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Funciones de Una Variable I

  • Tipo: Formación Básica
  • Créditos: 6 ECTS
  • Curso: Primero
  • Semestre: 1

Introducción al cálculo diferencial e integral de funciones de una variable real.

Estructura de cuerpo en los números reales

Section titled “Estructura de cuerpo en los números reales”

Los números reales R\mathbb{R} con las operaciones de suma y producto forman un cuerpo (R,+,)(\mathbb{R}, +, \cdot).

Propiedades del grupo aditivo (R,+)(\mathbb{R}, +)
Section titled “Propiedades del grupo aditivo (R,+)(\mathbb{R}, +)(R,+)”

Para todo α,β,γR\alpha, \beta, \gamma \in \mathbb{R}:

  1. Asociativa: (α+β)+γ=α+(β+γ)(\alpha + \beta) + \gamma = \alpha + (\beta + \gamma)
  2. Elemento neutro: Existe 0R0 \in \mathbb{R} tal que α+0=0+α=α\alpha + 0 = 0 + \alpha = \alpha
  3. Elemento simétrico (opuesto): Para cada α\alpha existe α-\alpha tal que α+(α)=(α)+α=0\alpha + (-\alpha) = (-\alpha) + \alpha = 0
  4. Conmutativa: α+β=β+α\alpha + \beta = \beta + \alpha
Propiedades del grupo multiplicativo (R{0},)(\mathbb{R} \setminus \{0\}, \cdot)
Section titled “Propiedades del grupo multiplicativo (R∖{0},⋅)(\mathbb{R} \setminus \{0\}, \cdot)(R∖{0},⋅)”

Para todo α,β,γR{0}\alpha, \beta, \gamma \in \mathbb{R} \setminus \{0\}:

  1. Asociativa: (αβ)γ=α(βγ)(\alpha \cdot \beta) \cdot \gamma = \alpha \cdot (\beta \cdot \gamma)
  2. Elemento neutro: Existe 1R1 \in \mathbb{R} tal que α1=1α=α\alpha \cdot 1 = 1 \cdot \alpha = \alpha
  3. Elemento simétrico (inverso): Para cada α0\alpha \neq 0 existe α1\alpha^{-1} tal que αα1=α1α=1\alpha \cdot \alpha^{-1} = \alpha^{-1} \cdot \alpha = 1
  4. Conmutativa: αβ=βα\alpha \cdot \beta = \beta \cdot \alpha
  1. Distributiva: Para todo α,β,γR\alpha, \beta, \gamma \in \mathbb{R}: α(β+γ)=αβ+αγ\alpha \cdot (\beta + \gamma) = \alpha \cdot \beta + \alpha \cdot \gamma

Propiedades derivadas de la estructura de cuerpo

Section titled “Propiedades derivadas de la estructura de cuerpo”

De las propiedades anteriores se derivan las siguientes para todo α,β,γR\alpha, \beta, \gamma \in \mathbb{R}:

  1. Producto con cero: α0=0α=0\alpha \cdot 0 = 0 \cdot \alpha = 0
  2. No hay divisores de cero: Si αβ=0\alpha \cdot \beta = 0, entonces α=0\alpha = 0 o β=0\beta = 0
  3. Propiedad cancelativa: Si αβ=αγ\alpha \cdot \beta = \alpha \cdot \gamma y α0\alpha \neq 0, entonces β=γ\beta = \gamma
  4. Potencias: αα=α2\alpha \cdot \alpha = \alpha^2, y en general ααn1=αn\alpha \cdot \alpha^{n-1} = \alpha^n
  5. Diferencia de cuadrados: (α+β)(αβ)=α2β2(\alpha + \beta)(\alpha - \beta) = \alpha^2 - \beta^2
  6. Binomio al cuadrado: (α+β)2=α2+2αβ+β2(\alpha + \beta)^2 = \alpha^2 + 2\alpha\beta + \beta^2

Los números reales forman un cuerpo ordenado (R,+,,)(\mathbb{R}, +, \cdot, \leq).

Esto significa que además de ser un cuerpo, tiene una relación de orden \leq que es compatible con las operaciones:

  • Si αβ\alpha \leq \beta y γρ\gamma \leq \rho, entonces α+γβ+ρ\alpha + \gamma \leq \beta + \rho
  • Si 0α0 \leq \alpha y 0β0 \leq \beta, entonces 0αβ0 \leq \alpha \cdot \beta

Los números racionales Q\mathbb{Q} son aquellos que pueden expresarse como el cociente de dos enteros: Q={pq:p,qZ,q0}\mathbb{Q} = \left\{\frac{p}{q} : p, q \in \mathbb{Z}, q \neq 0\right\}

Una fracción pq\frac{p}{q} es irreducible cuando no puede simplificarse más, es decir, cuando: gcd(p,q)=1\gcd(|p|, |q|) = 1

El máximo común divisor de p|p| y q|q| es 1.

Los números racionales tienen la importante propiedad de que entre dos racionales cualesquiera siempre existe otro racional:

α,βQ con α<β,γQ tal que α<γ<β\forall \alpha, \beta \in \mathbb{Q} \text{ con } \alpha < \beta, \quad \exists \gamma \in \mathbb{Q} \text{ tal que } \alpha < \gamma < \beta

Esta propiedad también se cumple en R\mathbb{R} y se conoce como densidad.

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  • Material docente en el aula virtual de la UNED
  • Bibliografía recomendada

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