = 1 Demostración: Se sabe que: n! = (n – 1)! n n! Es decir: = ( n−)!¡ damos a “n” valor de 2, obteniendo: n 2! 2 = (2 − 1)! ⇒ = 1! ⇒ 1 = 1! l.q.q.d. 2 2 4. De lo anterior, si:  a=0 a! = 1 ó  a=1 Ejemplo: Dar la suma de los posibles valores de “x” en: (x – 3)! = 1 Solución: x–3=0  x=3 (x – 3)! = 1 ó x–3=1  x=4 ∴ La suma de los posibles valores de “x” será: 3 + 4 = 7 5. Si: a = b  a=b ∀ a, b ∈ N (∀ = para todo) Ejemplo: Determina el valor de “x” si: x – 1 = 24 Solución: Tal como se presenta la igualdad, no es posible el despeje directo de “x” para ello es recomendable desdoblar el 24 en factores de forma consecutiva veamos: x–1=1x2x3x4 x–1=4 RECOMENDACIONES En factoriales las siguientes operaciones no se cumplen: I) (n + m)! ≠ n! + m! III) (n x m)! ≠ n! x m! Ejemplo: Ejemplo: (3+2)! ≠ 3° + 2! (3 x 2)! ≠ 3! X 2! 5! ≠6+2 6! ≠ 6 x 2 ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ 120 ≠ 8 720 ≠ 12 u n! II) (n – m)! ≠ n! – m! IV)   !≠ m m! Ejemplo: Ejemplo: Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 13
  • 14. (4-2)! ≠ 4° - 2!  6  6!  ! ≠  3  3! 720 2! ≠ 24 -2 2! ≠ 6 ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ 2 ≠ 22 2 ≠ 120 prácTIca De clase 1) Determina el valor de M, sabiendo que: 11) Resuelve la ecuación: 13! ( x − 3)!+( x − 2)! M = = 120 9! x 4! ( x − 1) 2) Halla: 12. Simplifica: 6! x 4! ( n!!+1)!−nn!!! S= R= 8! (n!!−1)! 3) Halla el valor de: 13. Halla el valor de. 10! x5! 12! 15! 11! x6! E= a) b) c) 12! x3! 10! 13! x 2! 9! 4) Simplifica: 14. Calcula el valor de: n! R= + n( 2 − n)  5! x 4! 10  (n − 2)! R= − !  (4!) − (3!) 2 2 3 5) Calcula el valor de: 15. Resuelve:  8! x 7! 25  P= (2 x + 1)!  (7!) 2 − (6!) 2 − 6 !  = 72   (2 x − 1) 6) Halla el valor de: 16. a) ¿Qué valor tiene “k”? n! 1 (n + 1)! Si: k! x 7 x 8 x 9 x 10 = 10! E= − + (n + 1)! (n + 1) n! b) ¿Qué valor tiene “n”? 7) Reduce: Si: (n-3)! X 9 x 19 x 11 x 12 = 12! n[ n!−1)!] P= 11! ( n − 1)! 17. Determinar el valor de: M = 8) Halla el valor de: ( 7!)( 4!) Q = (n+2)! – (n+1)! R= ( 6!)( 4!) 18. CALCULAR: 9! 9) Resuelve la ecuación: ( x − 2)!( x + 1)! ( x + 2)! = 6 19. Calcular “X”: ( x − 1)! x! x! 10) Resuelve la ecuación:
  • 15. Análisis Combinatorio Quinto Año (3x + 1!)! = 42 R= ( n + 1)! − n! 20. Calcular: (3x − 1)! ( n − 1)! prácTIca DomIcIlIarIa 1. Reduce: E = (n+2)! – 2(n+1)! ( n + 1) − n! a) (n-2)! b) (n+3)! c) n(n+1) 8. Reduce: R = (n − 1)! d) n(n+1) e) n! (n+1) 1 a) n b) n2 c) 2n d) e) n3 7!−2 + 5! n2 2. Reduce: M = 6!−10 x 4! a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10 (n + 2)! 9. Calcula el valor de “n”: =6 n! 1 a) 1 b) 2 c) 3 d4 e) 5 3. El valor de: ; es: 4!+3! 1 4 1 1 1 (n + 3)! 10. Calcula el valor de “x” . = 10 a) b) c) d) e) 3 (n + 1) 7! 5! 4.3! 5! N.A. a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 11. Indica la solución entera de la ecuación 1 1 4. Efectúa: − (x-1)! + (x! + (x+1)! = 5880 n! ( n + 1)! a) 5 b) 6 c) 4 d) 3 e) 2 n n +1 n −1 a) b) c) n! n! (n + 1)! 12. Efectúa: n 1 (13!) 2 13! d) e) − (n + 1)! n)(n + 1)! (12!) + 2(12!11!) + (11!) 2 2 10!+11! a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) -1 ( x − 1)!( x + 2) 5 5. Resuelve: = 13. Calcula el valor de “x”: x 3 (119!)x!! (5!)x!! = (5!!23!!)24 a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 a) 2 b) 4 c) 3 d) 5 e) 6 m!(n + 1)! 14. El valor de: 6. Simplifica: E = (m + 1)!n! 5 ; es: n −1 n +1 m +1 5!+4!+3! a) b) c) m +1 m +1 n +1 5 6 3 a) b) c) m +1 m 12! 5! 4! d) e) n −1 n 4 d) e) N.A. 5! 11!+10!+9! 7. Simplifica: R = 121.8! ( x − 1)!( x + 2) = 5 15. Calcular: a) 8 b) 9 c) 12 d) 24 e) 36 x! 3 PERMUTACIONES Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 15
  • 16. Son los diferentes arreglos que se pueden formar con todos los elementos de un conjunto, las permutaciones se diferencian entre sí sólo por el orden de sus elementos y lo representamos de la siguiente manera: n(n+1) (n+2) (n+3) … 3.2.1 Pn = n! Ejemplo: 1. ¿Cuántas maneras diferentes pueden formar una fila de 5 soldados? Pn = n! P5 = 5! P5 = 120 Ejemplo : Halla todas las permutaciones posibles de las cifras del número 437. Solución.- Las permutaciones se obtienen cambiando de lugar las cifras. Así: 437; 473; 347; 374; 743; 734. En total tenemos 6 permutaciones diferentes. Si llamamos P3 al número total de permutaciones de 3 elementos, se comprende que: P3 = 1 x 2 x 3 = 3! = 6 Ejemplo : ¿De cuántas maneras distintas pueden ubicarse Angel, Beto, Carlos y Daniel en una fila de 4 asientos? Solución.- Sea P4 el número de maneras distintas en que pueden sentarse A, B C ∧ D. Como intervienen todos los elementos se trata de una permutación. Luego: P4=4! = 1x2x3x4 = 24 En general: El total de permutaciones diferentes que se pueden obtener con “n” elementos se designa por Pn y el igual a n! Pn = n! Ejemplo : 3 mujeres y 3 hombres desean sentarse en una fila de 6 asientos. ¿De cuántas maneras diferentes pueden ordenarse si deben quedar sentados en forma alternada? Las 6 personas pueden ordenarse empezando por una mujer (M) o empezando por un hombre (H) Así: M H M H M H ó HMHMHM Permutaciones de los H : P3 = 3! Permutaciones de los H : P3 = 3! Permutaciones de las M : P3 = 3! Permutaciones de las M : P3 = 3! Como cada trío de mujeres se combinan con un trío de hombres para armar una fila de 6, aplicamos el principio de multiplicación. 3! X 3! Por lo tanto el total de formas de sentarse será: 3! X 3! + 3! X 3! = 72 maneras diferentes.
  • 17. Análisis Combinatorio Quinto Año Ejemplo : Se tienen 7 libros de diferentes autores, siendo tres de ellos de matemática y el resto de física. ¿De cuántas formas diferentes se pueden ordenar en un estante si queremos que los de matemática siempre deben ir juntos? Designamos por M1, M2 y M3 a los libros de matemática y por F1, F2 y F3 a los libros de física. Las ordenaciones se pueden presentar de la siguiente forma: i) M1 M2 M3 F1 F2 F3 F4  # de formas = 3! X 4! ii) F1 M1 M2 M3 F2 F3 F4  # de formas = 3! X 4! Total: iii) F1 F2 M1 M2 M3 F3 F4  # de formas = 3! X 4! = 4 (3! X 4!) iv) F1 F2 M3 M1 M2 M3 F4  # de formas = 3! X 4! = 576 formas diferentes v) F1 F2 F3 F4 M1 M2 M3  # de formas = 3! X 4! PERMUTACIÓN CIRCULAR.- En este caso no hay primero ni último elemento por encontrarse en línea cerrada para hallar el número de permutaciones de n elementos. A F B n-1 Pcn = (n − 1)! E C D Ejemplo: ¿De cuántas maneras diferentes podrían sentarse Blancanieves y los 7 enanos alrededor de una mesa circular? PcN = (n − 1)! Pc8 = (8 − 1)°!= 7° = 1.2.3.4.5.6.7 = 5040 Ejemplo: ¿de cuántas maneras distintas se pueden sentar alrededor de una mesa redonda 7 personas? Solución: n = 7  Pc(7) = (7-1)!  Pc(7) = 6! = 720 PERMUTACIÓN POR REPITENCIA.- Consiste en efectuar permutaciones con elementos repetidos, si el conjunto tiene “n” elementos, n, es de una clase, n2 son de 2° clase y nk son de k clases. La permutación por repitencia se obtiene por la forma siguiente: n! Pkn = n1!n 2 !...n k ! Ejemplo: ¿Cuántas palabras diferentes pueden formarse con las letras de la palabra casacas? Solución.- Vemos que se tiene una permutación por repetición donde se repite las letras C(2 veces), A(3 veces), S(2 veces). Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 17
  • 18. Luego:n = 7 n1 = 2 n2 = 3 n3 = 2 7! 7 x 6 x 7 x 4 x3 Pkn = = Pkb = 210 palabras 2!3!2! 2 x3! x 2 Ejemplo : Calcula el total de palabras diferentes (con o sin sentido) que se pueden formar permutando las letras de cada una de las siguientes palabras: i) manzana; ii) Alfalfa, iii)catarata Solución: i) MANZANA MNAZANA MZANAAN } Palabras diferentes . . etc. Total elementos: n=7 Elementos repetidos: A  3 veces N  2 veces 7! 3! x 4 x5 x 6 x7 Total permutaciones: P3; 2 = = = 420 7 3! x 2! 3! x1.2 ii) ALFALFA ALFAFAL AFLAFLA } Palabras diferentes . . Etc. Total elementos: n = 7 Elementos repetidos: A3 L2 F2 Total permutaciones: 7! 5040 P372, 2 = , = = 210 3! x 2! x 2! 6 x 2 x 2 Ejemplo : Se quiere confeccionar una bandera conformada por 5 franjas verticales. Si se dispone de tres franjas de tela de color blanco y dos de color rojo. ¿Cuántas opciones diferentes hay para escoger el modelo de la bandera? Solución.- Diseño de la bandera Total permutaciones: 5! 3! x 4 x5 2 franjas rojas P352 = , = = 10 3! x 2! 3! x1 3 franjas blancas Total elementos: n = 5
  • 19. Análisis Combinatorio Quinto Año Elementos repetidos: B  3 R2 Ejemplo 3: ¿De cuántas maneras diferentes se pueden obtener en una fila 7 bolas de billar (de igual forma y tamaño), si 2 son rojas, 4 amarillas y una blanca? 7! 4! x5 x6 x7 Solución: P2 , 4 = = = 105 7 2! x 4! 2 x4 n VARIACIONES.- Vm , son los diferentes arreglos que se pueden formar con parte de los elementos de un conjunto formado de 2 en 2, 3 en 3, las variaciones se diferencian entre sí por el orden se sus elementos o por uno o más de sus elementos. El número de variaciones que pueden obtenerse de n elementos tomados de m y n se representa por: Vm = n(n − 1)(n − 2)...n − m + 1 n n! Vm = n (n − m)! Ejemplo: Halla el número de variaciones en: 9! 9! 9 x8 x7 x6 x5 x 4! a) V5 = = = = 15120 9 (9 − 5) 4! 4! 7! 7! 7 x6 x5 x 4! b) V3 = = = = 210 7 (7 − 3)! 4! 4! m! m! c) Vm = = = m! n )(m − n)! 1 COMBINACIONES Son las diferentes variaciones que se puede hacer en todos o parte de los elementos de un conjunto. Las combinaciones se calculan por la siguiente forma: n! Cm = n n!(n − m)! NÚMERO COMBINATORIO PROPIEDADES 1. Todo número combinatorio cuyo índice es 1, 2s igual al índice superior. n! n(n − 1)! C1n = = =n 1!(m − 1)! n(n − 1)! 2. Todo número combinatorio cuyos índices son iguales, es igual a 1. n! n! n! Cn = n = = =1 n!(n − n)! n!0! n! Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 19
  • 20. 3. La suma de 2 números combinatorios de igual índice superior, e índices inferiores consecutivos es igual al número combinatorio, cuyo índice superior es igual al índice superior común aumentado en 1 unidad y de índice inferior igual al mayor de estos. n! n! C m + C m +1 = n n + m!(n − m)! (m + 1)![n − (m + 1)]! n! n! = + m!(m − n − 1)!(n − m) (m + 1)m!(n − (m − 1)! n!  1 1  =  n − m + n + 1 m!(n − m − 1)   n! m+2+n−m = m!(n − m − 1)  (n − m)(m + 1)    n! (n + 1) = m!(n − m − 1) (n − m)(m + 1 n!(n + 1) = m!(m + 1)(n − m − 1)!(n − m) (n + 1)! = (m + 1)!(n − m)! = C m + C m +1 n n = C m+1 n +1 NÚMEROS COMBINATORIOS COMPLEMENTARIOS Son 2 números combinatorios de igual índice superior y la suma de sus índices inferiores es igual al índice superior común. C kn ∧ C sn , donde k + 5 = n n! C kn = k! ( n − k ) n! n! C sn = C sn =  Ck = Cs n n s!(n − s) (n − k )!k!
  • 21. Análisis Combinatorio Quinto Año ejercIcIos propUesTos 15! 13)Tres niños, ¿de cuántas formas 1) C 4 = 15 4!(15 − 4)! distintas pueden sentarse en 5 sillas? 20! 2) C17 = 20 14)5 viajeros llegan a una ciudad en la 17!(20 − 27)! que hay 7 hoteles. ¿De cuántas 90! 3) C 90 86 = maneras podrían alojarse en hoteles 86!(90 − 86)! diferentes? 4) ¿De cuántas maneras se pueden 15)¿De cuántas maneras podemos elegir y disponer de un escaparate 3 formar en columna de a uno a 5 partes de calzado de un conjunto? alumnos? 5) ¿Cuántas maneras diferentes de 4 16)¿Cuántos números de 4 cifras se cifras se pueden formar con los pueden formar con los dígitos del 1 nueves dígitos 1, 2, 3, ….. 9? al 4? 6) ¿Cuántas ordenaciones diferentes 17)¿Cuántas permutaciones de 7 pueden formarse tomando 5 letras elementos se pueden formar con las de la palabra gástrico? letras de la palabra NÁUTICO? 7) En una fiesta hay 5 chicas y 10 18)¿Cuántas palabras diferentes se chicos. ¿De cuántas maneras pueden formar con todas las letras podrían bailar? de la palabra POPA? 8) ¿De cuántas formas distintas se 19)¿De cuántas maneras pueden pueden sacar 3 banderines de una cambiar de posición los jugaror5es caja que contiene 6 banderines? de básquet, si uno de ellos no 9) En una empresa se necesitan un cambia? supervisor, un tornero, un carpintero 20)¿Cuántas palabras diferentes se y con conserje, y previo concurso pueden obtener con las letras de la han quedado 9 personas. ¿De palabra COCCIÓN? cuántas maneras pueden escogerse 21)¿De cuántas maneras pueden las personas requeridas. sentarse 5 personas en una mesa 10)Vamos a colocar un “trébol de la redonda contando de un solo suerte” (4 hojas) con un color sentido? distinto para cada hoja. Si tenemos 22)Un entrenador tiene a su cargo 7 una caja con 6 colores distintos. ¿De deportistas. ¿de cuántas maneras cuántas formas podemos colorear al pueden distribuir a los citados trébol? deportistas en dos competencias: 11)¿Cuántos equipos diferentes de cinco en natación y dos en atletismo. básquet podemos formar si 23)En un campeonato de bulbito han contamos con 8 jugadores que participado 7 equipos. ¿De cuántas pueden jugar en cualquier lugar? maneras pueden quedar ubicados? 12)Con 6 banderas de diferente color, 24)¿Cuántos conjuntos imitadores del ¿cuántas señales distintas de 2 famoso trío “Los panchos” se banderas se pueden hacer? Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 21
  • 22. podrían formar a partir de un grupo 34)¿De cuántas maneras se pueden de 12 aficionados? distribuir 5 hombres y 3 mujeres en 25)¿Cuántos equipos de básquet una fila de 8 asientos, si las mujeres podríamos formar a partir de un no deben sentarse juntos? conjunto de 12 jugadores’ 35) De una ciudad A a otra B hay 6 26)Cerebrito debe contestar de 10 caminos diferentes y de la ciudad B a C hay 4 caminos diferentes. ¿de preguntas en un examen. ¿De cuantas maneras se puede hacer un cuántas maneras puede cerebrito viaje redondo de A a C pasando por B? escoger las 7 preguntas? 36) Maria tiene 5 pantalones y 3 blusas. 27)En el problema anterior: ¿de cuantas maneras distintas Si las 2 primeras fueron obligatorias, puede ponerse un pantalón y una blusa? ¿de cuántas maneras podrían escoger 37) Determinar el valor de m en la expresión: V2 = 20 m las preguntas? 28)En la figura cada línea representa un 38) ¿De cuantas maneras pueden sentarse en una banca de 6 camino. ¿De cuántas maneras asientos, 4 personas? distintas se puede ir de la ciudad A a 39) Una persona posee 3 anillos la ciudad C? distintos. ¿De cuantas maneras puede colocarse en sus dedos de la mano derecha, colocando solo un anillo por dedo, sin contar el pulgar? 40)Una señora tiene 10 amigas de 29) ¿Cuántos números pares de 3 dígitos confianza. ¿De cuantas maneras se pueden formar con los dígitos: puede invitar a 6 de ellas a cenar? 41) Resolver : C 2 + C 6 = 28 x x 1;2;5;6;7;8∧9; si: a) Los dígitos del número pueden 42)¿De cuantas maneras distintas se pueden sentar 5 alumnos en 5 repetirse. asientos unipersonales? b) Los dígitos del número no se 43)¿De cuantas maneras distintas se repiten. pueden sentar 5 alumnos en 5 asientos unipersonales ubicados 30)En una carreta participan 7 atletas. alrededor de una mesa? ¿De cuántas maneras distintas 44) ¿Cuantos números mayores de 6000 se podrán formar con las siguientes pueden llegar a la meta, si llegan cifras: 2;5;6;3? uno a continuación del otro? 45)¿Cuantas banderas tricolores 31)En una fila de sillas se sientan 5 diferentes de franjas horizontales se pueden confeccionar si se disponen mujeres y 3 hombres. ¿De cuántas 7 colores distintos? maneras se pueden ordenar si las 46)¿Cuantas palabras se pueden formar con las letras de la palabra LIBRO? mujeres deben estar juntos y los 47) La primera división de la liga de hombres también? fútbol de huacho consta de 25 32)¿De cuántas maneras diferentes se equipos.¿cuanto partidos se deben jugar para completar la primera pueden ubicar 9 damas en una fila rueda? de 9 asientos, si Mirian y Andrea 48)¿De cuantas maneras se pueden siempre deben estar juntas? ubicar 6 personas en un auto si solo una de ellas sabe manejar? 33)¿Cuántas permutaciones diferentes 49) De un total de x personas se pueden se pueden realizar con las letras de formar 21 grupos de 5. Determinar la palabra BANANA? el valor de “x”
  • 23. Análisis Combinatorio Quinto Año BINOMIO DE NEWTON FORMA GENERAL DEL BINOMIO DE NEWTON Deducción del Binomio de Newton BINOMIO DESARROLLO SUMA DE COEIFC. (x+1) = x + a 21 (x+1)2 = x2 + 2ax + a2 22 (x+a)3 = x3 + 3x2a + 3xa2 + a3 23 (x+2)4 = x4 + 4x3a + 6x2a2 + 4xa3 + a4 24 (x+a)5 = x5 + 5x4a + 10x3a + 10x2a3 + 5xa4 + a5 25 …………………………. .. …………………………. .. 2n Generalizamos y podemos llegar a: n(n − 1) n − 2 2 n(n − 1)(n − 2) n −3 3 (x+a)n = xn + nxn-1 a + n a + x a 1 .2 1 .2 .3 n(n − 1)(n − 2)(n − 3) n − 4 4 + x a + ... + a n (I) 1.2.3.4 Observamos lo siguiente: Bases del binomio: x ∧ a Exponentes del binomio: n El desarrollo del binomio: El segundo miembro Luego: a) El desarrollo es un polinomio homogéneo con respecto a x, a, donde el grado de homogeneidad corresponde al exponente n. b) Siempre el desarrollo contiene un término más que el exponente n. c) El primer término del desarrollo contiene a x elevado al exponente n; disminuyendo los exponentes de x de uno en uno hasta cero. d) El segundo término contiene a la base a elevado a la unidad, aumentado el valor de su exponente en cada exponente n. e) Los coeficientes de los términos equidistantes de los extremos son iguales. f) El coeficiente de un término cualquiera se obtiene a partir del término anterior multiplicando el coeficiente del término anterior por el exponente de la primera base y dividiendo este producto por el exponente de la segunda base aumentado en uno. g) La suma de los coeficientes de un binomio (x+a) se da por 2n. EL BINOMIO DE NEWTON USANDO NÚMEROS COMBINATORIOS En la forma general (I) vemos que los coeficientes de cada término se dan como: n n −1 n(n − 1) n − 2 2 n(n − 1)(n − 2) 4−3 3 (x+a)n = 1.xn + .x a + .x a + x .a 1 1.2 1.2.3 …. 1.an Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 23
  • 24. n( n − 1) 4 n(n − 1)(−2) Donde: C o = 1; C1 ; C 2 = ; C3 = … Cn = 1 n n n n 1.2 1.2.3 Sustituyendo estos valores en la forma general, tendremos el desarrollo del binomio de Newton con números combinatorios. ( x + 1) n = C on x n * C1n x n −2 a 2 + C 3n x n −3 a 3 + ...C n = a n n Ejemplo: 1) (m+n)7 = C 0 = m + C1 m n + C 2 m n + C 3 m n + C 4 m n + C 5 m n + C 6 mn + C 7 n 7 7 7 6 7 5 2 7 5 3 7 5 4 7 2 5 7 6 7 7 Así (m+n)7 = m7 +7m6n + 21m5n2 + 35m4n3 + 21m3n5 + 7mn6 + n7 FÓRMULA DEL TÉRMINO DE LUGAR GENERAL K n − k +1 n TK = C k −1 . X .a k −1 Ejemplo 1: Halla el término quinto de (2a + b2)11 Solución.- n = 11; k = 5; x = 2a ; a = b2 11− 5+1 Luego: 11 T5 = C 5−1 .( 2a ) .(b 2 ) 5−1 T5 = 330 . 128ª7b2  T5 = 42240ª7b8 Ejemplo 2: Encuentra el 6° término de (x-3y)10 10 − 6 +1 10 T6 = C 6 −1 .( x) .(3 y ) 6− 2 T6 = 252x5 – 243y5  T6 = -61236x5y5 Ejemplo 3: Halla el término que contiene x6 en el desarrollo de (x-3)14. Solución.- Por fórmula del término general. 14 − k +1 14 Tk = C x −1 .x .( −3) k −1 = C k −1 .(−3) k −1 14 Como el exponente de x debe ser 6. 15 – k = 6  k = 9 (el término buscado es el de lugar 9). 15− 9 Luego: T9 = C 9 −1 .x 14 .(−3) 9−1 14! 6 14 x13 x12 x11x9 x8 6 8 T9 = .x .( −3) 8 ⇒ T9 = .x .3 8!6! 8 x! x 2 x3 x 4 x5 x6 T9 = 39 . 7 . 11 . 13 . x6 prácTIca De clase 1. Halla el desarrollo de: (2x + 3y)5 2) resuelve: ( x + 3) 6 3. Calcula el tercer término del desarrollo 4) Calcula el sétimo término del desarrollo de: de: (2x + 3)5 (x + 1/x)9 5. Calcula el término central del desarrollo 6) Calcula el término central del desarrollo de: de: (a + 2b)8 (x + 1/x2)10
  • 25. Análisis Combinatorio Quinto Año 7. Halla el término que contiene a “x8” en 8) Halla el valor de “x” de tal manera que la el desarrollo de: (x+y)13 suma del 3° y 5° términos en el desarrollo de (x+1)4 sea igual a 25. 9. Obtén los siguientes desarrollos: a) (x-2y)5 b) (1+3a)7 c) (1-b)11 10) Determina el término indicado en el desarrollo Correspondiente: 11) Determina el coeficiente numérico del a) 7° término en: (x-y)11 Término indicado: b) 5° término en: (a+b)21 10 1 1 a) 2° término en (2x-y) 4 c) 10° término en:  −  a b b) 3° término en (3a+4b)6 10 5  x2 y2   2 1 c) 9° término en:  −  y  12) En el desarrollo de  3x −  , determine:  x   x a) El coeficiente numérico del cuarto término. b) El término que contiene x4. c) El término independiente de x. 13) Encuentra los 3 primeros términos en el desarrollo de: ( 2x + 3 ) 10 17) Hallar el valor de x de tal manera que la suma del 3ro y 5to término en el desarrollo de ( x+1 ) 4 sea igual a 25 14) Calcula el producto de los coeficientes numéricos del primero y del último término A) ±1 B) ±2 del desarrollo de: (1+3x2)6. C) ±3 D) ±4 E) 5 15) Calcular el término central del desarrollo de: 18) El último término en el desarrollo de:  1  10 ( x − 3y ) 5 x+ 2  A) − 15 y 5 B) − 15 y 5  x  C) − 15 y D) − 15 y E) − 15 y 5 5 5 252 A) 252 x 5 B) x5 252 19) Cual es el coeficiente de x14 en el C) D) 252 x 8 desarrollo de: x3 ( x2+x3 ) 6 E) 252 x A) 12 B) 18 C) 15 D) 21 E) 24 16) Hallar el término que contiene a x8 en el desarrollo de: 20) El 5to término del desarrollo de: (x + y) 13 7  1 1  A) 1287 x y 8 3 B) 1287 x y 8 8  2 + 2 x 8 5 8 6 8 10  y  C) 1287 x y D) 1287 x y E) 1287 x y prácTIca DomIcIlIarIa 1. El último término en el desarrollo de: 3. El coeficiente numérico del 2° término (x-3y)5 es: en el desarrollo de (2a+b)5 es: a) -15y5 b) 15y5 c) 243y5 a) 16 b) 32 c) 80 d) -243y5 e) -243xy5 d) 10 e) 50 4. El término central en el desarrollo de: 2. El coeficiente numérico del 8° término 7  y  3x −  , es: 11 del desarrollo de (2-x) es: a) 330 b) -330 c) 5280  2 d) -5280 e) Otro valor Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 25
  • 26. 2835 4 3 − 2835 4 3 10. ¿Qué lugar ocupa el término del a) x y b) x y 120 8 8  1 desarrollo binomial de:  x +  que es 945 3 4 − 945 3 4  x c) x y d) x y 16 16 de grado 100. e) no hay término central. a) 15 b) 14 c) 13 d) 12 e) 11 5. El término independiente de “x” en el 4 11)Hallar el 4to término de:  1  desarrollo de  x − 2  es el: ( 2 x 2 + 3y 4 ) 5  x  4 4 a) 2° término b) 3° término A) 1080 x y 1080x 4 y10 B) 4 12 4 12 c) 4° término d) último término C) 1080x y D) x y E) 1080 x y e) No hay término independiente de “x” 12) Hallar el 6to término de: (3x 2 + 2 y 3 ) 7 6. Halla el valor de “x” de tal manera que Ver cual es el grado absoluto. el coeficiente del 3° y 5° términos en el A) 20 B) 21 desarrollo de: (2x-1)5 sea igual a 72. C) 23 D) 22 E) 10 a) x=±2 b) x=±4 c) x=±3 13) Hallar el tercer término del desarrollo d) x=±5 e) x=±6 de: ( x 4 + 3 y 5 )10 A) 405x 2 y 32 B) 405x 16 y 32 7. ¿Qué valor debe tener “n” para que el 32 2 16 16 cuarto término del desarrollo de: C) 405x y D) 405x y n 4 4 2 x  E) 405x y  +  , sea el término x 2 14) Hallar el término central de: independiente. Cita el coeficiente del término que sigue al término de grado (x 2 − y 3 )8 cero. A) 70 x 4 y 8 B) 70 x 8 y 8 25 15 15 8 12 C) 70 x y 12 8 D) 70 x y a) b) c) 4 2 4 3 4 E) 70 x y 24 25 d) e) 5 2 15) Hallar el término central de: (a 3 − b 3 ) 4 8. El término central en el desarrollo de: A) 6a 6 b 6 B) 6a 4 b 4 (2x-y)6 es: C) 6a 3 b 3 D) 6a 4 b 5 E) 6a 5 b 4 a) -60x2y4 b) 60x2y4 3 3 c) 160x y d) -160x3y3 16) Hallar el término central de: (3a − b ) 6 e) No hay término central A) − 540a 3 b 3 B) − 540a 4 b 4 9. Halla el término anterior al C) − 540b 2 D) − 540a 2 E) − 540b 6 independiente de “x” en el desarrollo del siguiente binomio de Newton: 17) Hallar el término de lugar 5 en: 13  x 3 2 1  (x 2 + y 3 ) 6  +2   2 x A) 15x y 2 3 B) 15x y 4 12   12 3 12 12 715 15 13 453 1513 C) 15x y D) x y E) 15x y a) x b) x 16 15 18)Hallar el término de lugar 10 en: c) 720x1/2 d) 360x1/4 e) 485x3 ( x 2 − y 3 )10 10 4 10 6 A) x y B) 85x y 10 16 12 C) 48x y D) 56 x y E) N.A.
  • 27. Análisis Combinatorio Quinto Año 19)Calcular el término central del desarrollo 20)Calcular el tercer término del desarrollo de: de: (a + 2b ) 8 (2 x + 3) 5 A) 1120a 2 b 2 B) 1120a 4 b 4 A) 720 x 2 B) 720 x 31 C) 1120a 3 b 3 D) 1120a 8 b 8 E) N.A. C) 720 x 3 D) 720 x 9 E) 720 x Prof.: Rodolfo Angel Carrillo Velásquez 27