1.1 Números reales

Números reales y sus propiedades

Este módulo cubre racionales e irracionales, además de las propiedades de operación más usadas en aritmética y álgebra inicial.

Números reales vistos como conjuntos

Un conjunto es una colección de elementos que comparten una característica. En matemáticas se usa para agrupar números y entender mejor cómo se relacionan.

En esta unidad no hace falta profundizar demasiado en teoría de conjuntos; nos basta con leer, reconocer y usar los conjuntos numéricos más importantes.

\( \mathbb{N} \) Naturales

Se usan para contar. Empiezan en \(1\) y siguen creciendo: \(1, 2, 3, 4, \dots\)

Definición: \( \mathbb{N} = \{1, 2, 3, 4, \dots \} \)

\( \mathbb{Z} \) Enteros

Es el conjunto que incluye enteros negativos, el cero y enteros positivos.

Definición: \( \mathbb{Z} = \{\dots, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, \dots\} \)

\( \mathbb{Q} \) Racionales

Son los números que pueden escribirse como fracción de enteros, con denominador distinto de cero.

Definición: \( \mathbb{Q} = \left\{ \frac{a}{b} \mid a,b \in \mathbb{Z},\ b \neq 0 \right\} \)

\( \mathbb{Q}^{c} \) Irracionales

No pueden escribirse como una fracción exacta. Sus decimales no terminan ni se repiten periódicamente.

Notación: \( \mathbb{Q}^{c} \), \( \mathbb{R} \setminus \mathbb{Q} \)

Ejemplos: \( \sqrt{2}, \pi, \sqrt{3} \)

\( \mathbb{R} \) Reales

Es el conjunto que reúne a los racionales y a los irracionales; en otras palabras, todos los números de la recta numérica.

Relación: \( \mathbb{R} = \mathbb{Q} \cup \mathbb{Q}^{c} \)

Clasificador rápido

Observa un ejemplo y elige la categoría que mejor lo describe.

Propiedades de los números reales

Cerradura

Definición: al operar dos números reales con suma o multiplicación, el resultado sigue siendo un número real.

En mate: si \(a,b \in \mathbb{R}\), entonces \(a+b \in \mathbb{R}\) y \(ab \in \mathbb{R}\).

Ejemplo: \(3 + 5 = 8\) y \( \sqrt{2} \cdot 4 = 4\sqrt{2}\), ambos son reales.

Conmutativa

Definición: el orden no cambia el resultado en suma y multiplicación.

En mate: \(a+b=b+a\) y \(ab=ba\).

Ejemplo: \(7+2=2+7\) y \(3 \cdot 5 = 5 \cdot 3\).

Asociativa

Definición: la forma de agrupar no cambia el resultado en suma y multiplicación.

En mate: \((a+b)+c=a+(b+c)\) y \((ab)c=a(bc)\).

Ejemplo: \((2+4)+6 = 2+(4+6)\).

Distributiva

Definición: multiplicar una suma es lo mismo que multiplicar cada término y luego sumar.

En mate: \(a(b+c)=ab+ac\).

Ejemplo: \(3(2+5)=3\cdot2+3\cdot5=6+15=21\).

Elemento neutro

Definición: existe un número que no cambia el valor al operar.

En mate: \(a+0=a\) y \(a \cdot 1=a\).

Ejemplo: \(9+0=9\) y \(9\cdot1=9\).

Inverso

Definición: cada real tiene un opuesto aditivo y, si es distinto de cero, un inverso multiplicativo.

En mate: \(a+(-a)=0\) y \(a\cdot \frac{1}{a}=1\), con \(a \neq 0\).

Ejemplo: \(8+(-8)=0\) y \(4\cdot \frac{1}{4}=1\).