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Guía para el docente Álgebra y funciones Intervalos e inecuaciones lineales
Guía del docente Descripción curricular: -
Nivel: 3.º Medio
-
Sector: Matemática
-
Unidad temática: Álgebra y funciones
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Palabras clave: desigualdad, inecuación de primer grado, conjunto solución, intervalo,
solución
gráfica,
propiedades
de
la
desigualdad
(aditiva
y
multiplicativa) -
Contenidos curriculares: -
Conocer y utilizar conceptos matemáticos asociados al estudio de los sistemas de inecuaciones, de la función cuadrática, de nociones de trigonometría en el triángulo rectángulo y de variable
aleatoria,
mejorando en rigor y precisión la capacidad de análisis, de formulación, verificación o refutación de conjeturas. -
Analizar
información
cuantitativa
presente
en
los
medios
de
comunicación y establecer relaciones entre estadística y probabilidades. -
Aplicar y ajustar modelos matemáticos para la resolución de problemas y el análisis de situaciones concretas.
-
Resolver desafíos con grado de dificultad creciente, valorando sus propias capacidades.
-
Percibir la matemática como una disciplina que recoge y busca respuestas a desafíos propios o que provienen de otros ámbitos.
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Contenidos relacionados: -
1.º Medio:
Resolución de problemas. Gráficos, tablas de valores y expresión algebraica.
Operatoria algebraica. Generalización de la operatoria aritmética a través del uso de símbolos. Convención de uso de los paréntesis. Reducción de términos semejantes. Sintaxis del lenguaje algebraico.
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Planteo y resolución de problemas que involucren ecuaciones de primer grado con una incógnita.
-
Gráficos de distinto tipo; interpretación y lectura.
2.º Medio:
Resolución de desafíos y problemas no rutinarios que involucren sustitución de variables por dígitos o números.
Resolución de sistemas de ecuaciones lineales con dos incógnitas. Gráfico de las rectas correspondientes.
Representación,
análisis
y
resolución
de
problemas
contextualizados en situaciones como la asignación de precios por tramo de consumo, por ejemplo de agua, luz, gas. Variables dependientes e independientes.
Planteo y resolución de problemas y desafíos que involucren sistemas de ecuaciones. Análisis y pertinencia de las soluciones.
Relación entre las expresiones gráficas y algebraicas de los sistemas de ecuaciones lineales y sus soluciones.
-
3.º Medio:
Sistemas de inecuaciones lineales sencillas con una incógnita.
Intervalos en los números reales.
Planteo y resolución de sistemas de inecuaciones con una incógnita. Análisis de la existencia y pertinencia de las soluciones.
-
Relación entre las ecuaciones y las inecuaciones lineales.
4.º medio:
Función potencia: y = a xn, a > 0, para n = 2, 3, y 4, su gráfico. Análisis del gráfico de la función potencia y su comportamiento para distintos valores de a.
Funciones
logarítmica
y
exponencial,
sus
gráficos
correspondientes. Modelación de fenómenos naturales y sociales a
través
de
esas
funciones.
Análisis
de
las
expresiones
algebraicas y gráficas de las funciones logarítmica y exponencial. Historia de los logaritmos; de las tablas a las calculadoras.
Análisis y comparación de tasas de crecimiento. Crecimiento aritmético, y geométrico. Plantear y resolver problemas sencillos que involucren el cálculo de interés compuesto.
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Uso de programas computacionales de manipulación algebraica y gráfica.
Aprendizajes esperados:
-
-
Sistemas de inecuaciones lineales sencillas con una incógnita.
-
Intervalos en los números reales.
- Planteo y resolución de sistemas de inecuaciones con una incógnita.
Análisis
de
la
existencia
y
pertinencia
de
las
soluciones. -
Relación entre las ecuaciones y las inecuaciones lineales.
Aprendizajes esperados de esta actividad: -
Reconocen la definición de desigualdad.
-
Aplican el concepto de desigualdad para resolver un ejercicio o problema.
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Evalúan una desigualdad reemplazando una incógnita por números reales y estableciendo su valor de verdad (verdadera o falsa).
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Traducen desde el lenguaje común hasta el lenguaje algebraico para escribir una desigualdad o una inecuación.
-
Ordenan en forma creciente o decreciente los elementos de una desigualdad.
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Escriben una inecuación que cumpla con una condición dada.
-
Analizan los posibles resultados que satisfacen una inecuación dada.
-
Resuelven inecuaciones de primer grado, con una o dos incógnitas, aplicando propiedades aditiva y multiplicativa de las desigualdades.
-
Reconocen el resultado de una inecuación en un conjunto solución.
-
Reconocen el resultado de una inecuación en una desigualdad.
-
Reconocen el resultado de una inecuación en una solución gráfica.
-
Resuelven problemas de aplicación de las inecuaciones.
-
Desarrollan habilidades relativas a la investigación, mediante actividades de organización de datos, y las de resolución de problemas y de pensamiento lógico, con contenidos y actividades orientados al aprendizaje de algoritmos o procedimientos. También a la aplicación de leyes y principios, por un lado, y de generalización a partir de relaciones observadas, por otro.
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Desarrollan actitudes orientadas al interés y la capacidad de conocer la realidad y utilizar el conocimiento y la información.
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Guía para el docente Álgebra y funciones Intervalos e inecuaciones lineales Recursos digitales asociados de www.educarchile.cl: -
Ficha temática: “Intervalos e inecuaciones lineales”.
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Diapositivas digitales (ppt): Matemáticas NM3 “Álgebra y funciones”
Actividades propuestas para este tema: Proponemos la actividad “¿Consume mucha energía?”, relativa a la solución de inecuaciones de primer grado con una o dos incógnitas, aplicando propiedades de las desigualdades y escribiendo el resultado como una desigualdad, como conjunto solución, como un intervalo de números, o dibujando una solución gráfica.
ACTIVIDAD: ¿Consume mucha energía? 1. Mapa de contenidos tratados
Duración: 2 horas pedagógicas
2. Desarrollo de la actividad: ¿Consume mucha energía? Paso 1 Como actividad de motivación e introducción, pida a sus alumnos que lean el texto inicial de la actividad:
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Cada año las personas utilizan más aparatos que funcionan con electricidad, los cuales dan comodidad, ahorran tiempo y facilitan la vida diaria. Pero los recursos que se usan para producir electricidad, como el carbón, el petróleo y el gas natural, no son ilimitados y una vez que los hemos consumido, la naturaleza no los puede recuperar. Con el tiempo, estos recursos naturales se acabarán, pero este proceso puede disminuir si se conserva la energía. Puede ahorrarse energía eléctrica al disminuir la pérdida de energía o reducir el uso de un aparato en particular. Un buen punto de partida para evaluar tu necesidad y uso personal de un aparato es el de la conservación de la energía. Como
ejemplo,
compara
un
horno
convencional
con
uno
de
microondas. Los hornos tienen variedad de formas y tamaños y usan o desperdician diferentes cantidades de energía para hacer el mismo trabajo. Por ejemplo, un horno convencional desperdicia energía por el tiempo que necesita para alcanzar la temperatura de cocción apropiada. La energía también se desperdicia cuando el calor escapa del horno. Los hornos de microondas son más eficientes en el uso de energía porque la mayor parte de ella se dirige a la comida y no se desperdicia. Los alimentos se cuecen más rápido en un horno de microondas que en uno convencional. Sin embargo, aquéllos también desperdician un poco de energía al convertir energía eléctrica en microondas. Esta tabla hace una comparación en el consumo de energía en kilovatios-hora (kWh) de un horno convencional con uno de microondas. Lee la tabla y responde las preguntas.
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Energía necesaria para cocinar alimentos en hornos Energía que necesita Energía Alimento
un
horno necesita
convencional (kWh)
de
que un
horno
microondas
(kWh) Pollo (700 gr)
1,5
0,5
(4 1,8
0,4
Lenguado (500 gr)
0,9
0,2
Lasaña (sartén de 24 cm)
1,5
1,3
Pavo (5,5 kg, sin relleno)
4,5
1,9
Pizza congelada (35 cm)
0,8
0,2
Porción de 4 papas
1,8
0,5
Pan amasado
1,0
0,2
Pastel
1,0
0,2
Küchen de manzana (22 cm)
1,8
0,4
Chuletas
de
cerdo
porciones)
Pida a sus estudiantes que respondan las siguientes preguntas expresando lo que piensan, fundamentando siempre su respuesta y dando ejemplos. Así, da oportunidad para que los estudiantes se manifiesten según sus propios conocimientos. Es recomendable ir escribiendo en la pizarra una síntesis de lo que van diciendo. 1. ¿Usan tú o los integrantes de tu familia un horno de microondas o uno convencional para cocinar los alimentos en tu casa? ¿Por qué? Las respuestas pueden variar, pero sus alumnos deben entregar razones convincentes acerca de por qué en sus casas usan el tipo de horno que tienen. Tal vez: porque tienen de un solo tipo de horno; porque algunos alimentos no quedan tan sabrosos; porque no se doran en forma apropiada, etc.
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2.
Igual que con muchos alimentos, es más eficaz hornear un küchen de
manzana en un horno de microondas que en uno convencional. Considera “x = el ahorro de energía” cuando se hornea un küchen de manzana en un horno de microondas en lugar de hacerlo en un horno convencional. Entonces, escribe y resuelve una ecuación para calcular ese ahorro de energía. 1,8 – x = 0,4 / - 1,8 1,8 – x – 1,8 = 0,4 – 1,8 - x = - 1,4 / • (- 1) x = 1,4 Entrégueles bibliografía o direcciones en la red para que indaguen y corroboren sus respuestas. Paso 2 Entregue la ficha con la actividad propuesta, o léanla en línea y luego comiencen la investigación. La guía para el estudiante se encuentra disponible en el portal www.educarchile.cl Respondan las preguntas de conocimiento, cálculo y análisis contenidas en la actividad. Las respuestas aparecen en azul. 3.
Escribe y resuelve una ecuación para descubrir cuántas veces es más eficiente, en términos del consumo de energía hornear una pizza congelada (de 35 cm) en un horno de microondas que hornearla en uno convencional. 0,2 x = 0,8 / : 0,2 0,2 x : 0,2 = 0,8 : 0,2 x = 4
4. Para calcular cuánto consumo de energía de microondas por cada tres pavos se necesitaría reducir para consumir la misma cantidad de energía al cocer un pavo en un horno convencional, resuelve 3(1,9 – x) = 4,5 3(1.9 – x) =
4,5 7
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5,7 – 3 x
= 4,5 / - 5,7
5,7 – 3 x – 5,7 = 4,5 – 5,7 - 3 x = - 1,2 / : -3 -3x:-3
= - 1,2 : - 3
x = 0,4 5. Necesitas usar un horno de microondas para cocer cuatro alimentos para la cena. Si no quieres consumir más de 1,2 kWh de electricidad, en total. Selecciona un menú de los alimentos de acuerdo con la tabla. Para ello: a. Escribe una inecuación para determinar bajo qué valor debe ser el kWh promedio al cocinar los cuatro alimentos. 4 x < 1,2 /: 4 4 x : 4 < 1,2 : 4 x<
0,3
b. Nombra los posibles alimentos del menú que puedes combinar para permanecer por debajo de un total de 1,2 kWh. Las respuestas son variadas de acuerdo con la selección de alimentos del menú que haga cada alumno. Una posible combinación podría ser: lenguado, porción de 4 papas, pan amasado y pastel. 6. La mayoría de los alimentos necesita menos tiempo para cocinarse en un horno de microondas que en un horno convencional. ¿Cuáles son las razones para continuar usando los hornos convencionales? Las respuestas pueden ser variadas. Algunos alimentos necesitan casi la misma cantidad de kWh para cocinarlos tanto en horno convencional como en el de microondas (como la lasaña). Podría ser más eficaz cocinar varios alimentos al mismo tiempo en el horno convencional, cosa que no podría hacerse en el de microondas. Algunos alimentos no quedan tan sabrosos o no se doran en forma apropiada en el horno de microondas. Quizás no todas las familias cuentan con horno de microondas.
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7.
Visita una tienda que venda artículos electrodomésticos grandes, como sistemas de aire acondicionado y refrigeradores. Notarás que algunos aparatos tienen adheridas etiquetas amarillas. Éstas tienen impresas las palabras “Guía de energía” o “Energuía” y unos números
como 8,5
(sistemas de aire acondicionado) ó 540 kWh/año (refrigeradores). ¿Qué relación existe entre los números y la conservación de la energía? Las
etiquetas
indican
cuánta
electricidad
consume
cada
aparato
electrodoméstico. Ejercicios de selección múltiple 1) a > b en n unidades si: A) a = n + b B) a = b – n C) a = n D) a = –n E) a = nb 2) ¿Cuál de las siguientes expresiones es siempre mayor que 10 si 5 < a < 10? A) a B) a – 1 C) 20 – a D) 10 – a E) a – 20 3) Si
n < 0, ¿cuál de las siguientes expresiones es negativa?
A) –n B) 2n C) n2 n
D) n E) n – n
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4) ¿Cuál(es) de las siguientes aseveraciones es(son) verdadera(s) si c=d
y
a = b,
d 34º B) tº ≥ 34º C) tº ≤ 34º D) tº < 34º E) tº ≤ 33º
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8) Sean los racionales
a =
4 5
,
b =
y
6 7
c =
8 9
.
Si se dividen sus
numeradores por 2 y se multiplican los denominadores por 2, entonces un orden de menor a mayor está representado por: A) a < b < c B) c < b < a C) b < c < a D) b < a < c E) a < c < b
9) No se cumple que
3 4
+
1 a
≥ 1
si
a = ?
A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 1
10)
Sea
M = {x ∈ Q ⁄
1 2
> x >
3 4
}. ¿Cuál es el mayor racional que
pertenece a M? A)
3 4
B)
1 2
C)
19 25
D)
3 5
E) No se puede determinar
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11)
Sea el conjunto S = { x /
x 5
<
5 x
}. ¿Cuál de los siguientes números no
es elemento de S? A) ½ B) 5 C) 4 D) 2 E) 1
12)
La expresión
x 1− x
puede quedar indefinida si x pertenece al conjunto:
A) { x ∈ N / 1 ≤ x } B) { x ∈ Z / 1 < x } C) { x ∈ Z / –1 > x } D) { x ∈ Z / –1 ≥ x } E) { x ∈ Z / –1 < x < 1 } 13)
¿Qué inecuación no puede resolverse con a = 5? A) 3 a – 2 > 10 B) 2 a + 3 < 15 C) 6 a < 30 D) 4 a > 20 E) Ninguna de las anteriores
14)
Fernando tiene más edad que Álvaro. Jorge es menor que Claudio y
Álvaro es mayor que Claudio. ¿Cuál es el menor? A) Claudio B) Álvaro C) Jorge D) Fernando E) No se puede determinar
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15)
Un alumno obtuvo las siguientes calificaciones en tres pruebas: 4,8;
4,7
y
n.
¿Qué valor debe tener n para que el promedio de las tres
pruebas sea con toda seguridad cinco o superior a 5? A) n > 5 B) n ≥ 5 C) n > 5,2 D) n ≥ 5,4 E) n ≥ 5,5 16)
¿Qué inecuación representa la gráfica?
A) y
>
x-4
B) y
<
x-4
C) y <
x-4
D) y >
x-4
E) Ninguna de las anteriores
Paso 3. Concluya la actividad con este resumen y repitiendo la pregunta inicial: ¿Consume mucha energía? Habrá que probar. Y una forma de probar qué valores son soluciones de una inecuación, o sea, saber si un valor es solución de una inecuación con una incógnita, consiste en reemplazar la variable por un número, realizar las operaciones indicadas y determinar si la desigualdad es verdadera. Habrá que hacer lo mismo para obtener el resultado de una inecuación con dos variables.
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Las inecuaciones de primer grado con una incógnita se resuelven aplicando inversos aditivos (opuestos) o
inversos multiplicativos (recíprocos) para
despejar la incógnita. Conviene dejar positivo el coeficiente de la incógnita. La resolución de un una solución
sistema de inecuaciones implica que se debe encontrar
que satisfaga ambas inecuaciones. Para resolver esto, se debe
resolver cada inecuación por separado e intersectar los intervalos resultantes; es decir, se debe hallar el conjunto de números que pertenezca a ambos intervalos. Las ecuaciones de primer grado admiten solo una solución. En cambio, las inecuaciones de primer grado admiten infinitas soluciones. Todas las soluciones pueden quedar expresadas de más de una manera:
-
como desigualdad
-
como intervalo de números
-
como conjunto solución
-
como un gráfico a través de un dibujo
Cada año las personas utilizan más aparatos que funcionan con electricidad; que dan comodidad, ahorran tiempo y facilitan la vida. Pero como los recursos naturales que se usan para producir electricidad no son ilimitados, nosotros los consumidores debemos ser prudentes en el uso de tales recursos que la naturaleza no puede recuperar. Con el tiempo, estos recursos naturales se acabarán, pero este proceso puede disminuir si se conserva la energía. Podemos ahorrar energía eléctrica al disminuir su pérdida o reducir el uso de los aparatos eléctricos. Entonces, no da igual. Ello en matemática sería una igualdad, una ecuación. Entonces, el consumo debería ser menor. Ello en matemática sería una desigualdad, una inecuación. Analice los resultados aritméticos y algebraicos obtenidos y refuerce los aprendizajes que presentan más problemas.
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