miércoles, 11 de septiembre de 2013

Introducción al álgebra


¿Qué es el álgebra?
El álgebra es una rama de las matemáticas que se ocupa de estudiar las propiedades generales de las operaciones aritméticas y lo números para generar procedimientos que puedan globalizarse para todos los casos análogos
Etimológicamente, proviene del árabe (también nombrado por los árabes Amucabala ) (yebr) ( al-dejaber ), con el significado de reducción, operación de cirugía por la cual se reducen los huesos luxados o fraccionados (algebrista era el médico reparador de huesos).


Historia del álgebra
El álgebra tuvo sus primeros avances en las civilizaciones de Babilonia y Egipto, entre el cuarto y tercer milenio antes de Cristo. Estas civilizaciones usaban primordialmente el álgebra para resolver ecuaciones de primer y segundo grado.
El álgebra continuó su constante progreso en la antigua Grecia. Los griegos usaban el álgebra para expresar ecuaciones y teoremas, un ejemplo es el teorema de Pitágoras. Los matemáticos más destacados en este tiempo fueron Arquímedes, Herón y Diofante. Arquímedes se basó en las matemáticas en sus tratados de física y geometría del espacio. Herón fue otro que se basó en ellas para hacer algunos de sus inventos, como la primera máquina de vapor. Diofante fue el griego que más contribuyó a esta área del conocimiento, como principales trabajos tenemos al análisis diofántico y la obra de Las Aritméticas, que recopila todo el conocimiento del álgebra hasta ese entonces.
Como consecuencia, el álgebra cambió de rumbo y amplió su dominio a todas las teorías que se habían inventado alrededor del tema inicial, incorporando las teorías de los grupos matemáticos y sus extensiones, y parte de la geometría, la rama relacionada con los polinomios de segundo grado de dos variables, es decir las cónicas elipse, parábola, hipérbola, círculo, ahora incluidas en el álgebra bilineal.
El álgebra se fundió con éxito con otras ramas de las matemáticas como la lógica (álgebra de Boole), el análisis y la topología.

Introducción
Siendo el álgebra una rama de las matemáticas, sus operaciones son las mismas que las de la aritmética, es decir adición, sustracción, multiplicación, división, potenciación y radiación.
En la aritmética la solución de problemas se realiza siempre en forma particular, ya que únicamente se da solución al problema planteado pues al manejar números no es posible establecer principios generales en los procedimientos. Se hace comprender que en una gran mayoría de aspectos aritméticos, se requiere de la aplicación del algebra con el fin de establecer reglas y procedimientos que faciliten la solución de problemas similares.


Ejemplo:
Un comerciante compró un automóvil en 89,500 pesos y lo vendió en 105,250 pesos ¿Cuánto ganó?
Razonamiento
Al efectuar la diferencia entre el precio de venta y el de costo, resulta la ganancia, es decir:
105,250 – 89, 500 = 15,750
La ganancia es de 15,750 pesos
En el álgebra además de resolver el problema dado, se trata de establecer un principio que generalizado pueda aplicarse en otros problemas semejantes
El razonamiento empleado entre las dos cantidades dadas, es la ganancia, por lo tanto, tenemos:
Precio de venta = V
Precio de costo = C
Ganancia = G            
 por lo tanto    V – C = G

De lo anterior, algebraicamente se establece que:
La suma de costo y ganancia, dan como resultado el precio de venta  C+G = V
La diferencia entre el precio de venta y la ganancia, dan como resultado el precio del costo V-G = C
En la geometría es donde más claramente se aprecia la relación aritmética-álgebra, pues los procedimientos para determinar áreas, perímetros y volúmenes se efectúan con apoyo de fórmulas que establecen un formato general de solución para problemas similares.

Ejemplo:
Obtener el área de un rectángulo que mide 15 m. de largo y 7 de ancho.
Datos                                                                   Fórmula                              Sustitución
Lado largo (l) = 15m.                                        A=(l)(a)                               A= (15m.)(7m.)
Lado ancho(a)= 7 m.                                                                                    A= 105m2
El razonamiento aritmético únicamente se limitará a resolver el problema particular de ese rectángulo; el razonamiento algebraico se ocupa de establecer un formato general que permite determinar el área de cualquier rectángulo sin importar sus dimensiones.
Otros ejemplos demostrativos de la relación aritmética-álgebra

           l                        l
Cuadro de texto: l



          a Cuadro de texto:                      l                   
a
 




                                         Cuadrado                                       Rectángulo
Perímetro
P = 4l
P=2l + 2a
Área
A=(l)2
A= (b)(a)/2 

Física
a)      F= Fuerza      m= masa   a= aceleración
F= ma             m=F/a       a= F/m

b)      v = velocidad      d= distancia    t=tiempo
v=d/t                    d=vt                t= d/v
Química
  D= densidad              m= masa         v = volumen
D= m/v             m = Dv                  v = m/D

Literales e incógnitas
Sabiendo que las letras son los símbolos más conocidos por el ser humano, éstos fueron tomados para representar valores numéricos, siendo su empleo convencional a determinadas condiciones o principios de los problemas, razón que las divide en:
Literales. Son letras del abecedario que se utilizan para representar aquellos valores que son conocidos o que pueden obtenerse directamente, es decir, dados en un problema se representan por medio de literales.
Incógnitas. Son letras del abecedario que se utilizan para representar aquellos valores numéricos que se desconocen y que, para ser conocidos, deberán efectuarse operaciones matemáticas.

Variables y constantes

Todas las cantidades conocidas se expresan por las primeras letras del abecedario: a, b, c, d, e…. se denominan también literales
     

2 comentarios: