Ejercicios — Matemática I

Cada ejercicio tiene enunciado, pista y solución escondible. Resolvé en papel antes de mirar.


Cap. 1 — Números reales

1.1 — Operaciones con fracciones (básico)

Calculá: 23+5614\dfrac{2}{3} + \dfrac{5}{6} - \dfrac{1}{4}.

💡 Pista

MCM(3, 6, 4) = 12. Llevá todo a doceavos.

✅ Solución
23+5614=812+1012312=1512=54=1.25\frac{2}{3} + \frac{5}{6} - \frac{1}{4} = \frac{8}{12} + \frac{10}{12} - \frac{3}{12} = \frac{15}{12} = \frac{5}{4} = 1.25

1.2 — Valor absoluto (intermedio)

Resolvé 2x5=7|2x - 5| = 7.

✅ Solución

Dos casos: 2x5=72x - 5 = 7 o 2x5=72x - 5 = -7.

  • Caso 1: x=6x = 6.
  • Caso 2: x=1x = -1.

Verificación: 2(6)5=7|2(6)-5| = 7 ✓, 2(1)5=7=7|2(-1)-5| = |-7| = 7 ✓.


Cap. 2 — Ecuaciones lineales

2.1 — Despejar (básico)

Resolvé para xx: 3x24=x+13\dfrac{3x - 2}{4} = \dfrac{x + 1}{3}.

✅ Solución

Multiplicar cruzado: 3(3x2)=4(x+1)9x6=4x+45x=10x=23(3x - 2) = 4(x + 1) \Rightarrow 9x - 6 = 4x + 4 \Rightarrow 5x = 10 \Rightarrow x = 2.

2.2 — Sistema 2×2 (intermedio)

Resolvé el sistema:

{2x+3y=135xy=7\begin{cases} 2x + 3y = 13 \\ 5x - y = 7 \end{cases}
💡 Pista

De la segunda ecuación: y=5x7y = 5x - 7. Sustituí en la primera.

✅ Solución

2x+3(5x7)=1317x21=13x=22x + 3(5x - 7) = 13 \Rightarrow 17x - 21 = 13 \Rightarrow x = 2. Entonces y=5(2)7=3y = 5(2) - 7 = 3.

2.3 — Pupusería con dos productos (aplicación)

En la pupusería, 3 pupusas + 2 refrescos cuestan 4.50,y5pupusas+1refrescocuestan4.50, y 5 pupusas + 1 refresco cuestan 5.00. ¿Cuánto cuesta una pupusa? ¿Y un refresco?

✅ Solución

Sea pp = pupusa, rr = refresco.

{3p+2r=4.505p+r=5.00\begin{cases} 3p + 2r = 4.50 \\ 5p + r = 5.00 \end{cases}

De la 2ª: r=5.005pr = 5.00 - 5p. Sustituyendo: 3p+2(5.005p)=4.503p+1010p=4.507p=5.50p=0.7857...3p + 2(5.00 - 5p) = 4.50 \Rightarrow 3p + 10 - 10p = 4.50 \Rightarrow -7p = -5.50 \Rightarrow p = 0.7857...

Hmm, valores raros — chequeá tus datos. Con datos reales típicos en SV (pupusa 0.50,refresco0.50, refresco 1.00), las ecuaciones serían 1.50+2.00=3.501.50 + 2.00 = 3.50 y 2.50+1.00=3.502.50 + 1.00 = 3.50. Reformulá el problema con números reales y volvé a aplicar el método.


Cap. 3 — Funciones

3.1 — Dominio (básico)

Encontrá el dominio de f(x)=1x24f(x) = \dfrac{1}{x^2 - 4}.

✅ Solución

Denominador 0x240x±2\neq 0 \Rightarrow x^2 - 4 \neq 0 \Rightarrow x \neq \pm 2.

Dominio: R{2,2}\mathbb{R} \setminus {-2, 2} o (,2)(2,2)(2,)(-\infty, -2) \cup (-2, 2) \cup (2, \infty).

3.2 — Composición (intermedio)

Si f(x)=2x+3f(x) = 2x + 3 y g(x)=x2g(x) = x^2, calculá (fg)(2)(f \circ g)(2) y (gf)(2)(g \circ f)(2).

✅ Solución

(fg)(2)=f(g(2))=f(4)=11(f \circ g)(2) = f(g(2)) = f(4) = 11. (gf)(2)=g(f(2))=g(7)=49(g \circ f)(2) = g(f(2)) = g(7) = 49.

Como ven, fggff \circ g \neq g \circ f: la composición no es conmutativa.


Cap. 4 — Polinomios

4.1 — Factorización (básico)

Factorizá x27x+12x^2 - 7x + 12.

💡 Pista

Buscá dos números que sumen 7-7 y multipliquen 1212.

✅ Solución

3-3 y 4-4: 3+(4)=7-3 + (-4) = -7, (3)(4)=12(-3)(-4) = 12.

x27x+12=(x3)(x4)x^2 - 7x + 12 = (x - 3)(x - 4). Las raíces son x=3x = 3 y x=4x = 4.

4.2 — Cuadrática (intermedio)

Resolvé 2x25x3=02x^2 - 5x - 3 = 0 usando la fórmula general.

✅ Solución
x=(5)±2542(3)22=5±494=5±74x = \frac{-(-5) \pm \sqrt{25 - 4 \cdot 2 \cdot (-3)}}{2 \cdot 2} = \frac{5 \pm \sqrt{49}}{4} = \frac{5 \pm 7}{4}

x1=3x_1 = 3, x2=12x_2 = -\frac{1}{2}.

Verificación: 2(9)153=02(9) - 15 - 3 = 0 ✓; 2(14)+523=12+523=02(\frac{1}{4}) + \frac{5}{2} - 3 = \frac{1}{2} + \frac{5}{2} - 3 = 0 ✓.

4.3 — División sintética (avanzado)

Dividí x36x2+11x6x^3 - 6x^2 + 11x - 6 entre (x1)(x - 1).

✅ Solución

Coeficientes: 1, -6, 11, -6. Raíz a probar: 1.

1 | 1   -6   11   -6
  |     1   -5    6
  | 1   -5    6    0

Cociente: x25x+6x^2 - 5x + 6, residuo 0. Como el residuo es 0, (x1)(x-1) es factor.

x25x+6=(x2)(x3)x^2 - 5x + 6 = (x-2)(x-3), así que x36x2+11x6=(x1)(x2)(x3)x^3 - 6x^2 + 11x - 6 = (x-1)(x-2)(x-3).


Cap. 5 — Trigonometría

5.1 — Valores exactos (básico)

Calculá sin calculadora: sin(30°)+cos(60°)+tan(45°)\sin(30°) + \cos(60°) + \tan(45°).

✅ Solución

sin(30°)=12\sin(30°) = \frac{1}{2}, cos(60°)=12\cos(60°) = \frac{1}{2}, tan(45°)=1\tan(45°) = 1.

Suma: 12+12+1=2\frac{1}{2} + \frac{1}{2} + 1 = 2.

5.2 — Triángulo recto (aplicación)

Una rampa de la alcaldía sube 1.5 m sobre una distancia horizontal de 4 m. ¿Qué ángulo forma con el suelo? ¿Cumple la norma de máximo 12 % de pendiente?

✅ Solución

Pendiente = 1.54=0.375=37.5%\frac{1.5}{4} = 0.375 = 37.5 %. No cumple la norma del 12 %.

Ángulo: θ=arctan(0.375)20.6°\theta = \arctan(0.375) \approx 20.6°.

La pendiente debería ser a lo sumo 12 %, lo que da θ6.84°\theta \approx 6.84° y altura máxima de 40.12=0.484 \cdot 0.12 = 0.48 m sobre 4 m. Para subir 1.5 m con 12 % se necesitan 1.50.12=12.5\frac{1.5}{0.12} = 12.5 m de longitud horizontal.

5.3 — Identidad fundamental (intermedio)

Si sin(θ)=35\sin(\theta) = \frac{3}{5} y θ\theta está en el primer cuadrante, calculá cos(θ)\cos(\theta) y tan(θ)\tan(\theta).

✅ Solución

sin2(θ)+cos2(θ)=1cos2(θ)=1925=1625\sin^2(\theta) + \cos^2(\theta) = 1 \Rightarrow \cos^2(\theta) = 1 - \frac{9}{25} = \frac{16}{25}.

Como está en el primer cuadrante, cos(θ)=45\cos(\theta) = \frac{4}{5}. Entonces tan(θ)=sincos=34\tan(\theta) = \frac{\sin}{\cos} = \frac{3}{4}.

(Es el clásico triángulo 3-4-5.)


Cap. 6 — Exponenciales y logaritmos

6.1 — Crecimiento exponencial (básico)

Una población empieza con 100 individuos y se duplica cada 10 años. ¿Cuántos habrá en 30 años?

✅ Solución

P(t)=1002t/10P(t) = 100 \cdot 2^{t/10}.

P(30)=10023=800P(30) = 100 \cdot 2^3 = 800.

6.2 — Resolver con logaritmo (intermedio)

¿En cuántos años se cuadruplica una inversión al 8 % anual compuesto? Usá la fórmula A=P(1.08)tA = P(1.08)^t con A=4PA = 4P.

✅ Solución

4P=P1.08t1.08t=4t=ln4ln1.081.3860.0770184P = P \cdot 1.08^t \Rightarrow 1.08^t = 4 \Rightarrow t = \frac{\ln 4}{\ln 1.08} \approx \frac{1.386}{0.0770} \approx 18 años.

Tip rápido (regla del 72): años para duplicar 72r%=728=9\approx \frac{72}{r%} = \frac{72}{8} = 9. Para cuadruplicar (2 duplicaciones), 18\approx 18. ✓

6.3 — pH (aplicación)

El pH de una solución es log10([H+])-\log_{10}([\text{H}^+]). Si el pH del jugo de naranja es 3.5, ¿cuál es la concentración de iones [H+][\text{H}^+]?

✅ Solución

[H+]=103.53.16×104[\text{H}^+] = 10^{-3.5} \approx 3.16 \times 10^{-4} mol/L.


Reto integrador

R.1 — Modelar el crecimiento de una pupusería

Una pupusería en San Miguel atiende 200 clientes/día y crece 6 % al mes de forma exponencial.

a) Escribí la función C(t)C(t) de clientes por día en función de meses. b) ¿Cuántos clientes/día tendrá en 1 año? c) ¿Cuándo alcanzará los 600 clientes/día? d) Si su capacidad máxima es 500 clientes/día, ¿cuándo se satura?

✅ Solución

a) C(t)=2001.06tC(t) = 200 \cdot 1.06^t.

b) C(12)=2001.06122002.012402C(12) = 200 \cdot 1.06^{12} \approx 200 \cdot 2.012 \approx 402 clientes/día.

c) 600=2001.06t3=1.06tt=ln3ln1.0618.85600 = 200 \cdot 1.06^t \Rightarrow 3 = 1.06^t \Rightarrow t = \frac{\ln 3}{\ln 1.06} \approx 18.85 meses (~1 año, 7 meses).

d) 500=2001.06tt=ln2.5ln1.0615.7500 = 200 \cdot 1.06^t \Rightarrow t = \frac{\ln 2.5}{\ln 1.06} \approx 15.7 meses (~1 año, 4 meses).

Discusión: la realidad rara vez sigue exponencial pura por mucho tiempo. Los modelos logísticos (con saturación) son más realistas a largo plazo.


Si tenés un ejercicio corregido de tu pénsum local, mandalo. Lo agregamos.