Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos Introducción a los números r

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Introducción a los números reales

Grado en Matemáticas Curso 2010-2011

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Índice 1

Conjuntos numéricos Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

2

La matemática es una ciencia deductiva Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

3

Definición axiomática de R ¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

4

El cuerpo de los números complejos Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Objetivos Objetivos 1

Definir (y entender) R introducido axiomáticamente.

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Objetivos Objetivos 1

Definir (y entender) R introducido axiomáticamente.

2

Saber deducir propiedades de os números reales a partir de los axiomas.

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Objetivos Objetivos 1

Definir (y entender) R introducido axiomáticamente.

2

Saber deducir propiedades de os números reales a partir de los axiomas.

3

Comprender y utilizar los conceptos de supremo e ínfimo.

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Objetivos Objetivos 1

Definir (y entender) R introducido axiomáticamente.

2

Saber deducir propiedades de os números reales a partir de los axiomas.

3

Comprender y utilizar los conceptos de supremo e ínfimo.

4

Conocer el principio de inducción y saber utilizarlo.

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Objetivos Objetivos 1

Definir (y entender) R introducido axiomáticamente.

2

Saber deducir propiedades de os números reales a partir de los axiomas.

3

Comprender y utilizar los conceptos de supremo e ínfimo.

4

Conocer el principio de inducción y saber utilizarlo.

5

Conocer la unicidad de R

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Objetivos Objetivos 1

Definir (y entender) R introducido axiomáticamente.

2

Saber deducir propiedades de os números reales a partir de los axiomas.

3

Comprender y utilizar los conceptos de supremo e ínfimo.

4

Conocer el principio de inducción y saber utilizarlo.

5

Conocer la unicidad de R

6

Conocer la representación geométrica de los números reales.

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Objetivos Objetivos 1

Definir (y entender) R introducido axiomáticamente.

2

Saber deducir propiedades de os números reales a partir de los axiomas.

3

Comprender y utilizar los conceptos de supremo e ínfimo.

4

Conocer el principio de inducción y saber utilizarlo.

5

Conocer la unicidad de R

6

Conocer la representación geométrica de los números reales.

7

Definir (y entender) los números complejos.

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Objetivos Objetivos 1

Definir (y entender) R introducido axiomáticamente.

2

Saber deducir propiedades de os números reales a partir de los axiomas.

3

Comprender y utilizar los conceptos de supremo e ínfimo.

4

Conocer el principio de inducción y saber utilizarlo.

5

Conocer la unicidad de R

6

Conocer la representación geométrica de los números reales.

7

Definir (y entender) los números complejos.

8

Conocer la representación geométrica de los números complejos. Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Conjuntos numéricos Los nombres de los conjuntos numéricos

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Conjuntos numéricos Los nombres de los conjuntos numéricos Naturales representados con N 0,1,2,3,4,. . .

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Conjuntos numéricos Los nombres de los conjuntos numéricos Naturales representados con N 0,1,2,3,4,. . . Enteros representados con Z 0,1,-1,2,-2,3,-3,4,-4. . .

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Conjuntos numéricos Los nombres de los conjuntos numéricos Naturales representados con N 0,1,2,3,4,. . . Enteros representados con Z 0,1,-1,2,-2,3,-3,4,-4. . . Racionales representados con Q los cocientes p/q donde p, q ∈ Z y q 6= 0.

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Conjuntos numéricos Los nombres de los conjuntos numéricos Naturales representados con N 0,1,2,3,4,. . . Enteros representados con Z 0,1,-1,2,-2,3,-3,4,-4. . . Racionales representados con Q los cocientes p/q donde p, q ∈ Z y q 6= 0. Reales representados con R son los más complicados y hay varias formas de definirlos se corresponden con los «decimales infinitos» 1,065123123123..., 3,141592653589793..., -1,414213562373095

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Conjuntos numéricos Los nombres de los conjuntos numéricos Naturales representados con N 0,1,2,3,4,. . . Enteros representados con Z 0,1,-1,2,-2,3,-3,4,-4. . . Racionales representados con Q los cocientes p/q donde p, q ∈ Z y q 6= 0. Reales representados con R son los más complicados y hay varias formas de definirlos se corresponden con los «decimales infinitos» 1,065123123123..., 3,141592653589793..., -1,414213562373095 Complejos representados con C son de la forma a + bi donde a, b ∈ R y la i es un símbolo

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Conjuntos numéricos Los nombres de los conjuntos numéricos Naturales representados con N 0,1,2,3,4,. . . Enteros representados con Z 0,1,-1,2,-2,3,-3,4,-4. . . Racionales representados con Q los cocientes p/q donde p, q ∈ Z y q 6= 0. Reales representados con R son los más complicados y hay varias formas de definirlos se corresponden con los «decimales infinitos» 1,065123123123..., 3,141592653589793..., -1,414213562373095 Complejos representados con C son de la forma a + bi donde a, b ∈ R y la i es un símbolo En la lista anterior cada conjunto incluye a los que le preceden (eventualmente, mediante identificaciones adecuadas de los elementos) Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Las cuatro operaciones En cada conjuntos pueden realizarse las cuatro operaciones: sumar, restar, multiplicar y dividir. Son operaciones binarias: a partir de una pareja de elementos del conjunto generan un nuevo elemento en el conjunto.

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Las cuatro operaciones En cada conjuntos pueden realizarse las cuatro operaciones: sumar, restar, multiplicar y dividir. Son operaciones binarias: a partir de una pareja de elementos del conjunto generan un nuevo elemento en el conjunto. No todas pueden realizarse para cualquier pareja de elementos

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Las cuatro operaciones En cada conjuntos pueden realizarse las cuatro operaciones: sumar, restar, multiplicar y dividir. Son operaciones binarias: a partir de una pareja de elementos del conjunto generan un nuevo elemento en el conjunto. No todas pueden realizarse para cualquier pareja de elementos La suma siempre es posible.

Introducción a los números reales

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Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Las cuatro operaciones En cada conjuntos pueden realizarse las cuatro operaciones: sumar, restar, multiplicar y dividir. Son operaciones binarias: a partir de una pareja de elementos del conjunto generan un nuevo elemento en el conjunto. No todas pueden realizarse para cualquier pareja de elementos La suma siempre es posible. En N la resta no puede hacerse para todas las parejas. En Z, Q, R y C siempre es posible.

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Las cuatro operaciones En cada conjuntos pueden realizarse las cuatro operaciones: sumar, restar, multiplicar y dividir. Son operaciones binarias: a partir de una pareja de elementos del conjunto generan un nuevo elemento en el conjunto. No todas pueden realizarse para cualquier pareja de elementos La suma siempre es posible. En N la resta no puede hacerse para todas las parejas. En Z, Q, R y C siempre es posible. La resta es la «operación inversa» de la suma: a + x = b. Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Las cuatro operaciones En cada conjuntos pueden realizarse las cuatro operaciones: sumar, restar, multiplicar y dividir. Son operaciones binarias: a partir de una pareja de elementos del conjunto generan un nuevo elemento en el conjunto. No todas pueden realizarse para cualquier pareja de elementos La suma siempre es posible.

El producto siempre es posible.

En N la resta no puede hacerse para todas las parejas. En Z, Q, R y C siempre es posible. La resta es la «operación inversa» de la suma: a + x = b. Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Las cuatro operaciones En cada conjuntos pueden realizarse las cuatro operaciones: sumar, restar, multiplicar y dividir. Son operaciones binarias: a partir de una pareja de elementos del conjunto generan un nuevo elemento en el conjunto. No todas pueden realizarse para cualquier pareja de elementos La suma siempre es posible.

El producto siempre es posible.

En N la resta no puede hacerse para todas las parejas. En Z, Q, R y C siempre es posible.

En Z el cociente puede hacerse ciertas parejas. En Q, R y C siempre es posible.

La resta es la «operación inversa» de la suma: a + x = b. Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Las cuatro operaciones En cada conjuntos pueden realizarse las cuatro operaciones: sumar, restar, multiplicar y dividir. Son operaciones binarias: a partir de una pareja de elementos del conjunto generan un nuevo elemento en el conjunto. No todas pueden realizarse para cualquier pareja de elementos La suma siempre es posible.

El producto siempre es posible.

En N la resta no puede hacerse para todas las parejas. En Z, Q, R y C siempre es posible.

En Z el cociente puede hacerse ciertas parejas. En Q, R y C siempre es posible.

La resta es la «operación inversa» de la suma: a + x = b.

Cociente es la «operación inversa» del producto: ax = b. Introducción a los números reales

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Tienen nombre Y cuatro operaciones básicas

Propiedades de suma y producto Conmutativa a + b = b + a,

a×b =b×a

Asociativa (a + b) + c = a + (b + c), (a × b) × c = a × (b × c) Distributiva (a + b) × c = a × c + b × c Neutros suma: el 0 pues a + 0 = a, producto: el 1 pues a × 1 = a Simétricos suma: simétrico de a es −a pues a + (−a) = 0, producto: simétrico de a 6= 0 es 1/a pues a × (1/a) = 1 En adelante escribiremos ab en lugar de a × b. En C se opera formalmente como en R y polinomios arbitrarios en el símbolo i con el convenio de que i 2 = −1 Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

La matemática es una ciencia deductiva En las ciencias inductivas la teoría se construye a partir de la sistematización de fenómenos aislados, buscando leyes que expliquen los fenómenos que se analizan y que permitan hacer predicciones sobre esos mismos fenómenos. Sus conclusiones pueden variar con el tiempo.

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

La matemática es una ciencia deductiva En las ciencias inductivas la teoría se construye a partir de la sistematización de fenómenos aislados, buscando leyes que expliquen los fenómenos que se analizan y que permitan hacer predicciones sobre esos mismos fenómenos. Sus conclusiones pueden variar con el tiempo. Las matemáticas son deductivas: parten de unos axiomas precisos y construyen sobre ellos, respetando ciertas leyes o reglas de juego, conocimiento intemporal. El punto de partida puede inspirarse en la realidad física o mental, pero a partir de ahí inicia el vuelo libremente, despojándose de lo accesorio, creando nuevos conocimientos a través de los «teoremas».

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

La matemática es una ciencia deductiva En las ciencias inductivas la teoría se construye a partir de la sistematización de fenómenos aislados, buscando leyes que expliquen los fenómenos que se analizan y que permitan hacer predicciones sobre esos mismos fenómenos. Sus conclusiones pueden variar con el tiempo. Las matemáticas son deductivas: parten de unos axiomas precisos y construyen sobre ellos, respetando ciertas leyes o reglas de juego, conocimiento intemporal. El punto de partida puede inspirarse en la realidad física o mental, pero a partir de ahí inicia el vuelo libremente, despojándose de lo accesorio, creando nuevos conocimientos a través de los «teoremas». Los axiomas de partida pueden ser diferentes. Y consecuentemente diferentes pueden ser también los teoremas de ellos deducidos. Pero incluso se puede tomar como axioma lo que en otras construcciones es un teorema.

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

La matemática es una ciencia deductiva En las ciencias inductivas la teoría se construye a partir de la sistematización de fenómenos aislados, buscando leyes que expliquen los fenómenos que se analizan y que permitan hacer predicciones sobre esos mismos fenómenos. Sus conclusiones pueden variar con el tiempo. Las matemáticas son deductivas: parten de unos axiomas precisos y construyen sobre ellos, respetando ciertas leyes o reglas de juego, conocimiento intemporal. El punto de partida puede inspirarse en la realidad física o mental, pero a partir de ahí inicia el vuelo libremente, despojándose de lo accesorio, creando nuevos conocimientos a través de los «teoremas». Los axiomas de partida pueden ser diferentes. Y consecuentemente diferentes pueden ser también los teoremas de ellos deducidos. Pero incluso se puede tomar como axioma lo que en otras construcciones es un teorema. Axiomas de Teoría de Conjuntos, ZF. Introducción a los números reales

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

La matemática es una ciencia deductiva

El conocimiento no se basa en la experiencia, que puede ser engañosa.

Se basa en los «teoremas» que crean conocimiento seguro, no discutible.

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

La matemática es una ciencia deductiva

El conocimiento no se basa en la experiencia, que puede ser engañosa. Los números de la forma n2 − n + 17 al variar n ∈ N son primos.

Se basa en los «teoremas» que crean conocimiento seguro, no discutible.

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

La matemática es una ciencia deductiva

El conocimiento no se basa en la experiencia, que puede ser engañosa. Los números de la forma n2 − n + 17 al variar n ∈ N son primos.

Se basa en los «teoremas» que crean conocimiento seguro, no discutible. Si n es par entonces n2 también es par

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Teoremas y demostraciones El conocimiento se desarrolla con los teoremas.

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Teoremas y demostraciones El conocimiento se desarrolla con los teoremas. Los teoremas se basan en las «verdades» aceptadas en los axiomas o en teoremas anteriormente demostrados a partir de los axiomas. Es la cadena del conocimiento matemático.

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Teoremas y demostraciones El conocimiento se desarrolla con los teoremas. Los teoremas se basan en las «verdades» aceptadas en los axiomas o en teoremas anteriormente demostrados a partir de los axiomas. Es la cadena del conocimiento matemático. En un teorema hay tres elementos Hipótesis Es un enunciado que se asume como cierto

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Teoremas y demostraciones El conocimiento se desarrolla con los teoremas. Los teoremas se basan en las «verdades» aceptadas en los axiomas o en teoremas anteriormente demostrados a partir de los axiomas. Es la cadena del conocimiento matemático. En un teorema hay tres elementos Hipótesis Es un enunciado que se asume como cierto Tesis Es un enunciado cuya certeza se desconoce, pero se sospecha como cierto

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Teoremas y demostraciones El conocimiento se desarrolla con los teoremas. Los teoremas se basan en las «verdades» aceptadas en los axiomas o en teoremas anteriormente demostrados a partir de los axiomas. Es la cadena del conocimiento matemático. En un teorema hay tres elementos Hipótesis Es un enunciado que se asume como cierto Tesis Es un enunciado cuya certeza se desconoce, pero se sospecha como cierto Demostración Es el proceso que permite obtener la certeza de la tesis a partir de la certeza de la hipótesis. Para realizarlo se hace uso de los axiomas o de otros teoremas anteriormente establecidos. Introducción a los números reales

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Métodos de demostración Directo. H ⇒ T . Ejemplo: Si n es par entonces n2 es par.

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Métodos de demostración Directo. H ⇒ T . Ejemplo: Si n es par entonces n2 es par. Recíproco. El de H ⇒ T es T ⇒ H. Recíproco del ejemplo precedente: Si n2 es par entonces n es par. El recíproco de una afirmación cierta no es siempre cierto: Si f : [0, 1] → R es continua, entonces f ([0, 1]) es un intervalo.

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Métodos de demostración Directo. H ⇒ T . Ejemplo: Si n es par entonces n2 es par. Recíproco. El de H ⇒ T es T ⇒ H. Recíproco del ejemplo precedente: Si n2 es par entonces n es par. El recíproco de una afirmación cierta no es siempre cierto: Si f : [0, 1] → R es continua, entonces f ([0, 1]) es un intervalo. Contrarecíproco. H ⇒ T es equivalente a noT ⇒ noH Ejemplo: Si a ∈ R es un número irracional entonces √ a también es irracional.

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Métodos de demostración Directo. H ⇒ T . Ejemplo: Si n es par entonces n2 es par. Recíproco. El de H ⇒ T es T ⇒ H. Recíproco del ejemplo precedente: Si n2 es par entonces n es par. El recíproco de una afirmación cierta no es siempre cierto: Si f : [0, 1] → R es continua, entonces f ([0, 1]) es un intervalo. Contrarecíproco. H ⇒ T es equivalente a noT ⇒ noH Ejemplo: Si a ∈ R es un número irracional entonces √ a también es irracional. Reducción al absurdo. Para probar la veracidad de una proposición A, consiste en suponer noA y construir una proposición√C de modo que C y noC son ciertas. Ejemplo: 2 es irracional. Introducción a los números reales

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Teoremas y demostraciones Métodos de demostración

Progreso

Horas 1 y 2 de clase: 20-Sep y 22-Sep 2010 1

El primer fue la presentación y una discusión genérica sobre métodos de evaluación, recursos informáticos, programa de la asignatura y significado de “Matemáticas” y “Análisis Matemático”.

2

Segundo día recordatorio de los sistemas de números que conocen, presentando cada uno de ellos en la cadena creciente por la necesidad de realizar determinadas operaciones o por la necesidad de resolver determinadas ecuaciones como s 2 = 2 o x 2 = −1.

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Definición axiomática de R

Definición Existe un cuerpo totalmente ordenado y completo que recibe el nombre de cuerpo de los números reales y se denota por R.

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa),

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa),

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈R

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma),

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto),

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto), 5 x · (y · z) = (x · y ) · z para todo x , y , z ∈ R

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Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto), 5 x · (y · z) = (x · y ) · z para todo x , y , z ∈ R (asociativa),

Introducción a los números reales

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto), 5 x · (y · z) = (x · y ) · z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 6 x · y = y · x para todo x , y ∈ R

Introducción a los números reales

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto), 5 x · (y · z) = (x · y ) · z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 6 x · y = y · x para todo x , y ∈ R (conmutativa),

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Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto), 5 x · (y · z) = (x · y ) · z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 6 x · y = y · x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 7 existe un elemento en R distinto de 0, denotado con 1, con la propiedad de que 1 · x = x para todo x ∈ R

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Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto), 5 x · (y · z) = (x · y ) · z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 6 x · y = y · x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 7 existe un elemento en R distinto de 0, denotado con 1, con la propiedad de que 1 · x = x para todo x ∈ R (elemento neutro del producto),

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto), 5 x · (y · z) = (x · y ) · z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 6 x · y = y · x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 7 existe un elemento en R distinto de 0, denotado con 1, con la propiedad de que 1 · x = x para todo x ∈ R (elemento neutro del producto), 8 para cada x ∈ R con x 6= 0 existe x 00 ∈ R con la propiedad de que 1 x · x 00 = 1, dicho x 00 se denota mediante o x −1 x Introducción a los números reales

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Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto), 5 x · (y · z) = (x · y ) · z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 6 x · y = y · x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 7 existe un elemento en R distinto de 0, denotado con 1, con la propiedad de que 1 · x = x para todo x ∈ R (elemento neutro del producto), 8 para cada x ∈ R con x 6= 0 existe x 00 ∈ R con la propiedad de que 1 x · x 00 = 1, dicho x 00 se denota mediante o x −1 (inverso), x Introducción a los números reales

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Explicación: cuerpo R × R −→ R R × R −→ R (x , y ) 7→ x + y (x , y ) 7→ x · y operaciones internas llamadas suma y producto que cumplen: 1 x + (y + z) = (x + y ) + z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 2 x + y = y + x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 3 existe un elemento en R denotado con 0 que cumple x + 0 = x para todo x ∈ R (elemento neutro de la suma), 4 para cada x ∈ R existe x 0 ∈ R con la propiedad de que x + x 0 = 0, dicho x 0 se denota con −x (elemento opuesto), 5 x · (y · z) = (x · y ) · z para todo x , y , z ∈ R (asociativa), 6 x · y = y · x para todo x , y ∈ R (conmutativa), 7 existe un elemento en R distinto de 0, denotado con 1, con la propiedad de que 1 · x = x para todo x ∈ R (elemento neutro del producto), 8 para cada x ∈ R con x 6= 0 existe x 00 ∈ R con la propiedad de que 1 x · x 00 = 1, dicho x 00 se denota mediante o x −1 (inverso), x 9 (x + y ) · z = x · z + y · z para todo x , y , z ∈ R Introducción a los números reales

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R (transitiva),

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R (transitiva),

13

para cada dos elementos x , y ∈ R se cumple una de las dos relaciones: x ≤y óy ≤x

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R (transitiva),

13

para cada dos elementos x , y ∈ R se cumple una de las dos relaciones: x ≤ y ó y ≤ x (el orden es total),

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R (transitiva),

13

para cada dos elementos x , y ∈ R se cumple una de las dos relaciones: x ≤ y ó y ≤ x (el orden es total),

14

x ≤ y implica x + z ≤ y + z para todo x , y , z ∈ R,

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R (transitiva),

13

para cada dos elementos x , y ∈ R se cumple una de las dos relaciones: x ≤ y ó y ≤ x (el orden es total),

14

x ≤ y implica x + z ≤ y + z para todo x , y , z ∈ R, (compatibilidad del orden con la suma),

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R (transitiva),

13

para cada dos elementos x , y ∈ R se cumple una de las dos relaciones: x ≤ y ó y ≤ x (el orden es total),

14

x ≤ y implica x + z ≤ y + z para todo x , y , z ∈ R, (compatibilidad del orden con la suma),

15

x ≤ y y 0 ≤ z implica x · z ≤ y · z para todo x , y , z ∈ R

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R (transitiva),

13

para cada dos elementos x , y ∈ R se cumple una de las dos relaciones: x ≤ y ó y ≤ x (el orden es total),

14

x ≤ y implica x + z ≤ y + z para todo x , y , z ∈ R, (compatibilidad del orden con la suma),

15

x ≤ y y 0 ≤ z implica x · z ≤ y · z para todo x , y , z ∈ R (compatibilidad del orden con el producto).

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R (transitiva),

13

para cada dos elementos x , y ∈ R se cumple una de las dos relaciones: x ≤ y ó y ≤ x (el orden es total),

14

x ≤ y implica x + z ≤ y + z para todo x , y , z ∈ R, (compatibilidad del orden con la suma),

15

x ≤ y y 0 ≤ z implica x · z ≤ y · z para todo x , y , z ∈ R (compatibilidad del orden con el producto).

1

x ≥ y significa, por definición, lo mismo que y ≤ x ;

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Explicación: totalmente ordenado Significa que existe una relación binaria denotada con ≤ con las siguientes propiedades: 10

x ≤ x para todo x ∈ R (reflexiva),

11

x ≤ y e y ≤ x implican x = y (antisimétrica),

12

x ≤ y e y ≤ z implican x ≤ z para todo x , y , z ∈ R (transitiva),

13

para cada dos elementos x , y ∈ R se cumple una de las dos relaciones: x ≤ y ó y ≤ x (el orden es total),

14

x ≤ y implica x + z ≤ y + z para todo x , y , z ∈ R, (compatibilidad del orden con la suma),

15

x ≤ y y 0 ≤ z implica x · z ≤ y · z para todo x , y , z ∈ R (compatibilidad del orden con el producto).

1

x ≥ y significa, por definición, lo mismo que y ≤ x ;

2

si x ≤ y siendo x 6= y entonces escribiremos x < y o, indistintamente, y > x. Introducción a los números reales

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Explicación: completo Todo subconjunto no vacío de R acotado superiormente tiene supremo.

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Explicación: completo Todo subconjunto no vacío de R acotado superiormente tiene supremo. Definición: cota superior Un conjunto ∅ = 6 A ⊂ R se dice acotado superiormente si existe M ∈ R con la propiedad de que a ≤ M, para todo a ∈ A; M se llama una cota superior de A.

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Explicación: completo Todo subconjunto no vacío de R acotado superiormente tiene supremo. Definición: cota superior Un conjunto ∅ = 6 A ⊂ R se dice acotado superiormente si existe M ∈ R con la propiedad de que a ≤ M, para todo a ∈ A; M se llama una cota superior de A. Definición: supremo Se dice que α ∈ R es supremo de A (y se escribe α = sup A) si α es cota superior de A y además cualquier otra cota superior M de A cumple que α ≤ M.

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Explicación: completo Todo subconjunto no vacío de R acotado superiormente tiene supremo. Definición: cota superior Un conjunto ∅ = 6 A ⊂ R se dice acotado superiormente si existe M ∈ R con la propiedad de que a ≤ M, para todo a ∈ A; M se llama una cota superior de A. Definición: supremo Se dice que α ∈ R es supremo de A (y se escribe α = sup A) si α es cota superior de A y además cualquier otra cota superior M de A cumple que α ≤ M. Supremo α ∈ R es supremo de A si: 1

x ≤ α, para cada x ∈ M;

2

Para cada ε > 0, existe xε ∈ M tal que α − ε < xε . Introducción a los números reales

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Completitud de R

Completitud En R cada conjunto no vacío acotado superiormente posee una cota superior que es la menor de todas las cotas superiores.

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Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

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Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

3

Las fórmulas a = b y a − b = 0 son equivalentes. Si b 6= 0 también son 1 equivalentes las fórmulas a = b y a · = 1. b

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Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

3

Las fórmulas a = b y a − b = 0 son equivalentes. Si b 6= 0 también son 1 equivalentes las fórmulas a = b y a · = 1. b c < 0 equivale a −c > 0.

4

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Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

3

4

Las fórmulas a = b y a − b = 0 son equivalentes. Si b 6= 0 también son 1 equivalentes las fórmulas a = b y a · = 1. b c < 0 equivale a −c > 0.

5

(−1) · a = −a y por tanto (−a) · b = −(ab).

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Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

3

4

Las fórmulas a = b y a − b = 0 son equivalentes. Si b 6= 0 también son 1 equivalentes las fórmulas a = b y a · = 1. b c < 0 equivale a −c > 0.

5

(−1) · a = −a y por tanto (−a) · b = −(ab).

6

Si a ≤ b y c ≤ d entonces a + c ≤ b + d.

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Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

3

4

Las fórmulas a = b y a − b = 0 son equivalentes. Si b 6= 0 también son 1 equivalentes las fórmulas a = b y a · = 1. b c < 0 equivale a −c > 0.

5

(−1) · a = −a y por tanto (−a) · b = −(ab).

6

Si a ≤ b y c ≤ d entonces a + c ≤ b + d.

7

a ≤ b ⇔ −a ≥ −b.

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Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

3

4

Las fórmulas a = b y a − b = 0 son equivalentes. Si b 6= 0 también son 1 equivalentes las fórmulas a = b y a · = 1. b c < 0 equivale a −c > 0.

5

(−1) · a = −a y por tanto (−a) · b = −(ab).

6

Si a ≤ b y c ≤ d entonces a + c ≤ b + d.

7

a ≤ b ⇔ −a ≥ −b.

8

Si c < 0 entonces a ≤ b y ac ≥ bc son equivalentes.

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Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

3

4

Las fórmulas a = b y a − b = 0 son equivalentes. Si b 6= 0 también son 1 equivalentes las fórmulas a = b y a · = 1. b c < 0 equivale a −c > 0.

5

(−1) · a = −a y por tanto (−a) · b = −(ab).

6

Si a ≤ b y c ≤ d entonces a + c ≤ b + d.

7

a ≤ b ⇔ −a ≥ −b.

8

Si c < 0 entonces a ≤ b y ac ≥ bc son equivalentes.

9

Si a 6= 0 entonces a · a > 0; en particular 1 > 0.

Introducción a los números reales

Conjuntos numéricos La matemática es una ciencia deductiva Definición axiomática de R El cuerpo de los números complejos

¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

3

4

Las fórmulas a = b y a − b = 0 son equivalentes. Si b 6= 0 también son 1 equivalentes las fórmulas a = b y a · = 1. b c < 0 equivale a −c > 0.

5

(−1) · a = −a y por tanto (−a) · b = −(ab).

6

Si a ≤ b y c ≤ d entonces a + c ≤ b + d.

7

a ≤ b ⇔ −a ≥ −b.

8

Si c < 0 entonces a ≤ b y ac ≥ bc son equivalentes.

9

Si a 6= 0 entonces a · a > 0; en particular 1 > 0. 1 a > 0 ⇔ > 0. a

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Propiedades Proposición En R (y, en general, en cualquier cuerpo totalmente ordenado) se tiene: 1

Los elementos neutros, opuesto e inverso son únicos.

2

a · 0 = 0 para todo a ∈ R.

3

4

Las fórmulas a = b y a − b = 0 son equivalentes. Si b 6= 0 también son 1 equivalentes las fórmulas a = b y a · = 1. b c < 0 equivale a −c > 0.

5

(−1) · a = −a y por tanto (−a) · b = −(ab).

6

Si a ≤ b y c ≤ d entonces a + c ≤ b + d.

7

a ≤ b ⇔ −a ≥ −b.

8

Si c < 0 entonces a ≤ b y ac ≥ bc son equivalentes.

9

Si a 6= 0 entonces a · a > 0; en particular 1 > 0. 1 a > 0 ⇔ > 0. a 1 1 Si b > 0 entonces a ≥ b ⇔ ≤ . a b

10 11

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Cotas inferiores. Ínfimos Definición Un subconjunto no vacío A ⊂ R se dice acotado inferiormente si existe M ∈ R tal que M ≤ a para todo a ∈ A. Cualquier valor M que cumpla la relación anterior se llama una cota inferior de A. Si existe α ∈ R que es cota inferior de A y además cumple que M ≤ α para cualquier otra cota inferior M de A, entonces α se llama ínfimo de A y se denota en la forma α = inf A.

Introducción a los números reales

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Cotas inferiores. Ínfimos Definición Un subconjunto no vacío A ⊂ R se dice acotado inferiormente si existe M ∈ R tal que M ≤ a para todo a ∈ A. Cualquier valor M que cumpla la relación anterior se llama una cota inferior de A. Si existe α ∈ R que es cota inferior de A y además cumple que M ≤ α para cualquier otra cota inferior M de A, entonces α se llama ínfimo de A y se denota en la forma α = inf A. Proposición Si en un cuerpo ordenado se verifica el axioma del supremo, entonces todo subconjunto no vacío acotado inferiormente tiene ínfimo. Introducción a los números reales

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Números naturales: N

Definición Un conjunto I ⊂ R se llama inductivo si cumple las siguientes condiciones: 1 ∈ I. Si x ∈ I entonces x + 1 ∈ I.

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Números naturales: N

Definición Un conjunto I ⊂ R se llama inductivo si cumple las siguientes condiciones: 1 ∈ I. Si x ∈ I entonces x + 1 ∈ I. Observación R es un conjunto inductivo. La intersección de conjuntos inductivos es inductivo.

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Números naturales: N

Definición Un conjunto I ⊂ R se llama inductivo si cumple las siguientes condiciones: 1 ∈ I. Si x ∈ I entonces x + 1 ∈ I. Observación R es un conjunto inductivo. La intersección de conjuntos inductivos es inductivo.

Definición Se llama conjunto de los números naturales y se denota con N al siguiente conjunto N :=

\

{I : donde I es un conjunto inductivo de R}. Introducción a los números reales

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Números naturales: N Corolario (Método de Inducción) Cualquier subconjunto S ⊂ N que satisfaga las siguientes propiedades 1

1 ∈ S,

2

si n ∈ S entonces n + 1 ∈ S,

verifica que S = N.

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Números naturales: N Corolario (Método de Inducción) Cualquier subconjunto S ⊂ N que satisfaga las siguientes propiedades 1

1 ∈ S,

2

si n ∈ S entonces n + 1 ∈ S,

verifica que S = N. Los primeros elementos de N se denotan de la siguiente manera: 1 2=1+1 3=2+1 4=3+1 5=4+1 6=5+1 7=6+1 8=7+1 9=8+1

10 = 9 + 1 11 = 10 + 1 12 = 11 + 1 13 = 12 + 1 14 = 13 + 1 15 = 14 + 1 16 = 15 + 1 17 = 16 + 1 18 = 17 + 1 19 = 18 + 1

20 = 19 + 1 21 = 20 + 1 22 = 21 + 1 23 = 22 + 1 24 = 23 + 1 25 = 24 + 1 26 = 25 + 1 27 = 26 + 1 28 = 27 + 1 29 = 28 + 1

...

100 = 99 + 1 101 = 100 + 1 102 = 101 + 1 103 = 102 + 1 104 = 103 + 1 105 = 104 + 1 106 = 105 + 1 107 = 106 + 1 108 = 107 + 1 109 = 108 + 1

Introducción a los números reales

...

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Método de inducción El método de inducción es usado con frecuencia en la demostración de fórmulas y resultados relativos a números naturales.

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Método de inducción El método de inducción es usado con frecuencia en la demostración de fórmulas y resultados relativos a números naturales. Ejemplo Para cualquier número natural n ≥ 1 se verifica que 4n > n2 .

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Método de inducción El método de inducción es usado con frecuencia en la demostración de fórmulas y resultados relativos a números naturales. Ejemplo Para cualquier número natural n ≥ 1 se verifica que 4n > n2 . Ejemplo Para cualquier número natural n ≥ 1 y x ∈ R, x ≥ −1 se tiene que (1 + x )n ≥ 1 + nx .

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Método de inducción El método de inducción es usado con frecuencia en la demostración de fórmulas y resultados relativos a números naturales. Ejemplo Para cualquier número natural n ≥ 1 se verifica que 4n > n2 . Ejemplo Para cualquier número natural n ≥ 1 y x ∈ R, x ≥ −1 se tiene que (1 + x )n ≥ 1 + nx . Observación 1

La formulación del método de inducción tiene dos propiedades. A) 1 ∈ S B) si n ∈ S entonces n + 1 ∈ S.

2

Si S ⊂ N es tal que N ∈ S y n ∈ S entonces n + 1 ∈ S, entonces S = {N, N + 1, N + 2, . . . }. Introducción a los números reales

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Horas 3, 4 y 5 de clase: hasta 27 de septiembre Se explicó la materia hasta la transparencia anterior: se repitió dos veces los comentarios sobre el axioma del supremo, una vez contado por Luis y luego repetido por mi.

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Método de inducción

Corolario, Método de inducción, versión fuerte Sea S ⊂ N que cumple las siguientes propiedades: 1

1∈S

2

si 1, 2, . . . , n ∈ S entonces n + 1 ∈ S

Entonces S = N.

Leer en clase

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Método de inducción

Corolario, Método de inducción, versión fuerte Sea S ⊂ N que cumple las siguientes propiedades: 1

1∈S

2

si 1, 2, . . . , n ∈ S entonces n + 1 ∈ S

Entonces S = N.

Leer en clase

Ejemplo, Teorema Fundamental de la Aritmética Todo número entero n ≥ 2 es primo o producto de sus factores primos.

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Enteros, racionales y propiedad arquimediana Definición El conjunto de los números enteros Z y el de los números racionales Q están definidos del siguiente modo: 1 2

Z := {0}

S

{n ∈ R : n ∈ N, o bien − n ∈ N}

1 1 Q := {m · : m ∈ Z y n ∈ N}. El número real m · se denota n n m indistintamente como o como m/n. n

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Enteros, racionales y propiedad arquimediana Definición El conjunto de los números enteros Z y el de los números racionales Q están definidos del siguiente modo: 1 2

Z := {0}

S

{n ∈ R : n ∈ N, o bien − n ∈ N}

1 1 Q := {m · : m ∈ Z y n ∈ N}. El número real m · se denota n n m indistintamente como o como m/n. n

Ejercicio probar que si m, n ∈ N entonces m + n ∈ N; probar que Z es un grupo abeliano para la suma inducida por R; probar que Q es un un cuerpo con las operaciones inducidas por R.

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Enteros, racionales y propiedad arquimediana Definición El conjunto de los números enteros Z y el de los números racionales Q están definidos del siguiente modo: 1 2

Z := {0}

S

{n ∈ R : n ∈ N, o bien − n ∈ N}

1 1 Q := {m · : m ∈ Z y n ∈ N}. El número real m · se denota n n m indistintamente como o como m/n. n

Ejercicio probar que si m, n ∈ N entonces m + n ∈ N; probar que Z es un grupo abeliano para la suma inducida por R; probar que Q es un un cuerpo con las operaciones inducidas por R. Proposición El cuerpo R tiene la propiedad arquimediana, es decir, dados x , y ∈ R, con 0 < y , existe n ∈ N tal que x < ny . Introducción a los números reales

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¿Qué axiomas definen los números reales? Los primeros teoremas El valor absoluto Raíces n-ésimas

Hora 6 de clase: 29 de septiembre Se explicó la materia hasta la transparencia anterior: se repitió el problema de demostrar por inducción (1 + x )n ≥ 1 + nx si x ≥ −1.

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Enteros, racionales y propiedad arquimediana Proposición N no está acotado superiormente. Z no está acotado ni superior ni inferiormente.

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Enteros, racionales y propiedad arquimediana Proposición N no está acotado superiormente. Z no está acotado ni superior ni inferiormente. Proposición Todo subconjunto no vacío A de N tiene primer elemento.

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Enteros, racionales y propiedad arquimediana Proposición N no está acotado superiormente. Z no está acotado ni superior ni inferiormente. Proposición Todo subconjunto no vacío A de N tiene primer elemento. Proposición Para cada x ∈ R existe un único número entero m que verifica m ≤ x < m + 1.

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Enteros, racionales y propiedad arquimediana Proposición N no está acotado superiormente. Z no está acotado ni superior ni inferiormente. Proposición Todo subconjunto no vacío A de N tiene primer elemento. Proposición Para cada x ∈ R existe un único número entero m que verifica m ≤ x < m + 1. Definición Sea x ∈ R, el único número entero m que verifica m ≤x 2, entonces existe w ∈ Q tal que 0 < w < s y s 2 > w 2 > 2. Además, ambas afirmaciones son ciertas si r y s no son racionales. Introducción a los números reales

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Densidad en R

Teorema Si x , y ∈ R, x < y , entonces existe z ∈ R\Q tal que x < z < y .

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Densidad en R

Teorema Si x , y ∈ R, x < y , entonces existe z ∈ R\Q tal que x < z < y . Corolario Cada elemento x ∈ R es el supremo del conjunto de números racionales que son menores que él, es decir, x = sup{r : r ∈ Q con r < x }.

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El valor absoluto Definición (

|x | :=

x si x ≥ 0 −x si x < 0

Teorema Para cada par de elementos x , y de R se cumplen: |x | = | − x | ≥ 0 |xy | = |x ||y |.

y |x | > 0 si x 6= 0. |x | = max {x , −x } | x1 |

=

1 |x | .

|x | ≤ a ⇔ −a ≤ x ≤ a |x + y | ≤ |x | + |y | (desigualdad triangular). |x | − |y | ≤ |x − y | Introducción a los números reales

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Distancia

Definición de distancia Si x e y son números reales se llama distancia de x a y al número real d(x , y ) := |x − y |.

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Distancia

Definición de distancia Si x e y son números reales se llama distancia de x a y al número real d(x , y ) := |x − y |. Propiedades 1

d(x , y ) = 0 ⇔ x = y

2

d(x , y ) = d(y , x )

3

d(x , z) ≤ d(x , y ) + d(y , z)

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Raíces n-ésimas Proposición Sea x ∈ R, x > 0, y sea p ∈ N. 1

2

3

Si r ∈ R, r > 0 cumple r p < x entonces existe t ∈ Q tal que r < t y r p < tp < x Si s ∈ R, s > 0 cumple s p > x entonces existe w ∈ Q tal que 0 < w < s y sp > w p > x . Existe un único número real positivo α tal que αp = x . De hecho α = sup{r : r ∈ Q, r p < x }

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Raíces n-ésimas Proposición Sea x ∈ R, x > 0, y sea p ∈ N. 1

2

3

Si r ∈ R, r > 0 cumple r p < x entonces existe t ∈ Q tal que r < t y r p < tp < x Si s ∈ R, s > 0 cumple s p > x entonces existe w ∈ Q tal que 0 < w < s y sp > w p > x . Existe un único número real positivo α tal que αp = x . De hecho α = sup{r : r ∈ Q, r p < x }

Definición Para cada x ∈ R, x > 0 y cada p ∈ N, se define la raíz p-ésima de x como el único número real positivo α tal que αp = x . Se denota 1 √ x p := p x := α = sup{r : r ∈ Q, r p < x }. Introducción a los números reales

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Hora 7, 8 y 9 de clase: 1 y 4 de octubre Se explicó hasta la transparencia anterior más unos comentarios sobre la unicidad de los reales

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Los números complejos La unidad imaginaria: i Introducir un nuevo número i, cuyo cuadrado es −1, y por tanto extender los reales.

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Los números complejos La unidad imaginaria: i Introducir un nuevo número i, cuyo cuadrado es −1, y por tanto extender los reales. Definición Definimos C := {a + bi : a, b ∈ R}. La suma y el producto se definen mediante las fórmulas: (a + bi) + (c + di) := (a + c) + (b + d)i (a + bi) · (c + di) := (ac − bd) + (ad + bc)i

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Los números complejos La unidad imaginaria: i Introducir un nuevo número i, cuyo cuadrado es −1, y por tanto extender los reales. Definición Definimos C := {a + bi : a, b ∈ R}. La suma y el producto se definen mediante las fórmulas: (a + bi) + (c + di) := (a + c) + (b + d)i (a + bi) · (c + di) := (ac − bd) + (ad + bc)i Proposición (C, +, ·) es un cuerpo conmutativo no ordenado que contiene a R como subcuerpo mediante la identificación a ≡ a + 0i para cada a ∈ R. Introducción a los números reales

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Propiedades en C Definición: Si z = a + bi ∈ C a se llama parte real de z, a = Rez; b se llama parte imaginaria de z, b = Imz. √ El número real no negativo |z| := a2 + b 2 se denomina módulo de z. El número z = a − bi recibe el nombre de conjugado de z. Propiedades: Sean z, w ∈ C Rez =

z+z 2 ;

Imz =

z−z 2i ;

|z|2 = zz.

z + w = z + w ; zw = zw ; (1/z) = 1/z, si z 6= 0. z = z ⇔ z ∈ R. |Rez| ≤ |z|; |Imz| ≤ |z|. |zw | = |z||w |; ||z| − |w || ≤ |z − w |. |z + w | ≤ |z| + |w | y la igualdad ocurre si y sólo si w = cz con c ≥ 0. Introducción a los números reales

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Propiedades en C Representación Geométrica de los Números Complejos a = |z| cos ω,

b = |z| sen ω; y por tanto, z = |z|(cos ω + i sen ω)

Este forma de representar geométricamente a z usando el módulo |z| y el argumento (ángulo) ω se conoce con el nombre de representación módulo argumental del complejo z. Producto de números complejos z1 z2 = |z1 z2 |(cos(ω1 + ω2 ) + i sin(ω1 + ω2 ) Raíces de números complejos Las n raíces n-ésimas de z son los números complejos que tienen por módulo el valor de la raíz n-ésima del módulo de z y por argumentos los valores: α=

ω + 2(n − 1)π ω ω + 2π ω + 4π ω + 6π , , , ,..., n n n n n Introducción a los números reales

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Progreso

13 horas: 11-Octubre 1 Se hizo un taller de 2 horas: números, desigualdades, inducción, etc. el viernes día 8 de Octubre;

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J. M. Mira; B. Cascales y S. Sánchez-Pedreño http://ocw.um.es/ciencias/analisis-matematico-i

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