El conjunto de los números racionales
Maya y Ethan piden pizzas del mismo tamaño. Maya se come $\frac{3}{6}$ de la suya y Ethan se come $\frac{4}{8}$ de la suya. ¿Comieron la misma cantidad? Y un número como $5$ o $-2$, ¿también es una fracción disfrazada? En esta sección conocerás toda la familia de números que se pueden escribir como fracciones y aprenderás a simplificarlos, compararlos y representarlos en la recta numérica.
Los números racionales
Ya conoces dos conjuntos de números más pequeños. Los números naturales $\mathbb{N}$ son los números de contar $1, 2, 3, \dots$ Los enteros $\mathbb{Z}$ son $\dots, -2, -1, 0, 1, 2, \dots$ Todo número natural es entero y todo entero es racional. Así que $\mathbb{N} \subset \mathbb{Z} \subset \mathbb{Q}$.
¿Por qué todo entero es racional? Porque puedes darle denominador $1$: $5 = \frac{5}{1}$ y $-2 = \frac{-2}{1}$. Algunas fracciones son enteros disfrazados: $\frac{15}{3} = 5$. Los decimales que terminan, como $0.6 = \frac{6}{10}$, también son racionales.
Para clasificar un número, primero simplifícalo o conviértelo en fracción, y luego pregúntate en qué conjuntos cabe.
Copia la tabla en tu cuaderno y marca con una "X" los conjuntos a los que pertenece cada número (un número puede pertenecer a varios conjuntos): | Número | Natural…
Copia la tabla en tu cuaderno y marca con una "X" los conjuntos a los que pertenece cada número (un número puede pertenecer a varios conjuntos):
| Número | Natural ($\mathbb{N}$) | Entero ($\mathbb{Z}$) | Racional ($\mathbb{Q}$) |
|---|---|---|---|
| $-5$ | |||
| $\frac{8}{4}$ | |||
| $0,75$ | |||
| $12$ |
Clasifica los siguientes números indicando a qué conjunto o conjuntos pertenecen (Naturales $\mathbb{N}$, Enteros $\mathbb{Z}$ o Racionales $\mathbb{Q}$): a) $-5$ b)…
Clasifica los siguientes números indicando a qué conjunto o conjuntos pertenecen (Naturales $\mathbb{N}$, Enteros $\mathbb{Z}$ o Racionales $\mathbb{Q}$):
- a) $-5$
- b) $\frac{18}{3}$
- c) $0,75$
- d) $-\frac{1}{4}$
- e) $\frac{20}{5}$
Fracciones como partes y como división
Una fracción $\frac{a}{b}$ tiene dos funciones. Indica $a$ partes de $b$ partes iguales. También es la división $a \div b$.
-
Una fracción propia es menor que $1$ (el numerador es menor que el denominador), como $\frac{5}{8}$.
-
Una fracción impropia es $1$ o más (el numerador es mayor o igual que el denominador), como $\frac{7}{3}$ o $\frac{4}{4}$.
-
Un número mixto es un número entero más una fracción propia: $\frac{7}{3} = 2\tfrac{1}{3}$. Lo obtienes dividiendo: $7 \div 3 = 2$ con residuo $1$.
La siguiente imagen representa la barra de carga de un vídeo de YouTube que se está procesando. ¿Qué fracción del vídeo se ha cargado ya? ¿Qué fracción falta por cargar?…
La siguiente imagen representa la barra de carga de un vídeo de YouTube que se está procesando. ¿Qué fracción del vídeo se ha cargado ya? ¿Qué fracción falta por cargar? Expresa ambas fracciones de la forma más sencilla posible (fracción irreducible).
Tres amigos, Alba, Beto y Carlos, han pedido $2$ pizzas familiares para cenar. Si quieren repartirlas de forma que todos coman exactamente la misma cantidad, ¿qué…
Tres amigos, Alba, Beto y Carlos, han pedido $2$ pizzas familiares para cenar. Si quieren repartirlas de forma que todos coman exactamente la misma cantidad, ¿qué fracción de pizza le corresponde a cada uno? ¿Es una fracción propia o impropia? Razona tu respuesta.
Hallar una fracción de una cantidad
Para hallar $\frac{a}{b}$ de una cantidad, divide entre $b$ para obtener el tamaño de una parte y luego multiplica por $a$ para tomar $a$ partes.
¿Por qué funciona? Dividir entre $b$ corta la cantidad en $b$ partes iguales. Multiplicar por $a$ junta $a$ de esas partes.
Para sumar fracciones con denominadores distintos, primero escríbelas con un denominador común.
"De" significa multiplicar. Cuando un problema dice "una fracción de lo que queda", multiplica las dos fracciones.
De los $320$ seguidores que tiene Lucía en su cuenta de fotografía, $\frac{3}{8}$ son de su escuela secundaria, $\frac{1}{4}$ son de su barrio y el resto son personas…
De los $320$ seguidores que tiene Lucía en su cuenta de fotografía, $\frac{3}{8}$ son de su escuela secundaria, $\frac{1}{4}$ son de su barrio y el resto son personas que ha conocido en viajes. Calcula:
- a) El número de seguidores que van a su misma escuela secundaria.
- b) El número de seguidores que viven en su barrio.
Un creador de contenido tiene un disco duro externo con una capacidad total de $500$ GB. Ha utilizado $\frac{3}{20}$ del espacio para clips de vídeo y $\frac{2}{5}$ para…
Un creador de contenido tiene un disco duro externo con una capacidad total de $500$ GB. Ha utilizado $\frac{3}{20}$ del espacio para clips de vídeo y $\frac{2}{5}$ para música y efectos de sonido.
- a) Calcula qué fracción del disco duro representa el espacio ocupado en total.
- b) ¿Qué fracción del disco queda todavía libre?
- c) ¿Cuántos gigabytes (GB) de espacio quedan libres?
Diseña un mosaico cuadrado para una piscina. El mosaico se divide en tres zonas de diferentes colores: La Zona A ocupa $\frac{2}{5}$ del total. La Zona B ocupa…
Diseña un mosaico cuadrado para una piscina. El mosaico se divide en tres zonas de diferentes colores:
-
La Zona A ocupa $\frac{2}{5}$ del total.
-
La Zona B ocupa $\frac{3}{7}$ de lo que queda tras delimitar la Zona A.
-
La Zona C ocupa el resto de la superficie.
Si la superficie total de la piscina es de $140 \text{ m}^2$, calcula qué fracción del total representa la Zona C y cuántos pies cuadrados le corresponden. Expresa el resultado de la superficie de la Zona C como un número decimal exacto.
Fracciones equivalentes
Fracciones distintas pueden representar la misma cantidad. $\frac{3}{6}$, $\frac{4}{8}$ y $\frac{1}{2}$ son todas equivalentes. Volvamos a Maya y Ethan: comieron la misma cantidad.
¿Por qué? Multiplicar arriba y abajo por $3$ corta cada pedazo en $3$ pedazos más pequeños y cuenta $3$ veces más. La cantidad no cambia. Algunos problemas llaman amplificación a este paso de multiplicar.
Para hallar un término que falta, pregúntate por qué número se multiplicó el numerador o el denominador conocido, y haz lo mismo con el otro término.
Para preparar un batido de frutas, la receta indica que se deben usar $\frac{2}{5}$ de galón de leche. Si queremos preparar una cantidad mayor manteniendo la proporción,…
Para preparar un batido de frutas, la receta indica que se deben usar $\frac{2}{5}$ de galón de leche. Si queremos preparar una cantidad mayor manteniendo la proporción, escribe tres fracciones equivalentes a $\frac{2}{5}$ por amplificación.
Halla el término desconocido $x$ en cada una de las siguientes igualdades para que las fracciones sean equivalentes: a) $\frac{x}{12} = \frac{20}{48}$ b)…
Halla el término desconocido $x$ en cada una de las siguientes igualdades para que las fracciones sean equivalentes:
- a) $\frac{x}{12} = \frac{20}{48}$
- b) $\frac{5}{9} = \frac{x}{45}$
- c) $\frac{14}{x} = \frac{2}{7}$
- d) $\frac{27}{81} = \frac{1}{x}$
Forma más simple
Una fracción está en su forma más simple (simplest form; algunos problemas dicen también mínima expresión) cuando el numerador y el denominador no comparten ningún factor común excepto $1$. Para llegar ahí, divide ambos términos entre su MCD, el máximo común divisor.
No tienes que hallar el MCD de un solo golpe. Dividir entre $2$, luego entre $3$, y así sucesivamente también funciona. Sigue hasta que no quede nada por dividir.
Simplifica las siguientes fracciones hasta obtener la fracción irreducible en cada caso: a) $\dfrac{12}{18}$ b) $\dfrac{20}{50}$ c) $\dfrac{15}{60}$
Simplifica las siguientes fracciones hasta obtener la fracción irreducible en cada caso:
- a) $\dfrac{12}{18}$
- b) $\dfrac{20}{50}$
- c) $\dfrac{15}{60}$
Simplifica las siguientes fracciones hasta obtener la fracción irreducible. Para el apartado c, utiliza la descomposición en factores primos del numerador y del…
Simplifica las siguientes fracciones hasta obtener la fracción irreducible. Para el apartado c, utiliza la descomposición en factores primos del numerador y del denominador.
- a) $\frac{48}{72}$
- b) $\frac{150}{375}$
- c) $\frac{420}{1260}$
Comparar y ordenar números racionales
Entre dos números racionales cualesquiera siempre hay otro, y luego otro más. Una forma rápida de hallar uno es promediar los dos. Para $\frac{1}{3}$ y $\frac{1}{2}$, escribe $\frac{2}{6}$ y $\frac{3}{6}$. El promedio es $\frac{5}{12}$, que está entre ambos. Para obtener un denominador en particular, escribe primero ambos números con un múltiplo mayor de ese denominador.
Compara los siguientes pares de números racionales utilizando los signos $<$ (menor que), $>$ (mayor que) o $=$ (igual que): a) $\dfrac{4}{7} \square \dfrac{6}{7}$ b)…
Compara los siguientes pares de números racionales utilizando los signos $<$ (menor que), $>$ (mayor que) o $=$ (igual que):
- a) $\dfrac{4}{7} \square \dfrac{6}{7}$
- b) $\dfrac{3}{2} \square \dfrac{3}{5}$
- c) $\dfrac{1}{3} \square \dfrac{4}{12}$
Ordena de menor a mayor los siguientes números racionales. Para ello, redúcelos primero a común denominador utilizando el mínimo común múltiplo: $$\frac{2}{3}, \quad…
Ordena de menor a mayor los siguientes números racionales. Para ello, redúcelos primero a común denominador utilizando el mínimo común múltiplo:
$$\frac{2}{3}, \quad -\frac{5}{6}, \quad \frac{7}{12}, \quad -\frac{1}{2}, \quad \frac{3}{4}$$Tres amigos están completando un álbum de estampas de fútbol. Álex ha pegado $\frac{1}{3}$ del total de estampas, Beatriz ha pegado $\frac{2}{5}$ del total y el resto de…
Tres amigos están completando un álbum de estampas de fútbol. Álex ha pegado $\frac{1}{3}$ del total de estampas, Beatriz ha pegado $\frac{2}{5}$ del total y el resto de estampas los tiene Carlos.
- a) ¿Qué fracción del álbum ha completado Carlos?
- b) Si el álbum tiene un total de $300$ estampas, ¿cuántas ha pegado cada uno?
- c) ¿Quién de los tres amigos ha pegado más estampas?
Números racionales en la recta numérica
Para representar $\frac{a}{b}$, corta cada unidad de la recta numérica en $b$ partes iguales. Luego cuenta $a$ de esas partes desde $0$: hacia la derecha si la fracción es positiva y hacia la izquierda si es negativa.
Aquí cada unidad está cortada en $4$ partes, así que las marcas son cuartos. El punto $B$ está $5$ marcas a la derecha de $0$, así que $B = \frac{5}{4} = 1\tfrac{1}{4}$. El punto $A$ está $3$ marcas a la izquierda de $0$, así que $A = -\frac{3}{4}$.
El signo negativo puede escribirse delante de la fracción o en el numerador. Es el mismo número: $-\frac{3}{4} = \frac{-3}{4} = \frac{3}{-4}$.
Dibuja una recta numérica y representa en ella, de forma aproximada, los siguientes números racionales. Indica si son mayores, menores o iguales que la unidad: a)…
Dibuja una recta numérica y representa en ella, de forma aproximada, los siguientes números racionales. Indica si son mayores, menores o iguales que la unidad:
- a) $\dfrac{1}{2}$
- b) $\dfrac{5}{4}$
- c) $\dfrac{3}{3}$
Identifica las fracciones que corresponden a los puntos $A$, $B$ y $C$ señalados en la siguiente recta numérica:
Identifica las fracciones que corresponden a los puntos $A$, $B$ y $C$ señalados en la siguiente recta numérica:
¿Finito o periódico?
Todo número racional se puede escribir como decimal dividiendo el numerador entre el denominador. Solo hay dos posibilidades:
-
Decimal finito: los dígitos terminan. $\frac{7}{20} = 0.35$.
-
Decimal periódico: un bloque de dígitos se repite para siempre. $\frac{5}{12} = 0.41666\ldots = 0.41\overline{6}$.
La barra indica los dígitos que se repiten.
¿Por qué? Un decimal finito es una fracción con denominador $10$, $100$, $1{,}000$, etc. Como $10^n = 2^n \cdot 5^n$, solo pueden aparecer $2$ y $5$ en un denominador que se pueda convertir en una potencia de $10$.
Para convertir un decimal finito en fracción, lee el valor posicional de su último dígito y luego simplifica.
Esto ayuda con medidas dadas en decimales. Para hallar el cuadrado más grande que cabe exactamente en un rectángulo, escribe ambos lados como fracciones con el mismo denominador. El lado del cuadrado es el MCD de los numeradores, sobre ese denominador.
Se quiere parcelar un terreno rectangular de $120,45$ pies de largo por $90,3$ pies de ancho en cuadrados iguales de la mayor superficie posible. a) Expresa las…
Se quiere parcelar un terreno rectangular de $120,45$ pies de largo por $90,3$ pies de ancho en cuadrados iguales de la mayor superficie posible.
- a) Expresa las dimensiones del terreno como fracciones irreducibles.
- b) Calcula la medida del lado de cada cuadrado, sabiendo que debe ser una cantidad exacta de pulgadas.
- c) ¿Cuántos cuadrados se obtendrán en total?
Decimales periódicos puros como fracciones
Un decimal periódico sigue siendo un número racional, así que tiene forma de fracción. La idea es esta: si restas un número de una copia desplazada de sí mismo, las colas infinitas que se repiten se cancelan.
Cuando se repite un solo dígito $d$, la fracción es $\frac{d}{9}$. Por eso su forma más simple tiene denominador $9$, $3$ o $1$.
Asocia cada número decimal con su correspondiente fracción generatriz simplificada: 1. $0,125$ 2. $2,5$ 3. $1{,}\hat{3}$ 4. $0{,}\overline{45}$ a) $\frac{4}{3}$ b)…
Asocia cada número decimal con su correspondiente fracción generatriz simplificada:
-
$0,125$
-
$2,5$
-
$1{,}\hat{3}$
-
$0{,}\overline{45}$
- a) $\frac{4}{3}$
- b) $\frac{5}{11}$
- c) $\frac{1}{8}$
- d) $\frac{5}{2}$
Encuentra una fracción propia cuya suma de los términos (numerador y denominador) sea $24$ y que sea equivalente a un número decimal periódico puro cuyo periodo tiene…
Encuentra una fracción propia cuya suma de los términos (numerador y denominador) sea $24$ y que sea equivalente a un número decimal periódico puro cuyo periodo tiene una sola cifra. ¿Cuántas soluciones posibles existen que cumplan esta condición? Justifica tu respuesta encontrando al menos dos de ellas.
Decimales periódicos mixtos
Algunos decimales tienen dígitos que no se repiten antes de que empiece el bloque periódico, como $0.4\overline{5} = 0.4555\ldots$ Usa la misma idea, con un paso extra: haz dos copias de $x$ para que las colas periódicas queden alineadas.
Si el decimal tiene parte entera, como $2.0\overline{45}$, convierte la parte decimal y suma de nuevo el número entero: $2 + 0.0\overline{45}$.
Calcula la fracción generatriz irreducible de los siguientes números decimales periódicos. Posteriormente, encuentra un número racional comprendido entre ambos que tenga…
Calcula la fracción generatriz irreducible de los siguientes números decimales periódicos. Posteriormente, encuentra un número racional comprendido entre ambos que tenga como denominador el número $11$.
- a) $2,0 \widehat{45}$
- b) $2, \widehat{045}$
Un satélite de comunicaciones envía una señal de ajuste cada $0,12\widehat{6}$ segundos. Una estación receptora está programada para captar señales solo en intervalos…
Un satélite de comunicaciones envía una señal de ajuste cada $0,12\widehat{6}$ segundos. Una estación receptora está programada para captar señales solo en intervalos que sean múltiplos exactos de $\frac{19}{150}$ de segundo.
Razona matemáticamente si la estación receptora podrá captar la señal del satélite en algún momento. Para ello, expresa el tiempo de la señal como una fracción irreducible y compárala con el intervalo de la estación.
Considera los siguientes números racionales: $$x = \frac{25}{33} \quad , \quad y = 0,7\widehat{57}$$ a) Sin realizar la división, ¿puedes asegurar qué tipo de decimal…
Considera los siguientes números racionales:
$$x = \frac{25}{33} \quad , \quad y = 0,7\widehat{57}$$- a) Sin realizar la división, ¿puedes asegurar qué tipo de decimal generará la fracción $x$? Justifica tu respuesta analizando los factores primos del denominador.
- b) Demuestra si $x$ e $y$ son equivalentes.
- c) Encuentra la fracción irreducible de la suma $x + y$. Expresa el resultado como un número decimal periódico mixto.
Ordenar números en formas distintas
Los problemas reales mezclan fracciones, decimales y porcentajes. Antes de comparar, convierte todo a la misma forma. Los decimales suelen ser lo más fácil.
Con números negativos, conviértelos a decimales y recuerda que el número más cercano a cero es mayor.
En una estación meteorológica de alta montaña, se han registrado las siguientes variaciones de temperatura respecto a la media estacional en grados Fahrenheit: Lunes:…
En una estación meteorológica de alta montaña, se han registrado las siguientes variaciones de temperatura respecto a la media estacional en grados Fahrenheit:
-
Lunes: $-\frac{9}{4} \text{ } ^\circ\text{C}$
-
Martes: $-2,1 \widehat{6} \text{ } ^\circ\text{C}$
-
Miércoles: $-| -2,2 \text{ } | ^\circ\text{C}$
-
Jueves: $-\frac{22}{10} \text{ } ^\circ\text{C}$
Representa estos cuatro valores en una recta numérica y ordénalos de forma creciente (de menor a mayor) utilizando el símbolo $<$. Justifica tu respuesta pasando todos los números a su forma de fracción irreducible.
Tres amigos, Alex, Bea y Cris, están participando en una carrera de obstáculos. Alex ha completado las $\frac{13}{20}$ partes del recorrido, Bea el $64\%$ y Cris ha…
Tres amigos, Alex, Bea y Cris, están participando en una carrera de obstáculos. Alex ha completado las $\frac{13}{20}$ partes del recorrido, Bea el $64\%$ y Cris ha recorrido $0,6\widehat{3}$ del total.
- a) Indica quién va en primera posición y quién va el último.
- b) Si el recorrido total es de $4500$ pies, ¿cuántos pies le faltan a Cris para llegar a la meta?
- c) Expresa la posición de cada uno como una fracción irreducible con el mismo denominador.
Volvamos al principio: Maya y Ethan comieron la misma cantidad, porque $\frac{3}{6} = \frac{1}{2} = \frac{4}{8}$. Y sí, $5 = \frac{5}{1}$ y $-2 = \frac{-2}{1}$ también son fracciones. Todo entero y todo decimal que termina o se repite pertenece a los números racionales.