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Análisis Matemático A

UBA XXI · Cátedra Cabana · Parcial 27/04
1 Intervalos, módulo e inecuaciones

El conjunto de los números reales

Los números reales (símbolo ) son todos los números que podés representar en una recta: enteros, fracciones, decimales finitos o periódicos, e irracionales como π, √2 o e. La recta real es la recta donde cada punto representa un número real, ordenados de menor a mayor (los más chicos a la izquierda, los más grandes a la derecha).

¿Qué es un intervalo?

Un intervalo es un trozo de la recta real entre dos extremos. Lo más importante de un intervalo es decidir: ¿el extremo se incluye o se excluye?. La notación cambia según eso.

TipoNotaciónSignificaConjunto
Abierto(a, b)Extremos excluidos{x ∈ ℝ : a < x < b}
Cerrado[a, b]Extremos incluidos{x ∈ ℝ : a ≤ x ≤ b}
Semiabierto[a, b) o (a, b]Uno se incluye y el otro noMixto
Semirrecta(a, +∞), [a, +∞), (−∞, b)Hasta infinito de un lado{x : x > a} etc.
Regla nemotécnica
Corchete [ ] "atrapa" o incluye el valor.
Paréntesis ( ) "rebota" o excluye.
y −∞ SIEMPRE van con paréntesis porque no son números reales (no se pueden alcanzar). Así [2, +∞) es correcto, [2, +∞] no.

Operaciones con intervalos

  • Unión A ∪ B: los x que están en A o en B (en al menos uno).
  • Intersección A ∩ B: los x que están en A y en B (en los dos).
  • Complemento: lo que no está en el intervalo. Si A = (1, 5], entonces Ac = (−∞, 1] ∪ (5, +∞).

Valor absoluto (módulo)

El módulo de x, escrito |x|, es la distancia desde x hasta el cero. Por eso siempre es ≥ 0.

|x| = x si x ≥ 0    |x| = −x si x < 0

Ejemplos: |3| = 3, |−3| = 3, |0| = 0.

De manera más general, |x − a| es la distancia entre x y a. Esta interpretación geométrica es la más útil para resolver inecuaciones con módulo.

Inecuaciones con módulo

Pensando en distancias:

|x − a| < r  ⟺  x está a menos de r del centro a
    ⟺  a − r < x < a + r  ⟺  x ∈ (a−r, a+r)

|x − a| > r  ⟺  x está a más de r del centro a
    ⟺  x < a − r  o  x > a + r
Ejemplo paso a paso
Resolver |2x − 1| < 3.
Paso 1: Quitás el módulo abriendo a desigualdad doble: −3 < 2x − 1 < 3.
Paso 2: Sumás 1 en los tres miembros: −2 < 2x < 4.
Paso 3: Dividís por 2 (positivo, no cambia el sentido): −1 < x < 2.
Resultado: x ∈ (−1, 2).
Ejemplo ">"
Resolver |x + 4| ≥ 5. Reescribís como |x − (−4)| ≥ 5: x está a 5 o más del −4.
x − (−4) ≥ 5 o x − (−4) ≤ −5
x ≥ 1 o x ≤ −9.
Resultado: x ∈ (−∞, −9] ∪ [1, +∞).

Inecuaciones polinómicas

Una inecuación polinómica es algo como x² − 4 ≥ 0 o x³ − x < 0. Procedimiento general:

  1. Pasás todo a un lado dejando 0 en el otro (si todavía no está así).
  2. Factorizás el polinomio.
  3. Identificás las raíces (donde se anula). Esas raíces dividen la recta real en intervalos.
  4. Hacés una tabla de signos: en cada intervalo evaluás el polinomio en un valor de prueba.
  5. Elegís los intervalos según el signo pedido (incluyendo o no las raíces según sea estricta o no la desigualdad).
Ejemplo: x² − 9 ≤ 0
Factorizás: (x − 3)(x + 3) ≤ 0.
Raíces: x = 3 y x = −3.
Tabla de signos:
Intervalo(−∞, −3)(−3, 3)(3, +∞)
x − 3+
x + 3++
Producto++
Pide ≤ 0 → me quedo con el intervalo donde el producto es negativo, e incluyo las raíces (porque admite igualdad). Resultado: [−3, 3].

Inecuaciones racionales

Algo como (x − 1)/(x + 2) > 0. Misma técnica: factorizás numerador y denominador, marcás los ceros del numerador (donde la fracción vale 0) y los ceros del denominador (donde no está definida), hacés tabla de signos. Importante: los ceros del denominador NUNCA se incluyen, aunque la desigualdad sea no estricta.

Errores típicos
• Multiplicar o dividir por algo negativo y olvidarse de invertir el sentido de la desigualdad. Ejemplo: si −2x > 6, al dividir por −2 queda x < −3 (NO x > −3).
• Multiplicar ambos lados de una inecuación por x o por una expresión que no sabés su signo. Para inecuaciones racionales, no multipliques: pasá todo a un lado y hacé tabla de signos.
• En módulo: usar la equivalencia |x| < r ⇔ −r < x < r con r < 0. Si r < 0, la inecuación |x| < r no tiene solución (un módulo nunca es negativo).
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2 Funciones: dominio, composición e inversa

¿Qué es una función?

Una función es una "máquina" que toma un número de entrada y devuelve otro número de salida, con una regla bien definida. Se escribe f: A → B donde A es el conjunto de entradas posibles (dominio) y B el conjunto de salidas (codominio).

Lo central: a cada entrada le corresponde una sola salida. Si entran dos veces el mismo x, salen siempre el mismo y.

Dominio, codominio e imagen

  • Dominio (Dom(f)): los x donde la función está definida.
  • Codominio: el conjunto donde "puede caer" la salida. En análisis usamos siempre .
  • Imagen (Im(f)): los valores y que realmente alcanza la función.

Ejemplo: f(x) = x² tiene dominio , pero su imagen es solo [0, +∞) porque un cuadrado nunca da negativo.

Cómo encontrar el dominio

El dominio se calcula buscando qué cosas no podés hacer en la fórmula:

Si aparece...Lo prohibidoExigís
1 / g(x)Dividir por 0g(x) ≠ 0
√g(x) (índice par)Raíz par de negativog(x) ≥ 0
ln(g(x)) o log(g(x))Log de cero o negativog(x) > 0
√g(x) en un denominadorLas dos cosas anterioresg(x) > 0 (estricto)
tg(x), sec(x)Coseno cerox ≠ π/2 + kπ
g(x)h(x) (con base variable)Base no positivag(x) > 0
Si hay varias restricciones, intersección
Cuando la fórmula combina varias cosas que restringen, el dominio es la intersección de todas las condiciones (todas tienen que cumplirse a la vez).
Ejemplo: dominio de f(x) = √(x+1)/(x−3)
Dos restricciones:
• La raíz pide x + 1 ≥ 0x ≥ −1.
• El denominador pide x − 3 ≠ 0x ≠ 3.
Intersección: [−1, 3) ∪ (3, +∞).
Ejemplo: dominio de f(x) = ln(x² − 4)
Pedís x² − 4 > 0(x−2)(x+2) > 0x < −2 o x > 2.
Dominio: (−∞, −2) ∪ (2, +∞).

Composición de funciones

La composición es aplicar una función a la salida de otra: (f ∘ g)(x) = f(g(x)). Primero entra x a g, sale g(x); ese resultado entra a f, sale f(g(x)).

Ejemplo
Si g(x) = x + 1 y f(x) = x², entonces:
(f ∘ g)(x) = f(g(x)) = f(x+1) = (x+1)².
(g ∘ f)(x) = g(f(x)) = g(x²) = x² + 1.
Importante: en general f∘g ≠ g∘f.

Dominio de una composición

Para que (f∘g)(x) tenga sentido en x, hacen falta dos cosas:

  1. x debe estar en el dominio de g (sino, no podés ni arrancar).
  2. g(x) debe estar en el dominio de f.

Función inyectiva (uno a uno)

Una función es inyectiva si distintos x producen distintos y: nunca hay dos entradas que den la misma salida. Geométricamente: una recta horizontal corta al gráfico en a lo sumo un punto (test de la línea horizontal).

Solo las funciones inyectivas tienen inversa.

Función inversa

La inversa de f, escrita f−1, deshace lo que hace f:

f−1(f(x)) = x     f(f−1(x)) = x

Procedimiento para calcularla

  1. Escribís y = f(x).
  2. Despejás x en función de y (operás algebraicamente).
  3. Intercambiás los nombres: lo que era x ahora es y y viceversa.
  4. Lo que queda como y es f−1(x).
Ejemplo lineal
f(x) = 2x + 8. Escribís y = 2x + 8.
Despejás x = (y − 8)/2.
Intercambiás: f−1(x) = (x − 8)/2.
Ejemplo con exponencial
f(x) = ex − 1 + 2. Escribís y = ex−1 + 2.
Pasás el 2: y − 2 = ex−1.
Aplicás ln: ln(y − 2) = x − 1.
Despejás: x = ln(y − 2) + 1.
Intercambiás: f−1(x) = ln(x − 2) + 1.
Dominio e imagen se intercambian
Dom(f−1) = Im(f) y Im(f−1) = Dom(f). Geométricamente, el gráfico de f−1 es la reflexión del gráfico de f respecto de la recta y = x.
Errores típicos
• Confundir f−1(x) con 1/f(x). NO son lo mismo: la inversa "deshace" la función, no es el recíproco.
• Olvidar la condición de inyectividad. f(x) = x² NO tiene inversa global porque no es inyectiva (2² = (−2)² = 4). Hay que restringir el dominio.
• En el dominio, sumar restricciones en lugar de intersecarlas.
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3 Exponenciales, logaritmos y trigonometría

Función exponencial

La exponencial con base a > 0 es f(x) = ax. La más usada en análisis es la base e ≈ 2,71828 (número de Euler), que se escribe ex o exp(x).

ex
Dominio
Imagen(0, +∞)   (siempre positiva)
CrecimientoEstrictamente creciente
Pasa por(0, 1)   (porque e0 = 1)
Asíntotay = 0 a la izquierda

Propiedades

e0 = 1    ex+y = ex·ey
ex−y = ex/ey    (ex)y = exy
e−x = 1/ex

Logaritmo natural

El logaritmo natural ln(x) es la función inversa de la exponencial. Por definición: ln(y) = xex = y.

ln(x)
Dominio(0, +∞)
Imagen
CrecimientoEstrictamente creciente
Pasa por(1, 0)   (porque ln(1) = 0)
Asíntotax = 0 (vertical)

Propiedades de los logaritmos

eln(x) = x (si x > 0)    ln(ex) = x
ln(1) = 0    ln(e) = 1
ln(a · b) = ln(a) + ln(b)
ln(a / b) = ln(a) − ln(b)
ln(an) = n · ln(a)
Resolver e2x = 7
Aplicás ln a ambos lados: ln(e2x) = ln(7)2x = ln(7)x = ln(7)/2.
Resolver ln(x − 1) = 0
Aplicás e a ambos lados: x − 1 = e0 = 1x = 2. Verificás que cumple el dominio (x > 1) ✓.

Trigonometría

El círculo unitario es el círculo de radio 1 centrado en el origen. Si tomás un ángulo x (medido en radianes, no en grados), las coordenadas del punto sobre el círculo a esa altura son (cos x, sen x):

  • cos x: coordenada horizontal del punto.
  • sen x: coordenada vertical.
  • tg x = sen x / cos x: pendiente del rayo desde el origen al punto.

Conversión grados ↔ radianes

π rad = 180°    1 rad = 180/π ≈ 57,3°
FunciónDominioImagenPeríodo
sen x[−1, 1]
cos x[−1, 1]
tg xℝ − {π/2 + kπ}π

Identidad fundamental y otras

sen²(x) + cos²(x) = 1
tg(x) = sen(x)/cos(x)
sen(−x) = −sen(x)   (impar)
cos(−x) = cos(x)   (par)
sen(x + 2π) = sen(x)   (periodicidad)

Valores especiales

xsen xcos xtg x
0010
π/6 = 30°1/2√3/21/√3
π/4 = 45°√2/2√2/21
π/3 = 60°√3/21/2√3
π/2 = 90°10no def.
π = 180°0−10
3π/2 = 270°−10no def.
2π = 360°010

Signos por cuadrantes

CuadranteÁngulosencostg
I(0, π/2)+++
II(π/2, π)+
III(π, 3π/2)+
IV(3π/2, 2π)+
Ejemplo: cos(x) = −1/2 en [0, 2π]
El coseno vale 1/2 en x = π/3. Vale −1/2 en los cuadrantes II y III (donde cos < 0). Las soluciones son: x = π − π/3 = 2π/3 y x = π + π/3 = 4π/3.
Errores típicos
• Pensar que ln(a + b) = ln(a) + ln(b). FALSO. Lo correcto es ln(a · b).
• Aplicar eln(x) = x sin verificar que x > 0.
• Mezclar grados y radianes. En análisis siempre se trabaja en radianes.
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4 Funciones partidas y regiones

¿Qué es una función partida?

Una función partida (o por ramas, o por trozos) usa distintas fórmulas según en qué tramo del dominio cae x. Se escriben con una llave indicando cada caso.

f(x) = { (x+1)/(x+2)   si x > −2 ;   2x+6   si x ≤ −2 }

Esto significa: si x > −2 usás la primera fórmula; si x ≤ −2, la segunda.

Cómo evaluar

Regla de oro
Nunca mezcles ramas. Primero mirás en qué tramo cae el x dado, después usás solo la fórmula correspondiente.
Ejemplo
Para la función de arriba:
f(−2): el −2 cumple x ≤ −2 → rama 2 → f(−2) = 2(−2) + 6 = 2.
f(0): el 0 > −2 → rama 1 → f(0) = 1/2.
f(−5): cumple x ≤ −2 → rama 2 → f(−5) = 2(−5) + 6 = −4.

Dominio de funciones partidas

El dominio es la unión de los tramos donde la fórmula correspondiente está definida.

Ejemplo
f(x) = ln(x) si x > 0; f(x) = √(−x) si x ≤ 0.
Rama 1: ln(x) está bien para x > 0 ✓.
Rama 2: √(−x) requiere −x ≥ 0x ≤ 0 ✓.
Dominio total: .

Continuidad de funciones partidas

En el "punto de empalme" (donde cambia la rama), hay que chequear que las dos ramas se "peguen". Esto se verá con detalle en la sección 6.

Regiones del plano

Una región del plano se describe con desigualdades en dos variables x, y. Cada desigualdad define un semiplano (o una zona).

DesigualdadSignificado geométrico
x ≥ 0Semiplano derecho (incluyendo el eje y)
y > 2Por encima de la recta horizontal y = 2 (sin incluirla)
y > x²Arriba de la parábola y = x² (sin incluirla)
y ≤ x²Abajo o sobre la parábola
x + y ≤ 2Por debajo o sobre la recta x + y = 2
x² + y² < 4Interior del círculo de radio 2 centrado en el origen

Regla del borde

  • Desigualdad estricta (<, >): el borde NO se incluye (se dibuja punteado).
  • Desigualdad no estricta (≤, ≥): el borde SÍ se incluye (se dibuja sólido).

Combinación de varias condiciones

Si una región se define con varias desigualdades unidas por "y", la región es la intersección: los puntos que cumplen todas.

Ejemplo
La región {(x,y) : x ≥ 0, y ≥ 0, x + y ≤ 3} es:
x ≥ 0: a la derecha del eje y.
y ≥ 0: arriba del eje x.
x + y ≤ 3: por debajo o sobre la recta que pasa por (3, 0) y (0, 3).
La intersección es un triángulo con vértices en (0,0), (3,0) y (0,3).
Errores típicos
• Mezclar las ramas al evaluar una función partida.
• Olvidar el borde al graficar regiones (estricto vs no estricto).
• Confundir "encima" con "abajo" de una curva: y > f(x) = encima, y < f(x) = debajo.
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5 Límites

Idea intuitiva

El límite de f(x) cuando x tiende a a es el valor al que se "acerca" f(x) a medida que x se acerca a a (sin llegar a tocarlo).

limx→a f(x) = L

Lo que pasa en el punto a no importa — solo lo que pasa cerca. Por eso el límite puede existir aunque f(a) no esté definido, y puede dar distinto que f(a) aunque sí esté definido.

Límites laterales

Mirás cómo f(x) se comporta cuando te acercás solo por izquierda (escrito x → a) o solo por derecha (x → a+).

El límite existe ⟺ existen ambos laterales Y coinciden

Reglas básicas

lim (f + g) = lim f + lim g
lim (f · g) = (lim f)(lim g)
lim (f / g) = lim f / lim g (si lim g ≠ 0)
lim k·f = k · lim f

Si la función es continua en a (todas las elementales lo son donde están definidas), simplemente reemplazás: limx→a f(x) = f(a).

Las "indeterminaciones"

Al reemplazar te puede dar una de estas formas que no son números sino "señales" de que hay que trabajar más:

FormaEstrategia típica
0/0Factorizar / conjugado / notable / L'Hôpital
∞/∞Término dominante / L'Hôpital
∞ − ∞Sacar factor común o conjugado
0 · ∞Reescribir como cociente
1Forma del número e
00 o 0Aplicar logaritmo

Resultados que NO son indeterminación

DaEsHacés
nº / nº (denom ≠ 0)ListoEse es el límite
nº / 0±∞Chequeás laterales para ver el signo
∞ + ∞+∞Listo
∞ · nº (con nº > 0)+∞Listo

Estrategia 1: factorización (0/0 con polinomios)

Si reemplazando te da 0/0 y la función es cociente de polinomios: x = a es raíz de los dos. Factorizás y simplificás.

Ejemplo
limx→−1 (x²−1)/(x²−x−2). Reemplazando: 0/0.
Factorizás: numerador = (x−1)(x+1); denominador = (x+1)(x−2).
Simplificás (x+1): queda (x−1)/(x−2). Ahora reemplazás: (−1−1)/(−1−2) = −2/−3 = 2/3.

Estrategia 2: conjugado (0/0 con raíces)

Cuando hay raíces que se anulan, multiplicás numerador y denominador por el conjugado (la misma expresión con signo central cambiado). Aprovechás la identidad (a−b)(a+b) = a²−b² para "matar" la raíz.

Ejemplo
limx→4 (x − 4)/(√(x+5) − 3). Reemplazando: 0/0.
Multiplicás arriba y abajo por el conjugado √(x+5) + 3:
Denominador: (√(x+5))² − 3² = (x+5) − 9 = x − 4.
Numerador: (x−4)(√(x+5)+3).
Simplificás (x−4): queda √(x+5) + 3. Reemplazás: √9 + 3 = 6.

Estrategia 3: término dominante (∞/∞ con polinomios)

Para cocientes de polinomios cuando x → ±∞:

  • Grado del numerador > grado del denominador±∞ (signo según coeficientes).
  • Grado del numerador < grado del denominador0.
  • Mismo grado → cociente de los coeficientes principales.
Ejemplo
limx→+∞ (3x² + 5)/(x² − 7) = 3/1 = 3 (grados iguales, cociente de líderes).

Estrategia 4: límites notables

Estos cuatro hay que tenerlos memorizados. Son la base de muchísimos ejercicios.

limx→0 sen(x)/x = 1
limx→0 (1 − cos x)/x² = 1/2
limx→0 (ex − 1)/x = 1
limx→0 ln(1+x)/x = 1

Generalización clave: si g(x) → 0, entonces sen(g(x))/g(x) → 1, y lo mismo con los otros.

Ejemplo
limx→0 sen(5x)/x. Multiplicás y dividís por 5:
5 · sen(5x)/(5x). La parte sen(5x)/(5x) → 1, así que el total tiende a 5.

Estrategia 5: número e (forma 1)

Si el límite es de la forma [base]exponente donde la base tiende a 1 y el exponente tiende a ∞:

lim (1 + α(x))β(x) = elim α(x)·β(x)
    (cuando α(x) → 0 y β(x) → ∞)

Procedimiento práctico: arreglás la base para escribirla como 1 + α(x) con α → 0, identificás α y β, calculás α·β.

Ejemplo
limx→+∞ ((x²−1)/(x²−5))2x²+1. La base es (x²−1)/(x²−5) = 1 + 4/(x²−5), que tiende a 1.
Identificás α = 4/(x²−5), β = 2x²+1.
α · β = 4(2x²+1)/(x²−5) → 4·2 = 8 (grados iguales, cociente de líderes).
Resultado: e8.

Forma ∞ − ∞

Sale típicamente con raíces. Trucos: conjugado o factor común.

Ejemplo
limx→+∞ (√(x²+x) − x). Multiplicás por el conjugado (√(x²+x) + x)/(√(x²+x) + x):
Numerador: (x²+x) − x² = x. Denominador: √(x²+x) + x.
Sacás x de la raíz: √(x²+x) = x√(1+1/x).
Queda x / (x(√(1+1/x) + 1)) = 1/(√(1+1/x) + 1) → 1/2.
Errores típicos
• Sumar o restar dentro del logaritmo o exponencial. No vale ln(a+b) = ln a + ln b y ea+b ≠ ea + eb.
• Aplicar L'Hôpital cuando NO es 0/0 ni ∞/∞.
• Olvidar que ∞ − ∞ no es 0 (es indeterminación).
• Cancelar mal en el conjugado: (a−b)(a+b) = a²−b², no a−b².
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6 Continuidad y Bolzano

¿Qué es la continuidad?

Intuitivamente, una función es continua en un punto si su gráfico no tiene "saltos" ni "huecos" ahí: la podés dibujar sin levantar el lápiz.

Definición formal

Una función f es continua en a si se cumplen las tres cosas:

  1. f(a) existe (a está en el dominio).
  2. limx→a f(x) existe (los dos laterales coinciden y son finitos).
  3. Los dos coinciden: limx→a f(x) = f(a).

Si falla cualquiera de los tres, hay discontinuidad en a.

Tipos de discontinuidad

  • Evitable: el límite existe pero f(a) no, o no coincide con el límite. Se "arregla" redefiniendo f(a).
  • De salto: los dos laterales existen pero son distintos. NO se puede arreglar.
  • Esencial / asintótica: alguno de los laterales es ±∞.

Continuidad de las funciones elementales

Las funciones polinómicas, exponenciales, logarítmicas, trigonométricas, raíces, son continuas en TODO su dominio. Las sumas, restas, productos, cocientes y composiciones de funciones continuas son continuas (donde tengan sentido).

Continuidad con parámetro · típico de parcial

Te dan una función partida con un parámetro (una letra como a, k, m) en una de las ramas, y te piden hallar el valor del parámetro para que la función sea continua en el punto de empalme.

Método
  1. Identificás el punto de empalme (donde cambian las ramas).
  2. Calculás el límite en ese punto usando la rama "principal" (la que no tiene el parámetro).
  3. Igualás ese límite al valor de la rama con parámetro evaluada en el punto.
  4. Despejás el parámetro.
Ejemplo clásico
f(x) = ln(1+x²)/(e−1) si x ≠ 0; f(0) = 4a − 15.
Punto de empalme: x = 0. Calculás el límite ahí:
Sustituís u = x² (que tiende a 0): ln(1+u)/(eu−1) = [ln(1+u)/u] · [u/(eu−1)] → 1·1 = 1.
Para continuidad: f(0) = 1, o sea 4a − 15 = 1 → a = 4.

Teorema de Bolzano

Es uno de los teoremas más usados para garantizar la existencia de raíces.

Si f es continua en [a, b] y f(a)·f(b) < 0,
entonces existe algún c ∈ (a, b) tal que f(c) = 0

En palabras: si f es continua y cambia de signo en un intervalo cerrado, en algún punto interior tiene que valer cero.

Lo que Bolzano dice y lo que NO dice

  • SÍ dice: existe al menos una raíz.
  • NO dice: dónde exactamente está la raíz.
  • NO dice: que la raíz sea única (puede haber más de una).
  • NO dice nada si f(a)·f(b) > 0 (no significa que NO haya raíz, simplemente Bolzano no se puede aplicar).
Aplicación
Probar que f(x) = x³ − x − 1 tiene una raíz en [1, 2].
f es polinómica → continua.
f(1) = 1 − 1 − 1 = −1 (negativo).
f(2) = 8 − 2 − 1 = 5 (positivo).
Signos opuestos + continua → por Bolzano hay c ∈ (1, 2) con f(c) = 0.
Errores típicos
• Olvidar verificar la continuidad antes de aplicar Bolzano. Si la función no es continua, el teorema no garantiza nada.
• Pensar que Bolzano da la raíz exacta. Solo afirma existencia.
• En continuidad con parámetro: no calcular el límite y simplemente igualar fórmulas.
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7 Derivadas

Idea: pendiente y tasa de cambio

La derivada mide qué tan rápido cambia f(x) cuando cambia x. Geométricamente es la pendiente de la recta tangente al gráfico en un punto.

Definición formal

f'(x0) = limh→0 [f(x0+h) − f(x0)] / h

Es el límite del cociente incremental (cambio en y sobre cambio en x) cuando el cambio se hace infinitamente chico.

Otra notación equivalente

f'(x0) = limx→x0 [f(x) − f(x0)] / (x − x0)

¿Cuándo NO existe la derivada?

  • La función no es continua en el punto: si hay salto, no hay derivada.
  • Hay un quiebre (esquina): los laterales del cociente incremental dan distinto. Ejemplo: |x| en x = 0.
  • Tangente vertical: el límite del cociente incremental es ±∞. Ejemplo: ∛x en x = 0.
Derivable ⇒ continua, pero NO al revés
Si f es derivable en a, entonces es continua en a. Pero hay funciones continuas que NO son derivables (las que tienen quiebres o tangente vertical).

Tabla de derivadas básicas

f(x)f'(x)
k (constante)0
x1
xnn · xn−1
√x1/(2√x)
1/x−1/x²
exex
axax·ln(a)
ln(x)1/x
loga(x)1/(x·ln(a))
sen xcos x
cos x−sen x
tg x1/cos²x = sec²x

Reglas de derivación

Suma: (f + g)' = f' + g'
Constante por función: (k·f)' = k·f'
Producto: (f·g)' = f'·g + f·g'
Cociente: (f/g)' = (f'·g − f·g')/g²
Cadena: [f(g(x))]' = f'(g(x)) · g'(x)

Regla de la cadena (la más importante para parciales)

Cuando tenés una función compuesta (función adentro de otra), la derivada se calcula de afuera hacia adentro: derivás la función externa dejando intacta la interna, y al final multiplicás por la derivada de la interna.

Ejemplos de cadena
f(x) = (x²+1)5 → f'(x) = 5(x²+1)4·2x = 10x(x²+1)4.
f(x) = sen(x²) → f'(x) = cos(x²)·2x.
f(x) = ln(x³−1) → f'(x) = (1/(x³−1))·3x² = 3x²/(x³−1).
f(x) = e2x+1 → f'(x) = e2x+1·2 = 2e2x+1.
f(x) = √(x²+5) → f'(x) = (1/(2√(x²+5)))·2x = x/√(x²+5).

Ejemplos de producto y cociente

Producto: f(x) = x · ln(x)
f'(x) = (x)' · ln(x) + x · (ln(x))' = 1·ln(x) + x·(1/x) = ln(x) + 1.
Cociente: f(x) = ex/x
f'(x) = (ex·x − ex·1)/x² = ex(x−1)/x².

Derivadas de orden superior

Podés derivar la derivada para obtener la segunda derivada f''(x), que mide cómo cambia la pendiente (concavidad). Y así sucesivamente: f''', f(4), etc.

Errores típicos
• Olvidar la regla de la cadena: derivar lo de adentro y multiplicar.
• Confundir producto con composición. (x · sen(x)) es producto; sen(x²) es cadena.
• Mal aplicar el cociente: el orden importa, (f'·g − f·g'), no al revés.
• Suponer que |x| es derivable en 0. NO lo es.
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8 Recta tangente

Definición

La recta tangente al gráfico de f en el punto (x0, f(x0)) es la recta que roza al gráfico ahí, con la misma pendiente local. Su pendiente es f'(x0).

Fórmula

y − f(x0) = f'(x0)·(x − x0)

Es la ecuación de la recta que pasa por el punto (x0, f(x0)) con pendiente m = f'(x0). La podés despejar a y = mx + b si te conviene.

Cálculo paso a paso

  1. Calculás f(x0) (la "altura" del punto de tangencia).
  2. Calculás f'(x) (la fórmula de la derivada).
  3. Evaluás f'(x0) (la pendiente).
  4. Reemplazás en la fórmula y arreglás.
Ejemplo
Tangente a f(x) = x² − 4x + 7 en x0 = 1.
f(1) = 1 − 4 + 7 = 4.
f'(x) = 2x − 4f'(1) = −2.
• Ecuación: y − 4 = −2(x − 1) → y = −2x + 6.

Lectura inversa: tangente dada

Te pueden dar la tangente y pedir información de f. Si la tangente a f en x0 es y = mx + b, entonces:

Información que sale de la tangente
f'(x0) = m (la pendiente).
f(x0) = m·x0 + b (porque la tangente toca al gráfico en el punto).

Tangente con composiciones (estilo Cabana)

El parcial suele combinar la información de una tangente con la regla de la cadena: te dicen "la tangente a f en x = 1 es y = 3x + 1" y te piden la derivada de una función compuesta que involucra a f.

Ejemplo
La tangente a f en x0 = 1 es y = 3x + 1.
Sea h(x) = 3 + f(7x + ex). Hallar h'(0).

De la tangente: f'(1) = 3 y f(1) = 3·1 + 1 = 4.
Cadena en h: h'(x) = f'(7x + ex) · (7 + ex) (el +3 es constante, deriva 0).
En x = 0: el argumento es 7·0 + e0 = 1. Así que necesitamos f'(1), ¡que conocemos! → f'(1) = 3.
El factor exterior: 7 + e0 = 8.
Resultado: h'(0) = 3·8 = 24.

Tangente paralela a una recta dada

Si te piden encontrar el punto donde la tangente sea paralela a una recta de pendiente m, planteás f'(x) = m y despejás x.

Tangente horizontal

Una recta horizontal tiene pendiente 0, así que la tangente es horizontal donde f'(x) = 0 — los puntos críticos de la sección 13.

Errores típicos
• Confundir f(x0) con f'(x0): el primero es la altura, el segundo la pendiente.
• Aplicar la cadena y olvidar evaluar el argumento de f' en el lugar correcto.
• Pensar que la tangente "siempre" pasa por el origen.
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9 Derivación implícita e inversa

Derivación implícita

Hay relaciones donde y está mezclada con x y no se puede (o no conviene) despejar y. Por ejemplo: x² + y² = 25 (un círculo) o xy + y² = 6.

Para encontrar y' sin despejar, usamos derivación implícita: derivamos ambos lados respecto de x, recordando que y es función de x.

Procedimiento

  1. Derivás ambos lados de la ecuación respecto de x.
  2. Cada vez que aparece y, recordá que depende de x: aplicás cadena y queda multiplicado por y'.
  3. Agrupás todos los términos con y' de un lado.
  4. Despejás y'.
La regla "y' aparece"
Cuando derivás algo que tiene y, sale multiplicado por y':
(y²)' = 2y · y'
(sen y)' = cos(y) · y'
(ey)' = ey · y'
(ln y)' = (1/y) · y'
Ejemplo 1: x² + y² = 25
Derivás cada término: 2x + 2y·y' = 0.
Despejás: y' = −x/y.
Ejemplo 2: xy + y² = 6
Derivás: (xy)' + (y²)' = 0.
Producto en xy: 1·y + x·y' = y + xy'.
Cadena en : 2y·y'.
Junto: y + xy' + 2yy' = 0.
Agrupás: y'(x + 2y) = −yy' = −y/(x + 2y).
Ejemplo 3: y² + sen(x) − 3 = x
Derivás: 2y·y' + cos(x) = 1.
Despejás: y' = (1 − cos x)/(2y).

Derivada de la inversa

Si f es derivable y tiene inversa f−1, hay una fórmula muy útil para evaluar la derivada de la inversa sin tener que calcularla explícitamente:

(f−1)'(b) = 1 / f'(a)    donde   b = f(a)

Cómo se usa

  1. Te dan f y un valor b; te piden (f−1)'(b).
  2. Buscás a tal que f(a) = b. (A veces es a ojo o por tanteo.)
  3. Calculás f'(x) y evaluás en a.
  4. El resultado es 1/f'(a).
Ejemplo
f(x) = x³ + 2x + 1. Calcular (f−1)'(1).
Paso 1: buscar a con f(a) = 1. Probás a = 0: 0 + 0 + 1 = 1 ✓.
Paso 2: f'(x) = 3x² + 2f'(0) = 2.
Resultado: (f−1)'(1) = 1/2.

¿Por qué funciona?

Pensalo geométricamente: el gráfico de f−1 es la reflexión del de f respecto de y = x. Esa reflexión intercambia pendientes con sus recíprocas: si en a la pendiente de f es m, en b = f(a) la pendiente de f−1 es 1/m.

Errores típicos
• En implícita: olvidarse de multiplicar por y' al derivar una función de y.
• En la inversa: confundir a con b. Buscás a tal que f(a) = b, no al revés.
• En implícita: no tratar correctamente productos como xy (hay que aplicar regla del producto).
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10 Diferencial y aproximación lineal

Idea: cerca del punto, todo es recta

Cerca de x0, el gráfico de f se parece mucho a su recta tangente. Esto permite aproximar valores de la función usando la tangente, que es mucho más fácil de calcular.

Aproximación lineal

f(x0 + h) ≈ f(x0) + h · f'(x0)    (h chico)

O equivalentemente: f(x) ≈ f(x0) + (x − x0) · f'(x0) cuando x está cerca de x0. La parte de la derecha es justamente la recta tangente.

Diferencial

El diferencial dy es la variación que predice la tangente ante un cambio dx:

dy = f'(x) · dx

El diferencial es lineal: si duplicás dx, se duplica dy.

Incremento vs diferencial

DefiniciónEs la
Incremento Δyf(x + Δx) − f(x)Variación exacta
Diferencial dyf'(x) · ΔxVariación aproximada (lineal)

Para Δx chico, Δy ≈ dy. La diferencia entre los dos es el "error" de la aproximación.

Ejemplo numérico
f(x) = x³, x = 1, Δx = 0,1.
Δy exacto: f(1,1) − f(1) = 1,331 − 1 = 0,331.
dy (aproximación): f'(1)·0,1 = 3·0,1 = 0,3.
Diferencia: 0,031 (chico, porque Δx es chico).

Aplicación: aproximar valores

Si querés calcular f(x) para un x "raro" (no de tabla), buscás un x0 cercano "fácil" y usás la aproximación.

Aproximar √4,05
Tomás f(x) = √x, x0 = 4 (que sí conozco), Δx = 0,05.
f(4) = 2, f'(x) = 1/(2√x)f'(4) = 1/4 = 0,25.
√4,05 ≈ 2 + 0,25·0,05 = 2,0125.
(El valor real es ≈ 2,01246, así que el error es del orden de 0,0001.)
Aproximar f(2,01) si f(x) = x³
f(2) = 8, f'(2) = 12, Δx = 0,01.
f(2,01) ≈ 8 + 12·0,01 = 8,12.
(Real: 8,120601.)

Cuándo es buena la aproximación

  • Cuando Δx es chico.
  • Cuando f no varía mucho su pendiente cerca de x0 (no hay mucha curvatura).
  • Cuando f es derivable en x0.
Errores típicos
• Confundir dy con Δy. Son aproximadamente iguales para Δx chico, pero Δy es exacto y dy es aproximación.
• Usar x0 lejos del valor a aproximar — la aproximación pierde precisión.
• Olvidar evaluar f' en x0, no en el valor objetivo.
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11 Regla de L'Hôpital

Enunciado

La regla de L'Hôpital permite resolver indeterminaciones del tipo 0/0 o ∞/∞ derivando numerador y denominador por separado.

Si limx→a f(x)/g(x) tiene la forma 0/0 o ∞/∞,
y existe limx→a f'(x)/g'(x),
entonces limx→a f(x)/g(x) = limx→a f'(x)/g'(x)

El a puede ser un número, +∞ o −∞.

Condiciones (lo que NO hay que olvidar)

  • La forma DEBE ser exactamente 0/0 o ∞/∞. Si reemplazando da 2/3, ese es el límite y NO se aplica L'Hôpital.
  • Derivás numerador y denominador por separado, NO la regla del cociente.
  • Si después de aplicarla SIGUE dando 0/0 o ∞/∞, podés volver a aplicarla.
  • Si el nuevo límite no existe, NO podés concluir que el original tampoco existía. Solo significa que L'Hôpital no sirvió ahí.

Otras indeterminaciones — convertirlas a 0/0 o ∞/∞

FormaCómo convertir
0 · ∞Reescribir como f / (1/g) → ∞/∞ (o 0/0 según el caso).
∞ − ∞Sacar factor común o, en cocientes, denominador común.
1, 00, ∞0Aplicar logaritmo: si L = lim fg, entonces ln L = lim g·ln f.
Ejemplo 0/0 directo
limx→0 sen(x)/x. Reemplazando: 0/0.
L'Hôpital: lim cos(x)/1 = cos(0) = 1.
Ejemplo aplicando dos veces
limx→0 (1 − cos x)/x². Da 0/0.
L'Hôpital: sen(x)/(2x). Sigue dando 0/0.
L'Hôpital de nuevo: cos(x)/2 → 1/2.
Ejemplo ∞/∞
limx→+∞ ln(x)/x. Da ∞/∞.
L'Hôpital: (1/x)/1 = 1/x → 0.
Ejemplo 0·∞
limx→+∞ x · e−x. Da ∞ · 0.
Reescribís: x / ex → ahora es ∞/∞.
L'Hôpital: 1/ex → 0.

Cuándo L'Hôpital NO conviene (o no funciona)

Caso típico engañoso
limx→+∞ (x + sen x)/x. Si aplicás L'Hôpital sale (1 + cos x)/1, que oscila → no existe el límite del derivado.
Pero el límite original SÍ existe. Reescribís: 1 + sen(x)/x. El primer término es 1, el segundo tiende a 0 (porque |sen x| ≤ 1 y x → ∞). Resultado: 1.
Moraleja: a veces L'Hôpital no es la mejor herramienta. Probá factorizar, separar, conjugado o usar notables.
No aplica si NO es indeterminación
limx→0 sen(x)/(x + 1) = 0/(0+1) = 0 directo. No es 0/0 → no aplicás L'Hôpital. El límite simplemente vale 0.
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12 Asíntotas

¿Qué es una asíntota?

Una asíntota es una recta a la que el gráfico de f se acerca indefinidamente (sin necesariamente tocarla). Hay tres tipos: vertical, horizontal y oblicua.

Asíntota vertical (AV)

x = a es AV ⟺ limx→a± f(x) = ±∞   (algún lateral)

Las AV aparecen en los puntos fuera del dominio donde el límite se dispara a infinito (típicamente, donde se anula un denominador o el argumento de un logaritmo).

Ejemplos
f(x) = 1/(x−3): dominio ℝ − {3}. Cerca de 3 → ±∞. AV: x = 3.
f(x) = ln(x − 2): dominio x > 2. Cuando x → 2+, ln → −∞. AV: x = 2.
f(x) = (x²−1)/(x−1) = x + 1 (simplificado): NO tiene AV en x = 1 (ahí hay agujero, no asíntota).

Asíntota horizontal (AH)

y = L es AH ⟺ limx→±∞ f(x) = L (finito)

Calculás los dos límites en infinito (a derecha y a izquierda). Si dan finito, esos valores son AH. Pueden ser distintos a derecha y a izquierda.

Ejemplos
f(x) = (2x + 1)/(x − 5): lim±∞ = 2. AH: y = 2.
f(x) = x²: tiende a +∞. NO tiene AH.
f(x) = ex: lim+∞ = +∞ (no AH a derecha), lim−∞ = 0 (AH y=0 a izquierda).

Asíntota oblicua (AO)

Si f NO tiene AH a un lado, puede tener AO en ese lado: una recta no horizontal a la que el gráfico se acerca.

m = limx→±∞ f(x)/x    (debe ser finito y ≠ 0)
b = limx→±∞ [f(x) − m·x]    (debe ser finito)
AO: y = m·x + b
AH y AO son excluyentes
En cada lado (+∞ o −∞), la función puede tener AH o AO, nunca las dos. Primero verificás si hay AH; si no, recién buscás AO.
Ejemplo completo: f(x) = (x²+1)/x
Reescribís: f(x) = x + 1/x.
AV: dominio ℝ − {0}. En x → 0+: +∞; en x → 0: −∞. AV: x = 0.
AH: lim±∞ = ±∞, no hay AH.
AO: m = lim (x²+1)/x² = 1. b = lim [(x²+1)/x − x] = lim 1/x = 0. AO: y = x.

Para racionales (cociente de polinomios)

Grado num vs denomAsíntotas en ∞
num < denomAH: y = 0
num = denomAH: y = cociente de líderes
num = denom + 1AO (hacés división)
num > denom + 1Ni AH ni AO (crece "más rápido que recta")
Errores típicos
• Pensar que un agujero (discontinuidad evitable) es una AV. NO: en una AV el límite es ±∞.
• Buscar AO si ya hay AH en ese lado: imposible.
• En AH: chequear solo en +∞ y olvidar el −∞ (pueden ser distintas).
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13 Estudio de función

Idea

"Estudiar una función" es seguir un procedimiento sistemático para entender cómo se comporta: dónde está definida, dónde crece, dónde decrece, qué máximos y mínimos tiene, qué imagen tiene, asíntotas, etc.

Procedimiento estándar

  1. Dominio: identificás dónde la función está definida.
  2. Asíntotas: vertical, horizontal y/o oblicua.
  3. Calculás f'(x).
  4. Puntos críticos: f'(x) = 0 o f'(x) no existe. Descartás los que no estén en el dominio.
  5. Signo de f': hacés tabla de signos. Donde f' > 0, la función crece; donde f' < 0, decrece.
  6. Extremos por cambio de signo (criterio de la primera derivada).
  7. Imagen: la inferís de los extremos y los límites en los bordes del dominio / en infinito.

Crecimiento y decrecimiento

f' > 0 en un intervalo ⟹ f es creciente ahí
f' < 0 en un intervalo ⟹ f es decreciente ahí

Criterio de la primera derivada (extremos)

Antes de x0Después de x0En x0 hay
+Mínimo local
+Máximo local
++No es extremo (sigue creciendo)
No es extremo (sigue decreciendo)

Criterio de la segunda derivada (alternativo)

Si f'(x0) = 0 y f''(x0) > 0 → mínimo. Si f''(x0) < 0 → máximo. Si f''(x0) = 0, este criterio no decide; usás el de primera.

Ejemplo paso a paso
f(x) = 2 + ln(3x) + 18/x².
Dominio: 3x > 0 → x > 0 (también x ≠ 0 por el 1/x²). Dominio: (0, +∞).
Derivada: f'(x) = 1/x − 36/x³ = (x² − 36)/x³.
Críticos: x² = 36 → x = ±6. Solo x = 6 está en el dominio.
Signo de f': en (0, 6): x² < 36 → numerador negativo, denominador positivo → f' < 0 (decrece). En (6, +∞): f' > 0 (crece).
Cambio de signo − a + en x = 6mínimo local.
Valor del mínimo: f(6) = 2 + ln(18) + 18/36 = 2,5 + ln(18) ≈ 5,4.

Cálculo de la imagen

Una vez que conocés extremos y comportamiento en los bordes (±∞ o donde el dominio termina), podés inferir la imagen.

Imagen de f(x) = ex + 1
ex > 0 siempre, así que ex + 1 > 1. limx→+∞ = +∞; limx→−∞ = 1 (sin alcanzarlo). Imagen: (1, +∞).

Concavidad

El signo de la segunda derivada indica concavidad:

  • f'' > 0: cóncava hacia arriba (sonrisa, ∪).
  • f'' < 0: cóncava hacia abajo (mueca, ∩).
  • Donde cambia el signo de f'' (y f'' es continua) hay un punto de inflexión.
Error clásico
Tomar como punto crítico un valor que se anula en f'(x) pero NO está en el dominio de f. Siempre verificá que el crítico esté en el dominio. Es un distractor habitual en parciales.
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14 Máx/mín absolutos en intervalo cerrado

Diferencia con extremos locales

  • Extremo local (relativo): mejor o peor valor "en una vecindad" del punto.
  • Extremo absoluto (global): mejor o peor valor en TODO el intervalo considerado.

Teorema de Weierstrass

Si f es continua en [a, b] (cerrado y acotado),
entonces f alcanza máximo y mínimo absolutos en [a, b]

Es una garantía de existencia: bajo continuidad y intervalo cerrado, los extremos absolutos existen.

¿Por qué intervalo cerrado?
Si el intervalo es abierto, los extremos pueden no alcanzarse: f(x) = x en (0, 1) no tiene máximo (se acerca a 1 pero no llega).
Si la función es discontinua, tampoco se garantiza: una función con un salto puede no alcanzar el supremo.

Procedimiento para hallar los absolutos

En un intervalo [a, b], los candidatos a extremo absoluto son:

  1. Los extremos del intervalo: a y b.
  2. Los puntos críticos interiores: x ∈ (a, b) donde f'(x) = 0 o f' no existe.

Evaluás f en todos esos puntos. El mayor es el máximo absoluto, el menor el mínimo absoluto.

Ejemplo
En [1, e], sea f(x) = 2x² − 9·ln(x).
Derivada: f'(x) = 4x − 9/x = (4x² − 9)/x.
Crítico: 4x² = 9 → x = 3/2 (descartás −3/2, además está en el intervalo).
Evaluás en los 3 candidatos:
f(1) = 2·1 − 9·0 = 2.
f(3/2) = 2·(9/4) − 9·ln(3/2) ≈ 4,5 − 3,65 ≈ 0,85.
f(e) = 2·e² − 9·1 ≈ 14,78 − 9 = 5,78.
Mínimo absoluto: f(3/2) ≈ 0,85.
Máximo absoluto: f(e) ≈ 5,78.
Cuando el extremo está en el borde
En [0, 5], sea f(x) = x² − 4x + 3.
Crítico: f'(x) = 2x − 4 = 0 → x = 2 (interior).
Evaluás: f(0) = 3, f(2) = −1, f(5) = 8.
Mínimo: f(2) = −1 (en el crítico).
Máximo: f(5) = 8 (en el borde, no en el crítico).

Modelo de aplicación: optimización

Muchos problemas "del mundo real" se reducen a maximizar o minimizar una función en un intervalo. La técnica es la misma: derivar, encontrar los críticos, evaluar.

Errores típicos
Olvidar evaluar en los extremos del intervalo. El máximo o mínimo absoluto a menudo está en un borde.
• Confundir extremos locales (criterio del signo de f') con absolutos (comparación de valores).
• Considerar críticos fuera del intervalo cerrado.
• Aplicar Weierstrass cuando el intervalo es abierto o la función es discontinua: no se garantiza existencia.
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Análisis · Primer Parcial

UBA XXI · Cátedra Cabana · Guía intensiva basada en 9 parciales (2023–2025)
1 Estrategia universal y fórmulas clave

La estructura del parcial Cabana

El parcial siempre tiene 5–6 ejercicios y suma 10 puntos. El último ejercicio es SIEMPRE un estudio de función completo y vale 4 puntos (40% del parcial).

El menú es fijo: hay 9 tipos de problemas y el parcial elige 5–6 de esa lista. Aprendete a reconocer los 9 tipos en 10 segundos: ese es el secreto de la cátedra.

Las 3 preguntas que te tenés que hacer ANTES de empezar

Pregunta 1 — ¿De qué tipo es?

Mirá el verbo y los objetos clave del enunciado. Cada palabra dispara una receta:

Si dice...Es...
"Calcular el límite"TIPO 4 — límite con indeterminación
"Hallar k para que sea continua"TIPO 2 — continuidad con parámetro
"Máx/mín absolutos" + intervalo "[a, b]"TIPO 5 — Weierstrass
"Recta tangente" + "y = mx + b" en el datoTIPO 3 — tangente con cadena
"Hallar h'(...)" + función compuestaTIPO 3
"Asíntotas / crecimiento / imagen" en incisosTIPO 1 — estudio de función
lim ... = ek o exponente al infinitoTIPO 6 — forma del e
"Hallar f'(0)" con función partida en 0TIPO 7 — cociente incremental
"Para qué a es derivable"TIPO 7 — laterales del cociente incremental
Igualdad mezcla x e y, "hallar y'"TIPO 9 — derivada implícita

Pregunta 2 — ¿Qué información tengo gratis?

Hacé un inventario antes de calcular. Por ejemplo:

  • "Me dieron la tangente y = 3x + 1" → tengo gratis f'(1) = 3 y f(1) = 4.
  • "Me dieron dominio [1, e]" → en este intervalo Weierstrass aplica.
  • "Me dieron f(0) = 4a − 15" → tengo que calcular el límite e igualar.

Anotá esos datos al margen. La mitad del ejercicio sale solo de "ordenar" la información.

Pregunta 3 — ¿Dónde está la indeterminación o el ruido?

  • ¿El reemplazo directo da 0/0, ∞/∞, 1?
  • ¿Hay un parámetro que controla algo?
  • ¿Hay un punto fuera del dominio?
  • ¿Hay un quiebre en la función partida?

Reconocer el "ruido" te dice qué técnica aplicar.

Los 4 notables imprescindibles

Si no los tenés en la cabeza, escribilos en una hoja al empezar el parcial:

limx→0 sen(x)/x = 1
limx→0 (1 − cos x)/x² = 1/2
limx→0 (ex − 1)/x = 1
limx→0 ln(1+x)/x = 1
Generalización clave
Si g(x) → 0, toda la familia funciona con g(x) en lugar de x.
Por ejemplo: sen(5x)/(5x) → 1, (1 − cos(3x))/(3x)² → 1/2.

La forma del e (1)

lim (1 + α(x))β(x) = elim α(x)·β(x)
   cuando α → 0 y β → ∞

Tabla de derivadas mínima

ff'
xnn·xn−1
exex
ln(x)1/x
sen(x)cos(x)
cos(x)−sen(x)
√x1/(2√x)

Reglas de derivación

(f·g)' = f'·g + f·g'
(f/g)' = (f'·g − f·g')/g²
[f(g(x))]' = f'(g(x)) · g'(x) (cadena)

Fórmula de la tangente

y − f(x0) = f'(x0)·(x − x0)

Si te dan la tangente ya calculada, leéla al revés: la pendiente es f'(x0), y al pasar el x0 obtenés f(x0).

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2 TIPO 1 · Estudio de función completo

Aparece en el 100% de los parciales

Es el último ejercicio, vale 4 puntos. Te dan una sola función con incisos: asíntotas / crecimiento / extremos / imagen.

La receta de 7 pasos (en este orden)

  1. Dominio.
  2. Asíntotas (vertical, horizontal, oblicua).
  3. Calcular f'(x).
  4. Puntos críticos: f'(x) = 0, filtrar por dominio.
  5. Signo de f' por intervalos.
  6. Extremos por cambio de signo.
  7. Imagen: valores en críticos + límites en bordes del dominio.
No te saltees pasos
Cada uno alimenta al siguiente. Si calculás críticos antes que el dominio, no podés filtrar. Si calculás imagen antes que extremos, te pierdes el techo o el piso.

El truco para analizar el signo de f'

Siempre factorizá f' como producto/cociente de factores. Después separá:

  • Factores con signo constante (cuadrados, exponenciales): NO aportan signo.
  • Factores que cambian de signo: SÍ analizás.
Ejemplo de factorización inteligente
Si f'(x) = (x − 7)/(x − 4)²: el denominador (x−4)² siempre es positivo. El signo lo da SOLO el numerador (x−7).

Cómo encontrar la imagen

La imagen es el conjunto de valores que la función toma. Para mapearla necesitás:

  • Los valores en los puntos críticos (techos y pisos locales).
  • Los límites en los bordes del dominio (a dónde se va al infinito o al borde).
Corchete vs paréntesis
Si un valor se alcanza (es f de algún x del dominio) → corchete [ ]
Si es un límite no alcanzado (incluyendo ±∞) → paréntesis ( )

Ejemplo trabajado · Parcial 23/09/2024 Tema 4 ej 5

Función: f(x) = 6x/(16x² + 1). Estudio completo.

Paso 1 (Dominio): denominador 16x² + 1 siempre positivo → Dom = ℝ.

Paso 2 (Asíntotas):

  • AV: ninguna.
  • AH: lim±∞ 6x/(16x²+1) = 0 (grado abajo > arriba) → y = 0.

Paso 3 (Derivada):

f'(x) = [6·(16x² + 1) − 6x·32x] / (16x² + 1)²
= (−96x² + 6) / (16x² + 1)²
= 6(1 − 4x)(1 + 4x) / (16x² + 1)²

Paso 4 (Críticos): x = ±1/4. Ambos en el dominio ✓.

Paso 5 (Signo): denominador siempre positivo. El signo lo dan (1 − 4x) y (1 + 4x):

Intervalo(1−4x)(1+4x)f'Comportamiento
(−∞, −1/4)+decrece
(−1/4, 1/4)+++crece
(1/4, +∞)+decrece

Paso 6 (Extremos): en x = −1/4 mínimo (−→+); en x = 1/4 máximo (+→−).

Paso 7 (Imagen): f(−1/4) = −3/4, f(1/4) = 3/4. Imagen = [−3/4, 3/4].

Ejemplo trabajado · Parcial 23/09/2024 Tema 5 ej 5

Función: f(x) = √x · e−36x²+2.

Dominio: x ≥ 0[0, +∞).

AH: limx→+∞ √x/e36x²−2 = 0 (la exponencial le gana a la raíz). y = 0.

Derivada (producto + cadena): f'(x) = e−36x²+2 · (1 − 144x²)/(2√x).

Críticos: 1 − 144x² = 0 → x = ±1/12. Solo x = 1/12 está en el dominio.

Signo: e... y 2√x siempre positivos. Signo dado por 1 − 144x²:

  • En (0, 1/12): positivo → crece.
  • En (1/12, +∞): negativo → decrece.

Extremo: en x = 1/12 hay máximo absoluto.

Imagen: f(0) = 0 (alcanzado), máximo en f(1/12) alcanzado, lim+∞ = 0 no alcanzado. Imagen = [0, f(1/12)].

Funciones típicas que se repiten en parciales

FamiliaEjemplos vistos
Cociente con polinomios6x/(16x²+1), e2x/(9x²+2)
Raíz × exponencial√x · e−36x²+2
Polinomio × exponencial(x²−24)ex+7
Logaritmo + racional2 + ln(3x) + 18/x², ln(x−4) + 3/(x−4) + 2
Polinomio + racionalx² + 2/x
Gaussiana invertida−e−2(x−3)² + 2
Errores típicos
• Crítico fuera del dominio tomado como válido.
• Confundir dominio con imagen.
• Olvidar los límites en los bordes al calcular imagen.
• Mal análisis del signo: si no factorizás bien f', perdés el signo.
• Borde cerrado/abierto incorrecto en imagen: ¿se alcanza o es límite?
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3 TIPO 2 · Continuidad con parámetro

Aparece en el ~89% de los parciales

Te dan una función partida con parámetro y piden el valor que la hace continua en el punto de empalme.

Las señales

Estructura del enunciado:

f(x) = { fórmula que da 0/0 en x0   si x ≠ x0
          algo con parámetro   si x = x0 }

La receta de 3 pasos

  1. Calcular limx→x0 de la primera rama.
  2. Igualar ese límite a la rama con parámetro evaluada en x0.
  3. Despejar el parámetro.
La lógica
Una función es continua si "no tiene saltos". El valor f(x0) que vos definís a mano debe coincidir con el valor al que la fórmula tiende cerca de x0. Si no coinciden, hay un escalón visible.

Cómo identificar la técnica para el límite

SíntomaTécnica
sen(kx)/x, (ekx−1)/x, ln(1+kx)/xNotable
(1−cos(kx))/x²Notable de 1/2
Polinomios con factor comúnFactorización
Mezcla de funciones distintas con 0/0L'Hôpital
Resta dentro de cociente con 0/0L'Hôpital o denominador común

Ejemplo trabajado · Parcial 28/04/2025 ej 4

Función: f(x) = (cos(5x) − 1)/x² si x ≠ 0; f(0) = k − 1/2. Hallar k.

Paso 1 (Límite): reemplazando da 0/0.

Camino A · L'Hôpital dos veces:

lim (cos(5x) − 1)/x² = lim (−5 sen(5x))/(2x) = lim (−25 cos(5x))/2 = −25/2

Camino B · notable: Recordá que (1 − cos u)/u² → 1/2. Reescribís:

(cos(5x) − 1)/x² = −(1 − cos(5x))/(5x)² · 25 → −1/2 · 25 = −25/2

Paso 2 (Igualar): k − 1/2 = −25/2.

Paso 3 (Despejar): k = −12.

Ejemplo trabajado · Parcial 07/05/2024 Tema 1 ej 1

Función: f(x) = ln(1+x²)/(e − 1) si x ≠ 0; f(0) = 2a − 3. Hallar a.

Atajo con notables: sustituyo u = x² que tiende a 0:

ln(1+u)/(eu − 1) = [ln(1+u)/u] · [u/(eu − 1)] → 1 · 1 = 1

Igualar: 2a − 3 = 1 → a = 2.

Ejemplo trabajado · Parcial 23/09/2024 Tema 1 ej 2

Función: f(x) = a·sen²(ax)/x² con f(0) = 64. Hallar a.

Reescribís: a · sen²(ax)/x² = a · (sen(ax))²/x² = a · (sen(ax)/x)² = a · (a · sen(ax)/(ax))² → a · a² = a³.

Igualar: a³ = 64 → a = 4.

Errores típicos
• Meter L'Hôpital de oficio. Si reemplazando da algo finito, NO es indeterminación — el límite es ese valor.
• L'Hôpital se aplica a derivadas separadas, no como regla del cociente.
• Si la fórmula tiene productos, descomponéla en notables: cada factor por separado.
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4 TIPO 3 · Recta tangente y cadena

Aparece en el ~89% de los parciales

Las dos variantes principales

  • Variante 1: "Sé algo sobre f (su tangente). Construyo h con f adentro. ¿Cuánto vale h' y/o la tangente de h?"
  • Variante 2: "Calcular la tangente a f en x0" (más directa).

El primer paso CRUCIAL: leer la tangente

Si te dicen "la tangente a f en x0 es y = mx + b", anotá inmediatamente:

  • f'(x0) = m — la pendiente es la derivada.
  • f(x0) = m·x0 + b — la tangente toca al gráfico en ese punto.
Esos dos datos están escondidos. Es media respuesta gratis.

La cadena: la lógica

Para h(x) = c + f(g(x)):

h'(x) = f'(g(x)) · g'(x)

¿Por qué? Si "movés x un poquito", primero g se mueve a velocidad g'(x), y después f amplifica con su propia velocidad f'(g(x)). La velocidad total es el producto.

El truco del "argumento que cierra"

Patrón universal del parcial
En TODOS los parciales, el x donde te piden evaluar h' está elegido para que el argumento interno de f caiga exactamente donde te dieron la tangente.

Si la tangente está en x0 = 1, y te piden h'(0), es seguro que al evaluar g(0) te va a dar 1.

Acción concreta: lo PRIMERO que hacés es evaluar el argumento. Si da el x0 del enunciado, sabés que el ejercicio cierra.

Ejemplo trabajado · Parcial 28/04/2025 ej 3

Tangente a f en x0 = 1 es y = 3x + 1. h(x) = 3 + f(7x + ex). Hallar h'(0) y la tangente a h en x = 0.

Leer tangente: f'(1) = 3, f(1) = 3·1 + 1 = 4.

Derivar h con cadena: h'(x) = f'(7x + ex) · (7 + ex).

Evaluar argumento en x = 0: 7·0 + e0 = 1 ✓ cierra con el x0 = 1.

Calcular h'(0): h'(0) = f'(1) · 8 = 3 · 8 = 24.

Tangente a h:

  • h(0) = 3 + f(1) = 3 + 4 = 7.
  • Pendiente: 24.
  • Ecuación: y − 7 = 24x → y = 24x + 7.

Ejemplo trabajado · Parcial 23/09/2024 Tema 1 ej 3

Tangente a f en x = 1 es y = 4x − 2. h(x) = ln(f(x)) + esen(x−1). Hallar h'(1).

Leer tangente: f'(1) = 4, f(1) = 2.

Derivar h término a término:

h'(x) = f'(x)/f(x) + esen(x−1) · cos(x−1) · 1

Evaluar en x = 1:

  • Primer término: f'(1)/f(1) = 4/2 = 2.
  • Segundo: esen 0 · cos 0 = 1 · 1 = 1.
  • h'(1) = 3.

Ejemplo trabajado · Parcial 07/05/2024 Tema 2 ej 3 (variante directa)

f(x) = 2ex−1 + sen(1−x) − 3x·ln(2x−1). Tangente en x = 1.

f(1): 2e0 + sen 0 − 3·ln 1 = 2 + 0 − 0 = 2.

f'(x) término a término:

  • 2ex−1 → derivada 2ex−1.
  • sen(1−x) → cadena: cos(1−x)·(−1) = −cos(1−x).
  • −3x·ln(2x−1) → producto: −3[ln(2x−1) + x·2/(2x−1)].

En x = 1: 2 − 1 − 3[0 + 2] = 2 − 1 − 6 = −5.

Tangente: y − 2 = −5(x − 1) → y = −5x + 7.

Errores típicos
• Olvidar evaluar el argumento interno antes de empezar a calcular.
• Aplicar regla del producto en lugar de cadena (o viceversa). Cadena: hay una función adentro de otra. Producto: dos funciones multiplicadas.
• Para la tangente final, no olvides calcular h(0). Mucha gente entrega y = 24x y se olvida del + 7.
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5 TIPO 4 · Límites con indeterminación

El árbol de decisión completo

Reemplazo daEstrategia
Número finitoListo, ese es el límite
nº/0±∞, chequear laterales
0/0 con polinomiosFactorizar (raíz común)
0/0 con raícesConjugado
0/0 con trig/log/expNotable o L'Hôpital
0/0 mixtoL'Hôpital (a veces dos veces)
∞/∞ con polinomiosTérmino dominante (cociente de líderes)
∞ − ∞ con raícesConjugado
∞ − ∞ sin raícesFactor común o denominador común
0 · ∞Reescribir como cociente
1Forma del e (ver Unidad 7)

Por qué cada técnica funciona

Factorización

Si numerador y denominador se anulan en x = a, ambos tienen (x − a) como factor. Lo cancelás y la indeterminación desaparece.

Conjugado

(√a − √b)(√a + √b) = a − b. Sirve para "matar" raíces, convirtiendo restas en cosas limpias.

Término dominante

Cuando x → ∞, lo único que importa es el término que crece más rápido. Los demás se vuelven despreciables.

Notables

Salen del polinomio de Taylor cerca de 0:

  • sen x ≈ xsen x / x → 1
  • 1 − cos x ≈ x²/2(1 − cos x)/x² → 1/2
  • ex ≈ 1 + x(ex − 1)/x → 1
  • ln(1+x) ≈ xln(1+x)/x → 1

L'Hôpital

f/g → f'/g' cuando da 0/0 o ∞/∞. Es un teorema, no un atajo. Solo aplica con esas formas.

Ejemplo trabajado · Parcial 28/04/2025 ej 2 (∞ − ∞)

Calcular limx→+∞ √(x² + 12x) − √(x² + 13).

Reconocer: ∞ − ∞ con raíces → conjugado.

= lim [(x² + 12x) − (x² + 13)] / [√(x² + 12x) + √(x² + 13)]
= lim (12x − 13) / [√(x² + 12x) + √(x² + 13)]

Ahora ∞/∞. Sacar x factor común:

= lim x(12 − 13/x) / [x(√(1 + 12/x) + √(1 + 13/x²))]
= lim (12 − 13/x) / [√(1 + 12/x) + √(1 + 13/x²)]
= 12 / (1 + 1) = 6

Ejemplo trabajado · Parcial 12/11/2024 ej 5 (con tangente!)

Tangente a f en x = 1 es y = 3x + 2. Calcular limx→1 [f(4x − 3) − 5]/(x² − 1).

Datos gratis: f'(1) = 3, f(1) = 5.

Reemplazar: [f(1) − 5]/(1 − 1) = 0/0 ✓.

L'Hôpital (cadena en numerador):

= lim 4·f'(4x − 3) / (2x)

Reemplazar en x = 1: argumento 4·1 − 3 = 1 → cierra con f'(1) = 3.

= 4·3 / 2 = 6

Ejemplo trabajado · Parcial 02/05/2023 ej 2 (0/0 con raíces)

limx→3 (2x − 6)/(4√(x+1) − 8).

Da 0/0. Conjugado (4√(x+1) + 8):

= lim (2x − 6)(4√(x+1) + 8) / [16(x+1) − 64]
= lim (2x − 6)(4√(x+1) + 8) / [16x − 48]
= lim 2(x − 3)(4√(x+1) + 8) / [16(x − 3)]
= lim (4√(x+1) + 8) / 8 = (4·2 + 8)/8 = 2
Trampa típica de L'Hôpital
limx→+∞ (x + sen x)/x. Si aplicás L'Hôpital sale (1 + cos x)/1, que oscila → no existe.
Pero el límite original SÍ existe. Reescribís: 1 + sen(x)/x → 1 + 0 = 1.
Moraleja: a veces L'Hôpital no es la mejor herramienta. Probá factorizar, separar o notables.
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6 TIPO 5 · Máx/mín absolutos en intervalo cerrado

Aparece en ~44% de los parciales

Las señales

  • Intervalo cerrado y acotado [a, b].
  • "Máximo absoluto" / "mínimo absoluto" en el enunciado.
  • Función continua (casi siempre lo es).

La lógica de Weierstrass

Si la función es continua en un intervalo cerrado, los extremos absolutos EXISTEN. Tu trabajo es solo encontrarlos. Y solo hay 3 lugares posibles:

  1. El borde izquierdo x = a.
  2. El borde derecho x = b.
  3. Un crítico interior (donde f'(x) = 0 o f' no existe), y que esté en (a, b).

La receta

  1. Calcular f'(x).
  2. Resolver f'(x) = 0.
  3. Filtrar: solo los críticos en (a, b) cuentan.
  4. Evaluar f en TODOS los candidatos: a, b, y los críticos válidos.
  5. El mayor valor es el máximo absoluto, el menor el mínimo.

Ejemplo trabajado · Parcial 28/04/2025 ej 1

f(x) = 2x² − 9·ln(x) en [1, e].

Derivada: f'(x) = 4x − 9/x.

Críticos: 4x = 9/x → 4x² = 9 → x = ±3/2. Descarto −3/2 (no en dominio de ln). x = 3/2 está en (1, e) ✓ (e ≈ 2,72).

Evaluar:

xf(x)
12
3/2≈ 0,85
e≈ 5,78

Conclusión: mínimo en x = 3/2, máximo en x = e (en el borde, no en el crítico).

Ejemplo trabajado · Parcial 23/09/2024 Tema 5 ej 4

f(x) = 15x + 80/x³ en [1, 3].

Derivada: f'(x) = 15 − 240/x⁴.

Críticos: 15 = 240/x⁴ → x⁴ = 16 → x = ±2. Solo x = 2 en (1, 3).

Evaluar:

  • f(1) = 15 + 80 = 95
  • f(2) = 30 + 10 = 40
  • f(3) = 45 + 80/27 ≈ 47,96

Conclusión: máximo en x = 1, mínimo en x = 2.

Trampa principal
Olvidarse de evaluar en los bordes. En 28/04/2025 el máximo NO está en el crítico, está en el borde x = e. Siempre evaluá en los 3 puntos.
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7 TIPO 6 + 7 · Forma del e y cociente incremental

TIPO 6 · Forma del número e

Las señales

  • Límite con base que tiende a 1 y exponente que tiende a infinito.
  • Resultado típico es ek (a veces te dan el resultado y piden hallar un parámetro).

La fórmula maestra

lim (1 + α(x))β(x) = elim α(x)·β(x)
  cuando α → 0, β → ∞

La receta

  1. Reescribir la base como 1 + α(x), donde α → 0.
  2. Identificar α(x) y β(x).
  3. Calcular lim α·β (suele ser cociente de polinomios).
  4. Resultado: e elevado a ese límite.

Truco para reescribir la base

Si tenés (x²+a)/(x²−b), restás y sumás b en el numerador:

(x²+a)/(x²−b) = (x²−b + b+a)/(x²−b) = 1 + (a+b)/(x²−b)

Ejemplo trabajado · Parcial 23/09/2024 Tema 5 ej 1

Hallar a tal que limx→+∞ [(x²+a)/(x²−6)]2x²+1 = e6.

Reescribir: (x²+a)/(x²−6) = 1 + (a+6)/(x²−6).

Identificar: α = (a+6)/(x²−6) → 0, β = 2x²+1 → ∞.

Calcular α·β: (a+6)(2x²+1)/(x²−6). Grados iguales (cuadráticos): tiende a 2(a+6).

Igualar: e2(a+6) = e6 → 2(a+6) = 6 → a = −3.

Ejemplo trabajado · Parcial 07/05/2024 Tema 2 ej 2

Calcular limx→+∞ [(x²−1)/(x²−5)]2x²+1.

Reescribir: (x²−1)/(x²−5) = 1 + 4/(x²−5).

α·β: 4(2x²+1)/(x²−5) → 8.

Resultado: e8.


TIPO 7 · Cociente incremental

Variante 1: calcular f'(x0) por definición

Cuando la función está partida en x0 y no se puede usar la regla normal:

f'(x0) = limh→0 [f(x0 + h) − f(x0)]/h

Variante 2: hallar parámetro para que sea derivable

  1. Calcular cociente incremental por izquierda: limh→0.
  2. Calcular cociente incremental por derecha: limh→0+.
  3. Igualar (los laterales deben coincidir).
  4. Despejar el parámetro.

Ejemplo trabajado · Parcial 23/09/2024 Tema 1 ej 4

f(x) = sen²(x)/(2x) si x ≠ 0; f(0) = 0. Hallar f'(0).

f'(0) = limh→0 [sen²(h)/(2h) − 0]/h = lim sen²(h)/(2h²)
= (1/2) · lim (sen h / h)² = 1/2 · 1² = 1/2

Ejemplo trabajado · Parcial 12/11/2024 ej 1

f(x) = (cos(6x) − 1)/x si x > 0; f(x) = kx si x ≤ 0. Hallar k para que sea derivable en todo ℝ.

Por derecha:

limh→0+ [(cos(6h) − 1)/h] / h = lim (cos(6h) − 1)/h² = −18

(Notable: −(1 − cos(6h))/(6h)² · 36 → −1/2 · 36 = −18.)

Por izquierda: limh→0 kh/h = k.

Igualar: k = −18.

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8 TIPO 8 + 9 · Asíntotas y derivada implícita

TIPO 8 · Asíntotas como ejercicio aparte

Receta rápida

TipoCómo encontrarla
AVPuntos fuera del dominio. Si el límite es ±∞ → AV.
AHlimx→±∞ f(x) = L finito → y = L es AH.
AO (cuando NO hay AH)m = lim f/x, b = lim [f − mx].

Ejemplo trabajado · Parcial 23/09/2024 Tema 1 ej 1

f(x) = (5x³ + 15x²)/(x² − 9). Asíntotas.

Factorizar: 5x³ + 15x² = 5x²(x+3), x² − 9 = (x−3)(x+3).

f(x) = 5x²(x+3)/[(x−3)(x+3)] = 5x²/(x−3) (cuando x ≠ −3)

AV candidatos: x = ±3.

  • x = 3: lim = 5·9/0 = ±∞AV en x = 3.
  • x = −3: usando la simplificada, 5·9/(−6) = −15/2 finito → NO es AV (es agujero).

AH: limx→∞ 5x²/(x−3) = +∞. No hay AH.

AO:

m = lim (5x³ + 15x²)/[(x²−9)x] = 5
b = lim [(5x³+15x²)/(x²−9) − 5x] = lim (15x² + 45x)/(x²−9) = 15

AO: y = 5x + 15.


TIPO 9 · Derivada implícita

La regla mágica

Cuando derivás algo con y, recordás que y depende de x y aplicás cadena. Aparece multiplicado por y'.

OriginalDerivada
2y · y'
sen(y)cos(y) · y'
eyey · y'
ln(y)y'/y
x · yy + x · y' (regla del producto)

Ejemplo trabajado · Parcial 23/09/2024 Tema 5 ej 3

g(0) = π/3, cos(g(x)) = 2x − √(x² + 5x + 4). Hallar g'(0).

Derivar ambos lados:

  • Lado izq (cadena): −sen(g(x)) · g'(x).
  • Lado der: 2 − (2x + 5)/[2√(x² + 5x + 4)].

Evaluar en x = 0:

  • Izq: −sen(π/3) · g'(0) = −(√3/2)·g'(0).
  • Der: 2 − 5/(2·2) = 2 − 5/4 = 3/4.

Despejar: g'(0) = (3/4) · (−2/√3) = −√3/2.

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9 Práctica integradora · 6 ejercicios

El día del parcial — checklist mental

  1. Antes de empezar: escribí en una hoja los 4 notables, la fórmula del e y la fórmula de la tangente.
  2. Para cada ejercicio:
    • 5 segundos: identificá el TIPO con las palabras clave.
    • 30 segundos: anotá la información gratis (datos de la tangente, dominio del enunciado, etc.).
    • 30 segundos: identificá el "ruido" — la indeterminación, el parámetro, el punto crítico.
    • Después: ejecutá la receta del tipo.

Errores que NO podés cometer

  • Calcular un crítico fuera del dominio y tratarlo como válido.
  • Olvidar evaluar en los bordes en máx/mín absolutos.
  • Aplicar L'Hôpital a algo que NO es indeterminación.
  • En la tangente, olvidar el término independiente h(0).
  • Confundir imagen con dominio.

Práctica · 6 ejercicios cada uno mapeado a un tipo

Resolvelos a mano en orden. Después marcá la respuesta en el quiz para verificar.

Mapping de los 6 ejercicios
1. Forma del e con parámetro (TIPO 6)
2. Continuidad con parámetro (TIPO 2)
3. Máx/mín absolutos (TIPO 5)
4. Tangente con cadena (TIPO 3)
5. Estudio de función (TIPO 1) — el hueso
6. Estudio con asíntotas no triviales (TIPO 1 + 8)

Ejercicio 1 (TIPO 6)

Hallar a tal que limx→+∞ [(x²+a)/(x²−6)]2x²+1 = e4.

Ejercicio 2 (TIPO 2)

f(x) = (1 − cos(2x))/x² si x ≠ 0; f(0) = k. Hallar k.

Ejercicio 3 (TIPO 5)

f(x) = 15x + 80/x³ en [1, 3]. ¿Dónde están el máximo y mínimo absolutos?

Ejercicio 4 (TIPO 3)

Tangente a f en x0 = 1 es y = 8x − 6. h(x) = ln(f(x)) + esen(x−1). Hallar h'(1).

Ejercicio 5 (TIPO 1)

f(x) = x² + 2/x. Calcular: dominio, asíntotas, intervalos de crecimiento/decrecimiento, extremos, imagen.

Ejercicio 6 (TIPO 1 + 8)

f(x) = e2x/(9x² + 2). Estudio completo.

Solución resumida ejercicio 5
Dom = ℝ − {0}. AV en x = 0. f'(x) = 2x − 2/x² = (2x³ − 2)/x². Crítico: x = 1. Decrece en (−∞, 0) y (0, 1); crece en (1, +∞). x = 1 es mínimo relativo (no absoluto). Imagen = ℝ.
Solución resumida ejercicio 6
Dom = ℝ. AH y = 0 en −∞. f'(x) = 2e2x(9x² − 9x + 2)/(9x²+2)². Críticos: x = 1/3 (máx) y x = 2/3 (mín). Crece en (−∞, 1/3) y (2/3, +∞); decrece en (1/3, 2/3). Imagen = (0, +∞).
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Álgebra A

UBA XXI · Cátedra Escayola · Parcial 22/04 (1°) y 10/06 (2°)
Primer parcial Unidades 1–4
1 Vectores

¿Qué es un vector?

Un vector es una lista ordenada de números. En la práctica, lo usamos para dos cosas:

  • Representar puntos: el vector (3, 2) puede ser el punto del plano con coordenadas x = 3, y = 2.
  • Representar desplazamientos: el vector (3, 2) también puede significar "moverse 3 a la derecha y 2 arriba". En este caso se suele dibujar como una flecha con cola en el origen y punta en (3, 2).

Los vectores viven en espacios llamados n:

  • ℝ²: pares ordenados (x, y), como los puntos del plano.
  • ℝ³: ternas (x, y, z), como los puntos del espacio 3D.
  • ℝ⁴, ℝ⁵, ...: no los podemos "dibujar" pero las reglas son las mismas.
Notación
Vectores se escriben con flecha arriba o en negrita: v⃗, v. En esta guía usamos letra simple v. Las componentes del vector se escriben como subíndices: v = (v1, v2, v3).

Operaciones básicas: suma y producto por escalar

Son las dos operaciones más importantes. Ambas funcionan componente a componente:

Suma: v + w = (v1+w1, v2+w2, ..., vn+wn)

Producto por escalar:v = (k·v1, k·v2, ..., k·vn)
Ejemplo concreto
Con v = (2, −1, 3) y w = (1, 4, 0):
v + w = (2+1, −1+4, 3+0) = (3, 3, 3)
3·v = (6, −3, 9)
v − w = v + (−1)·w = (2−1, −1−4, 3−0) = (1, −5, 3)

Intuición geométrica: sumar vectores es "encadenar flechas" (ponés la cola de una donde termina la otra). Multiplicar por un escalar es estirar o encoger el vector: si k > 0 apunta en el mismo sentido, si k < 0 apunta al revés.

Vector nulo y vector opuesto

  • El vector nulo es 0 = (0, 0, ..., 0). Es el "origen" de n.
  • El opuesto de v es −v = (−v1, ..., −vn). Cumple v + (−v) = 0.

Norma (módulo o longitud) de un vector

La norma ‖v‖ mide qué tan "largo" es el vector (la longitud de la flecha). Se calcula usando el teorema de Pitágoras generalizado:

v‖ = √(v1² + v2² + ... + vn²)
Ejemplo
Para v = (3, 4): ‖v‖ = √(9 + 16) = √25 = 5.
Para w = (1, 2, −2): ‖w‖ = √(1 + 4 + 4) = √9 = 3.
Propiedades clave de la norma
‖v‖ ≥ 0 siempre, y ‖v‖ = 0 ⟺ v = 0.
‖k·v‖ = |k|·‖v‖ (el valor absoluto del escalar, no olvides).
‖v‖² = v · v (relación con el producto escalar — ver abajo).

Vectores unitarios y versor asociado

Un vector es unitario si ‖v‖ = 1. Dado cualquier v ≠ 0, el versor asociado (vector unitario en la misma dirección) es:

v̂ = v‖v‖
Ejemplo
Versor de v = (3, 4): como ‖v‖ = 5, v̂ = (3/5, 4/5). Chequeás: √(9/25 + 16/25) = √(25/25) = 1. ✓

Producto escalar (o producto punto)

El producto escalar entre dos vectores da un número (no un vector). Tiene dos formas equivalentes:

Por componentes: v · w = v1w1 + v2w2 + ... + vnwn

Geométrica: v · w = ‖v‖ · ‖w‖ · cos(θ)

donde θ es el ángulo entre los dos vectores. La primera fórmula es para calcular, la segunda para entender qué significa.

Ejemplo
v = (2, −3, 4), w = (1, 2, 1).
v · w = 2·1 + (−3)·2 + 4·1 = 2 − 6 + 4 = 0.
¡El producto dio cero! Eso significa que el coseno del ángulo es 0, o sea que el ángulo es 90°: son ortogonales.

Ortogonalidad (perpendicularidad) · muy frecuente en parciales

v y w son ortogonales  ⟺  v · w = 0

La idea: si el coseno del ángulo es cero, el ángulo es de 90°. Es la traducción algebraica de "perpendicular".

Ejercicio tipo parcial resuelto
Hallar p y q tales que (2, −3, 4) sea ortogonal a (p, 6, q) y también a (−2, 5, −p).

Planteamos dos condiciones (una por cada ortogonalidad):
(2, −3, 4) · (p, 6, q) = 02p − 18 + 4q = 0
(2, −3, 4) · (−2, 5, −p) = 0−4 − 15 − 4p = 0

De la segunda: −19 − 4p = 0 → p = −19/4.
Reemplazo en la primera: 2·(−19/4) + 4q = 18 → −19/2 + 4q = 18 → 4q = 55/2 → q = 55/8.

Paralelismo

v y w son paralelos  ⟺  existe k ∈ ℝ, k ≠ 0, tal que w = k·v

Es decir, uno es múltiplo escalar del otro. Apuntan en la misma dirección (si k > 0) o en dirección opuesta (si k < 0).

Ejemplo
¿(2, 4, 6) es paralelo a (1, 2, 3)? Sí: (2, 4, 6) = 2·(1, 2, 3), con k = 2.

¿(1, 2) es paralelo a (2, 3)? Si hubiera k con (2, 3) = k·(1, 2), de la primera componente k = 2, pero entonces la segunda daría 4, no 3. No son paralelos.

Problema: vector paralelo con norma dada

Problema muy típico de parcial: dado un vector v, hallar otro vector w que sea paralelo a v y con norma específica n.

Método paso a paso
1. Escribís w = k·v (por ser paralelo).
2. Calculás ‖w‖ = |k|·‖v‖.
3. Imponés |k|·‖v‖ = n.
4. Despejás |k| = n/‖v‖, entonces k = ±n/‖v‖.
5. Hay dos soluciones, una por cada sentido.
Ejemplo resuelto
Hallar w paralelo a v = (2/7, −2/7, 1/7) con norma 15.

‖v‖ = √(4/49 + 4/49 + 1/49) = √(9/49) = 3/7.
|k| = 15 / (3/7) = 15 · 7/3 = 35. Entonces k = ±35.
• Con k = 35: w = (10, −10, 5).
• Con k = −35: w = (−10, 10, −5).

Producto vectorial (solo en ℝ³)

El producto vectorial v × w es una operación que solo existe en ℝ³ y devuelve un vector, no un número.

v × w = (v2w3 − v3w2,   v3w1 − v1w3,   v1w2 − v2w1)
Propiedades importantes
v × w es ortogonal tanto a v como a w. Muy útil para encontrar normales a un plano.
‖v × w‖ es el área del paralelogramo que forman.
• Si v y w son paralelos: v × w = 0.
• No es conmutativo: v × w = −(w × v).
Ejemplo
Con u = (1, 0, 1) y v = (0, 2, 0):
u × v = (0·0 − 1·2,   1·0 − 1·0,   1·2 − 0·0) = (−2, 0, 2).
Podés chequear: u · (u×v) = 1·(−2) + 0 + 1·2 = 0. ✓ (ortogonal a u)
Errores típicos en este tema
• Confundir producto escalar (da número) con producto vectorial (da vector).
• Intentar hacer producto vectorial en ℝ² o ℝ⁴: no existe, solo en ℝ³.
• Olvidar el valor absoluto en ‖kv‖ = |k|·‖v‖. Si k = −3, ‖kv‖ = 3·‖v‖, no −3·‖v‖ (la norma nunca es negativa).
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2 Rectas y planos

¿Qué describe una recta?

Una recta es el conjunto de todos los puntos que están en una línea. Para describirla con precisión necesitás dos cosas:

  • Un punto P por el que pasa.
  • Una dirección d (un vector que indica hacia dónde va).

Ecuación paramétrica de la recta

L: (x, y, z) = λ·d + P,    λ ∈ ℝ

Interpretación: "parto del punto P y me muevo una cantidad λ en la dirección d". Cuando λ recorre todos los reales, obtengo todos los puntos de la recta.

Ejemplo
Recta que pasa por (1, 2, 3) con dirección (1, 0, −1):
L: (x, y, z) = λ·(1, 0, −1) + (1, 2, 3).

Algunos puntos de L:
• λ = 0 → (1, 2, 3) (el punto base).
• λ = 1 → (2, 2, 2).
• λ = −1 → (0, 2, 4).
Idea clave
Un mismo punto puede dar lugar a infinitas ecuaciones paramétricas equivalentes: cualquier múltiplo no nulo de la dirección sirve, y cualquier punto de la recta sirve como base.

Recta que pasa por dos puntos

Si te dan dos puntos A y B:

  1. La dirección es d = B − A (el vector que va de A a B).
  2. Usás cualquiera de los dos como base: L: (x,y,z) = λ·(B − A) + A.
Ejemplo
Recta por A = (1, 0, 2) y B = (3, 1, 0).
Dirección: B − A = (2, 1, −2).
Ecuación: L: (x, y, z) = λ·(2, 1, −2) + (1, 0, 2).

¿Qué describe un plano?

Un plano es una "lámina infinita y plana" en el espacio. Para describirlo necesitás:

  • Un punto P que pertenece al plano.
  • Dos direcciones u, v paralelas al plano (y que no sean paralelas entre sí).

Alternativamente, podés describir el plano con un punto y un vector normal (perpendicular al plano).

Ecuación paramétrica del plano

π: (x, y, z) = α·u + β·v + P,    α, β ∈ ℝ

Con dos parámetros en lugar de uno, porque un plano es bidimensional.

Ecuación implícita (o normal) del plano · muy usada

π: a·x + b·y + c·z = d

Los coeficientes (a, b, c) son el vector normal al plano (perpendicular). El valor d lo obtenés reemplazando un punto conocido.

Ejemplo: armar la ecuación implícita
Plano que pasa por P = (1, 0, 2) con vector normal n = (2, −1, 3).
Forma: 2x − y + 3z = d.
Reemplazo P: 2·1 − 0 + 3·2 = 8, entonces d = 8.
Ecuación: 2x − y + 3z = 8.

Obtener la normal a un plano

Si conocés dos vectores u, v del plano, el producto vectorial te da la normal:

n = u × v
Ejemplo: plano por 3 puntos
Plano por A = (1, 0, 0), B = (0, 1, 0), C = (0, 0, 1).
Dos vectores del plano: u = B − A = (−1, 1, 0), v = C − A = (−1, 0, 1).
Normal: n = u × v = (1·1 − 0·0, 0·(−1) − (−1)·1, (−1)·0 − 1·(−1)) = (1, 1, 1).
Ecuación: x + y + z = d. Con A: 1 + 0 + 0 = 1 → d = 1.
Resultado: x + y + z = 1.

¿Un punto está en la recta o el plano?

Recta: intentás encontrar un valor de λ que dé el punto. Si existe, sí está. Si no, no.

Plano: reemplazás las coordenadas del punto en la ecuación implícita. Si se cumple, pertenece.

Ejemplo
¿(3, 1, 0) está en L: (x,y,z) = λ(2, 1, −2) + (1, 0, 2)?
De la primera coordenada: 3 = 2λ + 1 → λ = 1.
Chequeo con λ = 1 en las otras: y = 1·1 + 0 = 1 ✓, z = 1·(−2) + 2 = 0 ✓.
Sí, está.

¿(1, 0, 3) está en el plano x − 2y + z = 4?
Reemplazo: 1 − 0 + 3 = 4 ✓. Sí pertenece.

Posición relativa entre dos rectas · muy frecuente

Dadas dos rectas en ℝ³, puede pasar que:

CasoCómo detectarlo
Coincidentes (iguales)Direcciones paralelas y además un punto de L1 está en L2
Paralelas distintasDirecciones paralelas pero un punto de L1 NO está en L2
Se cortan (incidentes)Direcciones NO paralelas y tienen un punto en común
AlabeadasDirecciones NO paralelas y NO tienen punto en común (solo en ℝ³)
Algoritmo paso a paso
1. Mirá las direcciones: ¿son paralelas (una múltiplo de la otra)?
   • → chequeá si un punto de L1 está en L2. Si sí, coincidentes; si no, paralelas distintas.
   • No → resolvé el sistema para ver si tienen intersección. Si sí, se cortan; si no, alabeadas.
Ejemplo resuelto
L1: (x,y,z) = α(1, 0, −1) + (−1, 2, 3)
L2: (x,y,z) = β(0, 2, 2) + (1, 0, 1)

Direcciones (1,0,−1) y (0,2,2). No son múltiplos (la primera tiene primera componente no nula y la segunda tiene la primera nula). No paralelas.

Chequeo intersección: igualo componente a componente.
α + (−1) = 1 → α = 2
0 + 2 = 2β + 0 → β = 1
−α + 3 = 2β + 1 → −2 + 3 = 2 + 1 → 1 = 3. Contradicción.

Como el sistema no tiene solución y las direcciones no son paralelas: alabeadas.

Distancia punto-recta (en ℝ²)

Si la recta está en forma implícita ax + by + c = 0 y el punto es P = (x0, y0):

d(P, L) = |a·x0 + b·y0 + c|√(a² + b²)
Ejemplo
Distancia de (1, 2) a la recta 3x + 4y − 5 = 0:
d = |3·1 + 4·2 − 5| / √(9 + 16) = |3 + 8 − 5| / 5 = 6/5.

Distancia punto-plano (en ℝ³)

Mismo formato pero con tres variables. Para plano ax + by + cz + d = 0 y punto (x0, y0, z0):

d(P, π) = |a·x0 + b·y0 + c·z0 + d|√(a² + b² + c²)

Proyecciones y simetrías · muy frecuente en parciales

Esta sección cubre la sección 2.6 del libro de Escayola (págs. 72–78). Aparece en todos los primeros parciales — al menos un ejercicio sobre proyección o simétrico, en muchos casos los dos.

Proyección ortogonal de un vector sobre otro

"Proyectar" v sobre u es la sombra perpendicular que v arroja sobre la dirección de u.

proyu(v) = v · uu · u · u   =   v · uu‖² · u

Resultado: un vector paralelo a u cuya magnitud es la "sombra" de v sobre u. Si v y u son ortogonales, la proyección es el vector cero.

Ejemplo · proy. de vector
Proyectar v = (3, 4) sobre u = (1, 0).
v · u = 3·1 + 4·0 = 3. ‖u‖² = 1.
proyu(v) = (3/1)·(1, 0) = (3, 0). (Es la "componente x" de v.)

Proyección ortogonal de un PUNTO sobre una RECTA · receta paso a paso

Esta es la versión que aparece en todos los primeros parciales. Te dan un punto P y una recta L: X = λ·d + P0; tenés que encontrar el punto A ∈ L tal que P − A ⊥ d.

Algoritmo (1 minuto)
1. Escribís A genérico de la recta: A = λ·d + P0.
2. Calculás el vector P − A (en función de λ).
3. Imponés (P − A) · d = 0.
4. Despejás λ.
5. Reemplazás λ en A para obtener las coordenadas del proyectado.
Ejemplo · proy. punto sobre recta (Práctica 2, ej. 34c)
Proyectar P = (1, 0, 2) sobre L: X = λ(2, −1, 0).
A = (2λ, −λ, 0). P − A = (1 − 2λ, λ, 2).
(P − A) · (2, −1, 0) = 2(1 − 2λ) − λ + 0 = 2 − 4λ − λ = 2 − 5λ = 0 → λ = 2/5.
A = (4/5, −2/5, 0). Esa es la proyección.

Proyección ortogonal de un punto sobre un PLANO · receta

Si te dan P y un plano π: ax + by + cz = d, el proyectado A = "pie de la perpendicular" se halla así:

Algoritmo
1. Tomá la recta normal al plano que pasa por P: dirección n = (a, b, c).
   L: X = t·(a, b, c) + P.
2. Buscá la intersección de L con π: reemplazás (x, y, z) genérico de L en la ecuación del plano y despejás t.
3. Reemplazás t en L para obtener A.
Ejemplo · proy. punto sobre plano (Práctica 2, ej. 34d)
Proyectar P = (−1, 1, 0) sobre π: 2x − 3z = 0.
Normal: n = (2, 0, −3). Recta: X = t(2, 0, −3) + (−1, 1, 0) = (2t − 1, 1, −3t).
Reemplazo en π: 2(2t − 1) − 3(−3t) = 0 → 4t − 2 + 9t = 0 → 13t = 2 → t = 2/13.
A = (4/13 − 1, 1, −6/13) = (−9/13, 1, −6/13).

Caracterización geométrica (la "trampa" del parcial)

Cuando A es la proyección...
Si A es la proyección ortogonal de P sobre una recta L con dirección d, entonces:
   • A ∈ L (necesariamente está en la recta).
   • (P − A) · d = 0 (perpendicular a la dirección).
Para un plano: A ∈ π y P − A es paralelo a la normal (o sea, P − A es múltiplo del vector normal).
Ejemplo tipo parcial (T2 Álgebra A · 2024)
Si A = (2, 6) es la proyección ortogonal de B = (4, −1) sobre L: (x,y) = λ(2/k², 7/7) + (1, 40), hallar k.

B − A = (2, −7). Por la caracterización: (B − A) · d = 0.
(2)·(2/k²) + (−7)·1 = 0 → 4/k² = 7 → k² = 4/7 → k = ±2/√7.
Verificar también que A ∈ L: 2 = (2/k²)·λ + 1 con el k hallado da un λ que satisface las dos coords.
Error frecuente · al revés
La proyección es de un punto sobre la recta/plano, no al revés. Si pide "proyección de B sobre L", el resultado es un punto de L. Y si te dan A como proyección, A debe pertenecer a L: chequealo siempre.

Simétrico respecto a un punto, recta o plano

El simétrico es el "reflejo": el espejo está en el punto, recta o plano dado.

Simétrico respecto a un punto Q

El simétrico P' de P respecto a Q es tal que Q es el punto medio entre P y P':

P' = 2Q − P
Ejemplo (Práctica 2, ej. 28b)
Simétrico de (2, −4) respecto a (−1, 1):
P' = 2·(−1, 1) − (2, −4) = (−2 − 2, 2 + 4) = (−4, 6).

Simétrico respecto a una recta L (o plano π) · receta

Estrategia universal: el simétrico es A' = 2A − P, donde A es la proyección de P sobre L (o π).

Receta del simétrico
1. Hallá A = proyección ortogonal de P sobre L (o sobre π).
2. P' = 2A − P. (A es el punto medio entre P y P'.)
Ejemplo (Práctica 2, ej. 32b)
Simétrico de (0, 0, 0) respecto a L: X = λ(1, 1, 0) + (0, −1, 2).
Paso 1: proyección de O = (0,0,0) sobre L. A = (λ, λ − 1, 2). O − A = (−λ, 1 − λ, −2).
(O − A) · (1, 1, 0) = −λ + (1 − λ) = 1 − 2λ = 0 → λ = 1/2.
A = (1/2, −1/2, 2).
Paso 2: P' = 2A − O = (1, −1, 4).
Ejemplo · simétrico respecto a plano (Práctica 2, ej. 32c)
Simétrico de P = (−1, 1, 2) respecto a π: 2x + y − 3z = 2.
Recta normal: X = t(2, 1, −3) + (−1, 1, 2) = (2t − 1, t + 1, −3t + 2).
En π: 2(2t − 1) + (t + 1) − 3(−3t + 2) = 2 → 4t − 2 + t + 1 + 9t − 6 = 2 → 14t − 7 = 2 → t = 9/14.
A = (4/7, 23/14, −13/14).
P' = 2A − P = (8/7 + 1, 23/7 − 1, −13/7 − 2) = (15/7, 16/7, −27/7).

Simétrico respecto a los ejes coordenados (atajo)

Eje espejoP = (x, y) → P'
Eje x(x, −y)
Eje y(−x, y)
Origen(−x, −y)
Recta y = x(y, x)

Aplicación · halle un punto Q tal que el simétrico de P respecto a Q es P'

De la fórmula P' = 2Q − P, se despeja: Q = (P + P') / 2. Q es el punto medio.

Ejemplo (Práctica 2, ej. 29b)
El simétrico de (3, −1, 1) respecto a Q es (0, 0, 0).
Q = (P + P')/2 = ((3, −1, 1) + (0, 0, 0))/2 = (3/2, −1/2, 1/2).
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3 Subespacios vectoriales

¿Qué es un subespacio?

Un subespacio vectorial de n es un subconjunto S que se comporta "bien" con la suma y el producto por escalar: si hacés operaciones entre vectores de S, el resultado sigue en S.

Intuitivamente, en ℝ³ los subespacios son:

  • Solo el origen {(0, 0, 0)} (dimensión 0).
  • Cualquier recta que pase por el origen (dimensión 1).
  • Cualquier plano que pase por el origen (dimensión 2).
  • Todo ℝ³ (dimensión 3).

Una recta que NO pasa por el origen, por ejemplo, no es subespacio.

Definición formal

S ⊆ ℝn es subespacio si cumple 3 condiciones:

  1. El cero está: 0 ∈ S.
  2. Cerrado por suma: si u, v ∈ S, entonces u + v ∈ S.
  3. Cerrado por producto por escalar: si u ∈ S y k ∈ ℝ, entonces k·u ∈ S.
Test ultra rápido
Si el vector nulo no está en S, ya no es subespacio. Ahorrás chequeos.
Por ejemplo: S = {(x, y) : x + y = 1} no es subespacio porque (0, 0) no cumple 0 + 0 = 1.
Ejemplo: chequear si es subespacio
S = {(x, y, z) ∈ ℝ³ : x + y − z = 0}.

1) ¿Está el cero? 0 + 0 − 0 = 0 ✓
2) ¿Cerrado por suma? Sean u = (u1, u2, u3) y v = (v1, v2, v3) con u1+u2−u3 = 0 y v1+v2−v3 = 0.
u + v = (u1+v1, u2+v2, u3+v3). Chequeo: (u1+v1) + (u2+v2) − (u3+v3) = (u1+u2−u3) + (v1+v2−v3) = 0 + 0 = 0. ✓
3) ¿Cerrado por escalar? k·u = (ku1, ku2, ku3). Chequeo: ku1+ku2−ku3 = k(u1+u2−u3) = k·0 = 0. ✓

Sí es subespacio. (Geométricamente, es el plano que pasa por el origen con normal (1, 1, −1).)

Combinación lineal

Una combinación lineal de los vectores v1, v2, ..., vk es cualquier expresión de la forma:

α1·v1 + α2·v2 + ... + αk·vk

donde los αi son números reales cualesquiera.

Problema: ¿un vector es combinación lineal de otros?

Método
1. Planteás una combinación general: α·v1 + β·v2 + ... = v.
2. Eso se convierte en un sistema de ecuaciones (una por componente).
3. Si el sistema tiene solución, es combinación lineal.
4. Si no tiene solución, no lo es.
Ejemplo resuelto
¿Es (2, 0, 4) combinación lineal de v1 = (1, −1, 2) y v2 = (1, 1, 2)?

Planteo: α·(1,−1,2) + β·(1,1,2) = (2,0,4).
Componente a componente:
α + β = 2
−α + β = 0 → β = α
2α + 2β = 4 → α + β = 2 (redundante con la primera)

Sustituyendo β = α en α + β = 2: α = β = 1.
Entonces (2, 0, 4) = 1·(1,−1,2) + 1·(1,1,2). Sí es CL.

Subespacio generado

Dado un conjunto de vectores {v1, ..., vk}, el subespacio generado por ellos —notado <v1, ..., vk>— es el conjunto de todas sus combinaciones lineales. Siempre es subespacio.

Ejemplo
<(1, 0, 0), (0, 1, 0)> = todas las combinaciones α(1,0,0) + β(0,1,0) = (α, β, 0). Geométricamente, es el plano xy (los vectores con tercera componente 0).

Independencia y dependencia lineal

Los vectores {v1, ..., vk} son:

  • Linealmente independientes (L.I.) si la única combinación que da el vector nulo es la trivial (todos los coeficientes cero):
    α1v1 + ... + αkvk = 0 ⟹ α1 = ... = αk = 0.
  • Linealmente dependientes (L.D.) si existe alguna combinación no trivial que da cero. Equivalentemente: alguno de los vectores es combinación lineal de los otros.
Criterios rápidos
• Dos vectores son L.I. ⟺ ninguno es múltiplo del otro.
• Si hay un vector nulo en el conjunto, es L.D.
• Si hay dos vectores iguales, es L.D.
• Si tenés más vectores que la dimensión del espacio, son L.D. obligatoriamente (ej.: 4 vectores en ℝ³ son L.D. siempre).
Ejemplo: ¿son L.I.?
{(1, 1, 0), (1, 0, 1), (0, 1, 1)}.

Planteo: α(1,1,0) + β(1,0,1) + γ(0,1,1) = (0,0,0).
• α + β = 0
• α + γ = 0
• β + γ = 0

De las dos primeras: β = −α y γ = −α. De la tercera: β + γ = −2α = 0 → α = 0. Entonces β = γ = 0.
Única solución: la trivial. Son L.I.

Base y dimensión · muy frecuente en parciales

Una base de un subespacio S es un conjunto de vectores que:

  1. Son linealmente independientes.
  2. Generan S (cualquier vector de S es combinación lineal de ellos).

La dimensión de S es la cantidad de vectores de cualquier base de S (todas las bases tienen la misma cantidad).

Datos que hay que saber
dim(ℝn) = n.
• Recta por el origen: dimensión 1.
• Plano por el origen: dimensión 2.
• Si S ⊆ ℝn está definido por m ecuaciones lineales independientes, entonces dim(S) = n − m.
• Una base de n muy usada: la base canónica {e1, e2, ..., en} donde ei tiene un 1 en la posición i y ceros en el resto.

Subespacios dados por ecuaciones

Formato muy típico: S = {(x1, ..., xn) ∈ ℝn : condición(es)}.

Ejemplo de parcial
S = {(x1, x2, x3, x4) ∈ ℝ⁴ : x1 − x4 = 0}.

Dimensión: una ecuación en ℝ⁴ → dim(S) = 4 − 1 = 3.

Base: despejo x1 = x4. Entonces los vectores son de la forma (x4, x2, x3, x4) con x2, x3, x4 libres. Una base:
• Con x4 = 1, x2 = 0, x3 = 0: (1, 0, 0, 1)
• Con x4 = 0, x2 = 1, x3 = 0: (0, 1, 0, 0)
• Con x4 = 0, x2 = 0, x3 = 1: (0, 0, 1, 0)

Chequeo de pertenencia: ¿(3, 2, 1, 4) ∈ S? → 3 − 4 = −1 ≠ 0. No pertenece.

¿Cómo extender un conjunto L.I. a una base?

Si tenés vectores L.I. en n pero te faltan para formar una base, podés agregar vectores canónicos hasta llenar.

Ejemplo
Extender {(1, 2, 0)} a una base de ℝ³.
Como tengo 1 vector y necesito 3, agrego dos. Pruebo con (0, 1, 0) y (0, 0, 1): el conjunto es L.I. (los vectores canónicos son obviamente L.I. y el primero no está generado por ellos). Base: {(1, 2, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1)}.
Errores frecuentes
• Pensar que "vector nulo está en el subespacio" alcanza para ser subespacio. Las tres condiciones son necesarias.
• Confundir "generar" con "ser base". Los vectores pueden generar y ser L.D. (entonces no son base).
• En ecuaciones con parámetros, olvidar analizar cuándo las ecuaciones son independientes vs redundantes.
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4 Cónicas

¿Qué son las cónicas?

Las cónicas son curvas que se obtienen al cortar un cono con un plano. Según el ángulo del corte se obtienen:

  • Circunferencia: corte horizontal.
  • Elipse: corte inclinado.
  • Parábola: corte paralelo a un lado del cono.
  • Hipérbola: corte que atraviesa ambas partes del cono.

También se pueden definir de forma puramente geométrica como lugares geométricos (conjunto de puntos que cumplen una condición).


Circunferencia

Definición geométrica: conjunto de puntos del plano que están a distancia constante (llamada radio, r) de un punto fijo (llamado centro, (h, k)).

Ecuación canónica

(x − h)² + (y − k)² = r²

Sale directo de imponer que la distancia entre (x, y) y (h, k) sea r.

Ecuación general

x² + y² + Dx + Ey + F = 0

Para pasar de general a canónica (y así identificar centro y radio), se completan cuadrados.

Método: completar cuadrados
Para x² + Dx, sumamos y restamos (D/2)²:
x² + Dx = (x + D/2)² − (D/2)²
Se hace lo mismo con las y.
Ejemplo completo
x² + y² − 6x + 2y = 0.

Agrupo: (x² − 6x) + (y² + 2y) = 0.
Completo en x: x² − 6x = (x − 3)² − 9.
Completo en y: y² + 2y = (y + 1)² − 1.
Sustituyo: (x − 3)² − 9 + (y + 1)² − 1 = 0.
Paso los números al otro lado: (x − 3)² + (y + 1)² = 10.

Centro: (3, −1). Radio: √10.

Elipse

Definición geométrica: conjunto de puntos cuya suma de distancias a dos puntos fijos (los focos, F1 y F2) es constante.

Ecuación canónica (centrada en (h, k))

Elipse horizontal (eje mayor en x):   (x − h)² + (y − k)² = 1,   con a > b

Elipse vertical (eje mayor en y):   (x − h)² + (y − k)² = 1,   con a > b

Elementos importantes

  • Centro: (h, k).
  • Semieje mayor: a (el más grande, va en la dirección del eje mayor).
  • Semieje menor: b.
  • Distancia del centro al foco: c, con c² = a² − b² (la a es la grande).
  • Focos: ubicados a distancia c del centro sobre el eje mayor.
  • Vértices: extremos del eje mayor, a distancia a del centro.
  • Excentricidad: e = c/a, siempre entre 0 y 1. Si e = 0, es circunferencia (a = b).
Ejemplo
x²/25 + y²/9 = 1.
a² = 25 (mayor, va con la x), b² = 9. Entonces a = 5, b = 3.
Es horizontal (el denominador grande está con la x).
c² = 25 − 9 = 16 → c = 4.
Centro: (0, 0). Focos: (±4, 0). Vértices: (±5, 0).

Hipérbola · muy frecuente en parciales

Definición geométrica: conjunto de puntos cuya diferencia (en valor absoluto) de distancias a dos focos es constante.

Ecuación canónica

Horizontal (abre izq/der):   (x − h)²(y − k)² = 1

Vertical (abre arriba/abajo):   (y − k)²(x − h)² = 1

La diferencia con la elipse es el signo menos. Y ahora el "primero" (el término positivo) es el que dice la orientación.

Elementos importantes

  • Centro: (h, k).
  • Distancia al foco: c² = a² + b² (ojo, es suma en la hipérbola, resta en la elipse).
  • Vértices: a distancia a del centro en el eje de apertura.
  • Asíntotas: rectas a las que se acerca la hipérbola pero no toca. Para la hipérbola horizontal:
Asíntotas (horizontal): y − k = ±ba·(x − h)

Asíntotas (vertical): y − k = ±ab·(x − h)
Truco clave
El centro de la hipérbola es el punto donde se cruzan las asíntotas. Muy útil para hallar el centro sin tener la ecuación canónica explícita.

Comparación elipse vs hipérbola · tabla integradora

ElipseHipérbola
DefiniciónSuma de distancias a focos = cteDiferencia de distancias a focos = cte (en valor absoluto)
Signo+ entre términos− entre términos
Relación cc² = a² − b² (con a > b, c < a)c² = a² + b² (c > a)
FocosDENTRO de la curvaFUERA de las ramas
Excentricidad e = c/a0 ≤ e < 1 (e=0 → circunferencia)e > 1
AsíntotasNO tieneSÍ (y se cruzan en el centro)
Vértices4 (extremos de ambos ejes)2 (sobre eje real)
Error frecuente
Confundir c² = a² − b² (elipse) con c² = a² + b² (hipérbola). Mnemotecnia: en la elipse los focos están adentro (más cerca → distancia menor que a → resta); en la hipérbola están afuera (más lejos → distancia mayor que a → suma).
Ejemplo: hallar centro por asíntotas
Asíntotas: y = 2x + 1 y y = −2x + 5.
Igualo: 2x + 1 = −2x + 5 → 4x = 4 → x = 1. Entonces y = 2(1) + 1 = 3.
Centro de la hipérbola: (1, 3).

Parábola · muy frecuente en parciales

Definición geométrica: conjunto de puntos que están a igual distancia de un punto fijo (foco) y una recta fija (directriz).

Elementos

  • Vértice: V = (h, k). Punto medio entre foco y directriz.
  • Foco: F.
  • Directriz: recta perpendicular al eje de simetría.
  • Parámetro p: distancia del vértice al foco (= distancia del vértice a la directriz).
  • Distancia foco–directriz: siempre es 2·|p|.

Ecuación canónica

Vertical (abre arriba o abajo):   (x − h)² = 4p·(y − k)

Horizontal (abre izquierda o derecha):   (y − k)² = 4p·(x − h)
Signo de p
Vertical con p > 0: abre hacia arriba (foco arriba del vértice).
Vertical con p < 0: abre hacia abajo (foco abajo del vértice).
Horizontal con p > 0: abre hacia la derecha.
Horizontal con p < 0: abre hacia la izquierda.

Regla rápida: el foco está adentro de la parábola. Si el foco está a la derecha del vértice, p > 0 horizontal. Etc.

Armar parábola conociendo foco y directriz · ejercicio clásico

Método paso a paso
1. Mirá si la directriz es horizontal (y = cte) → parábola vertical; o vertical (x = cte) → parábola horizontal.
2. El vértice está en el punto medio entre el foco y la directriz, sobre la línea perpendicular a la directriz que pasa por el foco.
3. Calculá p: su magnitud es la distancia vértice↔foco. Su signo lo decide la posición del foco respecto del vértice.
4. Armá la ecuación con la fórmula correspondiente.
Ejemplo resuelto
Foco (2, −1,5), directriz y = −0,5. Armar la ecuación.

Directriz horizontal → parábola vertical.
Vértice: misma x que el foco (2), y = promedio entre −1,5 y −0,5 → y = −1. Vértice: (2, −1).
Distancia vértice↔foco = |−1 − (−1,5)| = 0,5. Como el foco (−1,5) está abajo del vértice (−1), p es negativo. p = −1/2.
Ecuación: (x − 2)² = 4·(−1/2)·(y + 1) = −2(y + 1).
Errores típicos
• Confundir 4p con p. La fórmula usa 4p, no p. Si la distancia foco-directriz es 2, entonces p = ±1 y 4p = ±4.
• No fijarse en el signo de p: determina el sentido en que "abre" la parábola.
• En elipse usar c² = a² + b² (eso es para la hipérbola). En elipse es c² = a² − b².
• Confundir semieje mayor con menor: siempre a > b por convención, y el denominador más grande marca la orientación.
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Segundo parcial Unidades 5–8
5 Sistemas, matrices, determinantes

¿Qué es un sistema lineal?

Un sistema lineal es un conjunto de ecuaciones donde las incógnitas aparecen solo con exponente 1 (sin potencias, ni raíces, ni multiplicadas entre sí).

Ejemplo de sistema
2x + y − z = 3
x − y + 2z = 1
3x + 0y + z = 5

Las incógnitas son x, y, z. Resolver significa encontrar los valores que hacen cumplir todas las ecuaciones a la vez.

Matrices: la forma compacta

Un sistema lineal se puede escribir de forma matricial como A·x = b:

A = matriz de coeficientes
x = vector de incógnitas
b = vector de términos independientes

Para el ejemplo anterior:

A =
21−1
1−12
301
,    x =
x
y
z
,    b =
3
1
5

Sistemas homogéneos vs no homogéneos

  • Homogéneo: A·x = 0 (términos independientes todos cero). Siempre tiene al menos la solución trivial x = 0.
  • No homogéneo: A·x = b con b ≠ 0. Puede tener solución, no tener, o tener infinitas.

Clasificación de sistemas · muy frecuente

TipoCantidad de solucionesCondición
S.C.D. (compatible determinado)Únicarg(A) = rg(A|b) = n
S.C.I. (compatible indeterminado)Infinitasrg(A) = rg(A|b) < n
S.I. (incompatible)Ningunarg(A) < rg(A|b)

donde n es el número de incógnitas y "rango" es la cantidad de filas no nulas en la matriz escalonada.

Método de eliminación de Gauss · principal método del curso

El método para resolver sistemas consiste en "limpiar" la matriz ampliada (A|b) usando operaciones por filas, sin cambiar las soluciones.

Operaciones permitidas por filas
1. Intercambiar dos filas.
2. Multiplicar una fila por un escalar no nulo.
3. Sumar a una fila un múltiplo de otra.

El objetivo es llegar a la forma escalonada, donde cada fila empieza con más ceros que la anterior, y después se resuelve "de abajo hacia arriba" (sustitución hacia atrás).

Ejemplo resuelto completo
Resolver: x + y = 3; 2x − y = 0.

Matriz ampliada:
11|3
2−1|0


F2 ← F2 − 2·F1:
11|3
0−3|−6


De la segunda fila: −3y = −6 → y = 2.
Sustitución hacia atrás en la primera: x + 2 = 3 → x = 1.
Solución: (1, 2).

Sistemas con parámetros · clásico de parcial

A veces el sistema depende de un parámetro (k, a, m...) y hay que discutir para qué valores es SCD, SCI o SI. La idea es escalonar como siempre y ver qué pasa según el valor del parámetro.


Operaciones con matrices

Suma y producto por escalar

Igual que con vectores, componente a componente. Solo se pueden sumar matrices del mismo tamaño.

Producto de matrices

Para calcular A·B, la cantidad de columnas de A debe coincidir con la cantidad de filas de B.

(A·B)ij = Σk Aik · Bkj

"Fila i de A por columna j de B" (producto escalar)
Ejemplo
12
34
·
56
78
=
1·5+2·71·6+2·8
3·5+4·73·6+4·8
=
1922
4350
Cuidado: NO conmutativo
En general A·B ≠ B·A. Incluso puede pasar que A·B exista pero B·A no (si las dimensiones no lo permiten).

Matriz identidad y traspuesta

  • Identidad In: matriz n×n con 1 en la diagonal y 0 en el resto. Cumple I·A = A·I = A (cuando las dimensiones permiten).
  • Traspuesta AT: se obtiene intercambiando filas por columnas. Si A es m×n, AT es n×m.

Determinante · muy frecuente en parciales

El determinante es un número que se asigna a cada matriz cuadrada. Da información sobre si la matriz es inversible, sobre el volumen del "paralelepípedo" que generan sus columnas, y sobre la clasificación del sistema asociado.

Fórmula para 2×2

det
ab
cd
= a·d − b·c

Fórmula para 3×3 (regla de Sarrus)

Para matriz [[a11, a12, a13], [a21, a22, a23], [a31, a32, a33]]:

det = a11a22a33 + a12a23a31 + a13a21a32
     − a13a22a31 − a11a23a32 − a12a21a33

Truco visual de Sarrus: copiás las dos primeras columnas a la derecha, y hacés tres diagonales descendentes (suman) y tres ascendentes (restan).

Desarrollo por cofactores (general)

Se puede calcular "desarrollando" por una fila o columna. Para una 3×3 por la primera fila:

det = a11·M11 − a12·M12 + a13·M13

donde Mij es el determinante de la submatriz 2×2 que queda al tachar la fila i y la columna j.

Propiedades del determinante · se preguntan mucho

Propiedades clave
det(A·B) = det(A)·det(B)
det(AT) = det(A)
det(k·A) = kn·det(A) (A es n×n)
det(A−1) = 1/det(A)
• Fila o columna nula → det = 0
• Dos filas (o columnas) proporcionales → det = 0
• Intercambiar dos filas → det cambia de signo
• Sumar a una fila un múltiplo de otra → det no cambia (útil para simplificar cálculo)

Matriz inversa

Una matriz cuadrada A es inversible si existe A−1 tal que A·A−1 = A−1·A = I.

Criterio fundamental
A es inversible  ⟺  det(A) ≠ 0
Equivalente: el sistema A·x = 0 tiene solo la solución trivial.

Fórmula para 2×2

Si A =
ab
cd
y det(A) = ad − bc ≠ 0, entonces

A−1 = 1det(A) ·
d−b
−ca

Aplicación: resolver sistemas

Si A es inversible, el sistema A·x = b tiene única solución:

x = A−1·b
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6 Transformaciones lineales

¿Qué es una transformación lineal?

Una transformación lineal es una función T: ℝn → ℝm (del espacio de salida al de llegada) que respeta las dos operaciones: suma y producto por escalar.

T es lineal ⟺ para todos los u, v y todo k:
1) T(u + v) = T(u) + T(v)
2) T(k·u) = k·T(u)

La idea: "lo que T hace conmuta con las operaciones lineales".

Ejemplo que SÍ es TL
T(x, y) = (x + y, 2x) de ℝ² en ℝ².
Chequeo: T(u+v) = T(u1+v1, u2+v2) = (u1+v1+u2+v2, 2u1+2v1) = T(u)+T(v). ✓
Similar para el escalar.
Ejemplo que NO es TL
T(x, y) = (x + 1, y).
Chequeo fallo rápido: T(0, 0) = (1, 0) ≠ (0, 0). Toda TL cumple T(0) = 0. Falla.

Representación matricial

Todo TL T: ℝn → ℝm se puede escribir como T(x) = A·x, donde A es una matriz m×n llamada matriz canónica de T.

¿Cómo obtener la matriz canónica?
Las columnas de A son las imágenes de los vectores canónicos: A = [T(e1) | T(e2) | ... | T(en)].

donde ei es el vector con 1 en posición i y 0 en el resto.
Ejemplo: construir matriz canónica
T(x, y, z) = (x + 2y, y − z).

T(e1) = T(1, 0, 0) = (1, 0)
T(e2) = T(0, 1, 0) = (2, 1)
T(e3) = T(0, 0, 1) = (0, −1)

Matriz canónica:
120
01−1

Núcleo e imagen · MUY frecuente en parciales

Núcleo (kernel)

Nu(T) = {x ∈ ℝn : T(x) = 0}

Son los vectores que se aplastan al cero. Siempre es un subespacio del dominio.

Imagen

Im(T) = {T(x) : x ∈ ℝn} = todos los valores alcanzables

Es un subespacio del codominio.

Teorema de las dimensiones · fundamental

dim(Nu(T)) + dim(Im(T)) = dim(dominio) = n

Es el teorema más usado para resolver ejercicios sobre TL. Si conocés una de las dimensiones, sabés la otra.

Cómo calcular el núcleo

  1. Planteás T(x) = 0, o sea A·x = 0.
  2. Resolvés el sistema homogéneo (por Gauss).
  3. Las soluciones forman un subespacio: el núcleo.
Ejemplo resuelto
T(x, y, z) = (x + y, y − z). Hallar Nu(T).

Resuelvo T(x, y, z) = (0, 0):
• x + y = 0 → y = −x
• y − z = 0 → z = y = −x

Soluciones: (x, −x, −x) = x·(1, −1, −1). Entonces Nu(T) = <(1, −1, −1)>, dim = 1.
Por el teorema: dim(Im) = 3 − 1 = 2. Como Im ⊆ ℝ², y tiene dim 2, Im(T) = ℝ².

Cómo calcular la imagen

La imagen es el subespacio generado por las columnas de la matriz canónica. Para hallar una base, eliminás las columnas que son combinación lineal de las anteriores.

Ejemplo
Matriz canónica:
120
01−1

Columnas: (1,0), (2,1), (0,−1). Las dos primeras son L.I. La tercera es −1·(2,1) + 2·(1,0) = (0,−1), así que es combinación. Base de Im: {(1,0), (2,1)}.
dim(Im) = 2. Como Im ⊆ ℝ² y dim = 2: Im(T) = ℝ².

Inyectividad, sobreyectividad, biyectividad

Caracterizaciones
• T inyectiva (cada salida tiene a lo sumo una entrada) ⟺ Nu(T) = {0} ⟺ dim(Nu) = 0.
• T sobreyectiva (alcanza todo el codominio) ⟺ Im(T) = ℝm ⟺ dim(Im) = m.
• T biyectiva (inyectiva y sobreyectiva) ⟺ es inversible.
Detalle importante (cuando dim dominio = dim codominio)
Si n = m, entonces inyectividad ⟺ sobreyectividad ⟺ biyectividad. Son equivalentes. O sea que chequeás una y ya tenés las otras.

Composición de TL

Si T: ℝn → ℝm y S: ℝm → ℝp son TL, entonces S ∘ T también es TL. Su matriz canónica es el producto de las matrices:

Matriz de (S ∘ T) = (Matriz de S) · (Matriz de T)

Atención al orden: primero se aplica T, después S, pero la matriz que aplica primero va a la derecha en el producto.

TL inversa

Si T es biyectiva, tiene inversa T−1, cuya matriz canónica es la inversa de la matriz canónica de T.

TL con parámetros · clásico de parcial

Tipo de ejercicio: te dan una TL con un parámetro (a, k, etc.) y te piden analizar para qué valores tiene cierta propiedad (núcleo de dimensión X, imagen = ℝⁿ, etc.). El método: armar la matriz canónica y estudiarla según el parámetro.

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7 Números complejos

¿Qué son los números complejos?

Los números reales no alcanzan para resolver ciertas ecuaciones: por ejemplo, x² = −1 no tiene solución real (ningún cuadrado real es negativo). Se inventa el número i (unidad imaginaria) con la propiedad:

i² = −1

Un número complejo es cualquier expresión de la forma z = a + bi, con a, b ∈ ℝ.

  • a es la parte real (Re(z)).
  • b es la parte imaginaria (Im(z)).

El plano complejo

Cada número complejo z = a + bi se puede representar como un punto (a, b) del plano. El eje x se llama eje real y el eje y eje imaginario.


Tres formas de escribir un complejo

1. Forma binómica: z = a + bi

La más directa. Útil para sumas y restas.

2. Forma polar: z = r·(cos θ + i·sen θ)

Describe z por:

  • Módulo r = |z| = √(a² + b²) (distancia al origen).
  • Argumento θ = arg(z) (ángulo desde el eje real positivo, medido en sentido antihorario).

3. Forma exponencial: z = r·e

Es una notación compacta de la polar. Por la fórmula de Euler: e = cos θ + i sen θ.

Conversión entre formas

De binómica a polar:
r = √(a² + b²)    θ = arctan(b/a) (corrigiendo según el cuadrante)

De polar a binómica:
a = r·cos θ    b = r·sen θ
Ejemplo
z = 1 + i. Módulo: r = √(1 + 1) = √2. Argumento: arctan(1/1) = π/4 (primer cuadrante).
Forma polar: z = √2·(cos π/4 + i sen π/4). Exponencial: z = √2·eiπ/4.
Cuidado con el cuadrante
La función arctan devuelve valores en (−π/2, π/2). Si el complejo está en el 2do o 3er cuadrante, hay que sumar π. Lo más seguro es ubicar el complejo en el plano y pensar geométricamente qué ángulo le corresponde.

Operaciones básicas

Suma y resta (en binómica)

(a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)·i
(a + bi) − (c + di) = (a − c) + (b − d)·i

Producto (en binómica)

(a + bi)·(c + di) = (ac − bd) + (ad + bc)·i

(Se expande como un binomio y se usa i² = −1.)

Producto y cociente (en polar/exponencial) · más fácil

z1·z2 = r1r2·ei(θ12)

z1/z2 = (r1/r2)·ei(θ1−θ2)

Regla: módulos se multiplican/dividen, argumentos se suman/restan.

Conjugado

El conjugado de z = a + bi es z̄ = a − bi (cambia el signo de la parte imaginaria).

Propiedades del conjugado
z·z̄ = a² + b² = |z|² (útil para hacer divisiones: multiplicás arriba y abajo por el conjugado del denominador)
z + z̄ = 2·Re(z)
z − z̄ = 2i·Im(z)
• arg(z̄) = −arg(z)

Fórmula de De Moivre (potencias) · muy frecuente

Para elevar un complejo a una potencia n, lo más cómodo es pasar a forma polar:

zn = rn·(cos(nθ) + i·sen(nθ)) = rn·einθ
Ejemplo
Calcular (1 + i)⁸.
r = √2, θ = π/4. Entonces (1+i)⁸ = (√2)⁸·ei·8π/4 = 16·ei·2π = 16·1 = 16.

Raíces enésimas de un complejo

La ecuación zn = w (con w ≠ 0) tiene exactamente n soluciones complejas distintas. Se obtienen por la fórmula:

zk = r1/n·ei(θ + 2kπ)/n,   k = 0, 1, 2, ..., n−1

donde r = |w| y θ = arg(w).

Geometría de las raíces enésimas
Las n soluciones están en una circunferencia de radio r1/n, formando un polígono regular de n lados (equiespaciadas por ángulo 2π/n).
Ejemplo resuelto de parcial
Resolver z³ = (1 − i)(1 − 2i)³.

Paso 1: pasar el lado derecho a polar. Lo calculás factor por factor:
(1 − i): módulo √2, argumento −π/4 (cuarto cuadrante).
(1 − 2i)³: primero módulo/argumento de (1−2i), después lo elevás al cubo.

Paso 2: multiplicar los factores (módulos × módulos, argumentos suman).

Paso 3: aplicar la fórmula de raíces: sacás raíz cúbica al módulo y dividís el argumento entre 3 (y le sumás 2kπ/3 para obtener las otras).

Obtenés 3 soluciones distintas, ubicadas en un triángulo equilátero en el plano complejo.

Ecuaciones con |z| y z̄ · clásico de Escayola

Tipo: "Si |z| ≠ 0 y z² + z̄·|z| = 0, hallar z".

Método
1. Escribí z = a + bi y z̄ = a − bi.
2. Reemplazá |z|² = a² + b² donde aparezca.
3. Separá parte real e imaginaria: te queda un sistema de dos ecuaciones reales.
4. Resolvé.
Cuidado con la convención del argumento
"Menor argumento" puede significar distintas cosas según el problema: el mínimo en [0, 2π) o en (−π, π]. Leé el enunciado con cuidado.
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8 Polinomios

¿Qué es un polinomio?

Un polinomio en la variable x es una expresión de la forma:

P(x) = anxn + an−1xn−1 + ... + a1x + a0

donde los ai son números (llamados coeficientes) y n es un entero no negativo. Si an ≠ 0, decimos que el grado de P es n y an es el coeficiente principal.

Conjuntos de polinomios

  • ℝ[x]: polinomios con coeficientes reales.
  • ℚ[x]: polinomios con coeficientes racionales.
  • ℂ[x]: polinomios con coeficientes complejos.

En los parciales de Álgebra A se trabaja mucho con ℚ[x] y ℝ[x]. La elección afecta qué raíces se "permiten" como raíces del polinomio en el sentido de sus factores con coeficientes de ese tipo.


División de polinomios · muy frecuente

Análoga a la división entera: dividir P(x) entre Q(x) da un cociente C(x) y un resto R(x) con:

P(x) = Q(x)·C(x) + R(x),   con gr(R) < gr(Q)

El resto debe tener grado menor que el divisor.

Método clásico (a lo "Ruffini" generalizado)

  1. Ordenás ambos polinomios por grado decreciente.
  2. Completás con coeficientes 0 los términos faltantes.
  3. Dividís el término de mayor grado del dividendo por el de mayor grado del divisor: eso da el primer término del cociente.
  4. Multiplicás ese término por todo el divisor y lo restás al dividendo.
  5. Repetís con el nuevo polinomio hasta que el grado sea menor que el del divisor.
Ejemplo
Dividir P(x) = x³ + 2x² − x + 3 entre Q(x) = x + 1.

Paso 1: x³ / x = x². Multiplico: x²·(x+1) = x³ + x². Resto: (x³+2x²−x+3) − (x³+x²) = x² − x + 3.
Paso 2: x² / x = x. Multiplico: x·(x+1) = x² + x. Resto: (x²−x+3) − (x²+x) = −2x + 3.
Paso 3: −2x / x = −2. Multiplico: −2·(x+1) = −2x − 2. Resto: (−2x+3) − (−2x−2) = 5.

Cociente: x² + x − 2. Resto: 5.

Teorema del resto · clave

El resto de dividir P(x) entre (x − a) es P(a)

Es una consecuencia directa: si evaluás P(a) = Q(a)·C(a) + R, como Q(a) = 0, queda P(a) = R.

Ejemplo
El resto de dividir P(x) = x³ − 2x + 5 entre x − 1 es P(1) = 1 − 2 + 5 = 4. Sin hacer la división.

Raíces de un polinomio

Una raíz de P(x) es un valor a tal que P(a) = 0. Equivalentemente:

a es raíz de P ⟺ (x − a) divide a P(x) ⟺ P(a) = 0

Multiplicidad de una raíz

Una raíz a tiene multiplicidad k si (x − a)k divide a P(x) pero (x − a)k+1 no. Por ejemplo, en P(x) = (x − 2)²·(x + 1), la raíz 2 tiene multiplicidad 2 (doble) y −1 multiplicidad 1 (simple).

Teorema fundamental del álgebra

Enunciado
Todo polinomio de grado n con coeficientes complejos (no constante) tiene exactamente n raíces en ℂ (contadas con multiplicidad).

Propiedades de las raíces según el "cuerpo"

En ℝ[x]: raíces complejas vienen en pares conjugados

Si P ∈ ℝ[x] y z = a + bi es raíz, entonces z̄ = a − bi también lo es

Además, si z tiene multiplicidad k, z̄ también.

En ℚ[x]: raíces con radicales vienen de a pares también

Si P ∈ ℚ[x] y a + b√n es raíz (con √n irracional),
entonces a − b√n también es raíz

Por ejemplo: si √5 es raíz de un polinomio de ℚ[x], también lo es −√5.


Factorización

Si conocés todas las raíces de P con sus multiplicidades, podés factorizarlo:

P(x) = an·(x − r1)m1·(x − r2)m2·...·(x − rk)mk

donde an es el coeficiente principal y mi es la multiplicidad de la raíz ri.

Factorización en ℝ[x]

En ℝ[x], un polinomio siempre se factoriza como producto de:

  • Factores lineales (x − a) para raíces reales.
  • Factores cuadráticos irreducibles (x² + px + q) con p² − 4q < 0 para pares de raíces complejas conjugadas.
Ejemplo
P(x) = x⁴ − 1 en ℝ[x].
Diferencia de cuadrados: (x² − 1)(x² + 1). Factorizás más: (x−1)(x+1)(x² + 1).
El factor x² + 1 es irreducible en ℝ[x] (no tiene raíces reales), pero se factoriza en ℂ[x] como (x − i)(x + i).

Construir polinomio con raíces dadas · ejercicio clásico de parcial

Tipo típico: "Construí un polinomio de ℚ[x] (o ℝ[x]) de grado mínimo con ciertas raíces y un valor numérico dado".

Método
1. Para cada raíz dada, determiná todas las raíces obligatorias (conjugadas en ℝ[x], radicales en ℚ[x], y tené en cuenta multiplicidades).
2. Armá el polinomio como producto de los factores correspondientes. El grado mínimo es la suma de multiplicidades.
3. Ese polinomio tiene un coeficiente principal libre k.
4. Usá el valor numérico dado para despejar k.
Ejemplo completo
Hallar P ∈ ℚ[x] de grado mínimo tal que:
P(√5) = 0 (√5 es raíz).
i es raíz doble.
P(−2) = −75.

Raíces obligatorias:
• En ℚ[x], √5 raíz ⟹ −√5 también. Factor: (x − √5)(x + √5) = x² − 5.
• ℚ[x] ⊆ ℝ[x], así que i raíz doble ⟹ −i raíz doble. Factor: (x − i)²(x + i)² = (x² + 1)².

Grado mínimo: 2 + 4 = 6.
Forma: P(x) = k·(x² − 5)·(x² + 1)².

Imponer P(−2) = −75:
P(−2) = k·((−2)² − 5)·((−2)² + 1)² = k·(−1)·(25) = −25k.
−25k = −75 ⟹ k = 3.

P(x) = 3(x² − 5)(x² + 1)².
Errores frecuentes
• Olvidar que las raíces vienen de a pares (conjugada en ℝ[x], o ±√n en ℚ[x]): esto aumenta el grado mínimo.
• Ignorar la multiplicidad: si i es raíz doble, el factor es (x² + 1)², no (x² + 1).
• No chequear que el polinomio final tenga coeficientes en el cuerpo correcto. En ℚ[x] no pueden aparecer √2, π, etc. Los factores deben "esconder" los irracionales multiplicándolos entre sí.
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Álgebra · Guía Primer Parcial

UBA XXI · Cátedra Escayola · Guía intensiva basada en 9 parciales (18/09/2024)
1 Estrategia general y fórmulas clave

La estructura del parcial Escayola

El parcial siempre tiene 8 ejercicios de opción múltiple, cada uno vale 1,25 puntos (total 10 puntos). Todos son de respuesta única. No hay desarrollo obligatorio: elegís la opción correcta.

Los 8 ejercicios cubren 5 sesiones temáticas: vectores (sesión 1), rectas y planos (sesión 3), subespacios y bases (sesión 4), cónicas (sesión 5). Sesión 2 no entra al 1° parcial.

Las 4 preguntas que te tenés que hacer al leer cada ejercicio

Pregunta 1 — ¿Qué tema es?

Si ves...Es...
Norma, ángulo, producto escalar, paralelo, móduloTIPO 1 — Vectores
Recta + plano, distancia, simétrico, posición relativaTIPO 2 — Rectas y planos
Subespacio S, base, generadores, L.I./L.D., determinanteTIPO 3 — Subespacios
Elipse, hipérbola, parábola, circunferencia, completar cuadradosTIPO 4 — Cónicas

Pregunta 2 — ¿Qué fórmula dispara?

  • Producto escalar: v · w = ‖v‖·‖w‖·cos(α)
  • Norma: ‖v‖ = √(v₁² + v₂² + v₃²)
  • Paralelo: w = k·v para algún k ≠ 0
  • Distancia punto–plano: recta normal al plano, buscar intersección, medir
  • Base: determinante ≠ 0 ↔ L.I. ↔ genera R³
  • Cónicas: completar cuadrados para llevar a forma canónica

Pregunta 3 — ¿Tengo todos los datos?

En vectores: fijate si te dan norma, ángulo o coordenadas. En cónicas: identificá los coeficientes antes de completar cuadrados. En subespacios: verificá qué vectores hay que reemplazar en qué ecuación.

Pregunta 4 — ¿Puedo descartar opciones rápido?

El parcial tiene 4 opciones. En muchos ejercicios, 2 de las 4 tienen una característica obvia incorrecta. Por ejemplo, en "posición relativa de rectas": si los vectores directores son múltiplos → no son paralelas en ningún otro sentido. Eso elimina 2 opciones en 10 segundos.

Fórmulas imprescindibles

Producto escalar: v · w = v₁w₁ + v₂w₂ + v₃w₃ = ‖v‖·‖w‖·cos(α)
Norma: ‖v‖ = √(v₁² + v₂² + v₃²)
Punto medio entre A y B: M = ((A+B)/2) (coordenada a coordenada)
Vector AB: AB = B − A
Versor (vector unitario): v̂ = v / ‖v‖
Determinante 3×3 (regla de Sarrus o cofactores):
Si det(M) = 0 → L.D. (no es base, no genera R³)
Si det(M) ≠ 0 → L.I. (es base, genera R³)
Distancia de A al plano ax+by+cz=d:
d = |ax₀ + by₀ + cz₀ − d| / √(a²+b²+c²)
(O via recta normal: más segura si no recordás la fórmula directa)
Cónicas canónicas:
Circunferencia: (x−h)² + (y−k)² = r²
Elipse: (x−h)²/a² + (y−k)²/b² = 1 (a > b > 0)
Hipérbola (eje x): (x−h)²/a² − (y−k)²/b² = 1
Hipérbola (eje y): (y−k)²/a² − (x−h)²/b² = 1
Parábola (abre →): (y−k)² = 4p(x−h), p > 0
Parábola (abre ←): (y−k)² = −4p(x−h), p > 0
Regla de oro del parcial
Si el ejercicio tiene un parámetro (k, n, m, β...), la estrategia es siempre la misma: reemplazá en la ecuación/condición del enunciado, calculá y despejá el parámetro. No intentes "adivinar": sustituí.
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2 TIPO 1 · Vectores en R³

Aparece en el 100% de los parciales (2–3 ejercicios)

Los ejercicios de vectores son los más directos. La clave es saber qué fórmula aplicar y no confundir módulo con coordenadas.

Subtipo A: Producto escalar y ángulo

La fórmula clave une dos definiciones del producto escalar:

v · w = v₁w₁ + v₂w₂ + v₃w₃ = ‖v‖·‖w‖·cos(α)

Si te dan coordenadas → calculás el producto por componentes. Si te dan normas y ángulo → usás la forma geométrica.

Ejercicio real (Parcial Tema 9) — Producto escalar con parámetro

Dados a = (k, −k, k) y b = (0, 0, −k) con k ∈ R, hallá cos(α).

Paso 1 (producto escalar por componentes):

a · b = k·0 + (−k)·0 + k·(−k) = −k²

Paso 2 (normas):

‖a‖ = √(k² + k² + k²) = k√3 (tomamos k > 0)
‖b‖ = √(0 + 0 + k²) = |k|

Paso 3 (despejás cos α):

cos(α) = −k² / (k√3 · k) = −k²/(k²√3) = −1/√3

Respuesta: opción A) −1/√3.

Ejercicio real (Parcial Tema 4) — Producto escalar con normas y ángulo

v tiene norma √5, w tiene norma 8, ángulo = 2π/3. Calculá v · w.

v · w = √5 · 8 · cos(2π/3) = 8√5 · (−1/2) = −4√5

Subtipo B: Vector paralelo de norma dada

Si pedido que w es paralelo a v y tiene norma r, la receta es:

  1. Escribís w = k·v.
  2. Imponés ‖w‖ = ‖k·v‖ = |k|·‖v‖ = r.
  3. Obtenés dos valores de k (positivo y negativo).
  4. El enunciado te dice cuál usar (coordenada negativa, etc.).
Ejercicio real (Parcial Tema 4) — Vector paralelo de norma dada

Hallá w de norma 6√5 paralelo a v = (−2/9, 4/9, −5/9).

Paso 1: w = k·(−2/9, 4/9, −5/9).

Paso 2: ‖v‖ = √((2/9)² + (4/9)² + (5/9)²) = √(4+16+25)/9 = √45/9 = 3√5/9 = √5/3.

Paso 3: |k|·√5/3 = 6√5 → |k| = 18 → k = ±18.

Para k = −18: w = −18·(−2/9, 4/9, −5/9) = (4, −8, 10). Respuesta: D).

Trampa frecuente — El versor
Si te dicen que v es "paralelo al versor î" significa que solo tiene componente en x. Si es paralelo a î y tiene norma 7 → v = (7, 0, 0) o v = (−7, 0, 0). El enunciado te dice cuál.

Subtipo C: Punto medio y vector entre puntos

Si te dan que M es el punto medio entre los extremos de v y u:

M = (v + u) / 2 ↔ v + u = 2M

Entonces: u = 2M − v (coordenada a coordenada).

Ejercicio real (Parcial Tema 9) — Punto medio

v = (−7, 0, 0) y M = (15/2, 17/4, −1/10). Hallá u.

ux = 2·(15/2) − (−7) = 15 + 7 = 22
uy = 2·(17/4) − 0 = 17/2
uz = 2·(−1/10) − 0 = −1/5

Respuesta: u = (22, 17/2, −1/5). Opción B).

Subtipo D: Dilatación + traslación

Te dan β·u + t = w con β desconocido, u y t y w conocidos. Despejás β resolviendo coordinada a coordenada.

Ejercicio real (Parciales múltiples) — Dilatación con parámetro

β·(3/11, −1/11, 2/11) + (−10, 9, 1) = (−7, 8, 3). Hallá β.

Coordenada x: 3β/11 − 10 = −7 → 3β/11 = 3 → β = 11. Verificás con y y z. Respuesta: C) 11.

Subtipo E: Vectores AB y CD con igual módulo (parámetro)

Calculás AB = B − A y CD = D − C, luego imponés ‖AB‖ = ‖CD‖. Sale una ecuación cuadrática en el parámetro.

Resultado típico
La ecuación cuadrática que sale tiene la forma m² = cte, entonces la solución es |m| = √cte, lo que da dos valores. La opción correcta escribe "|m| = ..." (no solo un valor positivo).
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3 TIPO 2 · Rectas y planos

Aparece en el 100% de los parciales (2 ejercicios)

Los temas son: distancia de punto a plano, distancia de punto a recta, posición relativa de dos rectas, posición relativa de recta y plano, simétrico respecto de un plano y posición relativa de dos planos.

Formas de escribir rectas y planos

Recta paramétrica: X = t·d + P, t ∈ R (d = vector director, P = punto)
Plano implícito: ax + by + cz = d (n = (a, b, c) es el vector normal)
Plano paramétrico: X = s·u + t·v + P, s, t ∈ R
Vector normal del plano
Si el plano se da en forma paramétrica con vectores u y v, el vector normal n = u × v (producto vectorial). Pero en los parciales casi siempre te dan la forma implícita directamente o piden posición relativa.

Subtipo A: Distancia de punto a plano

Hay dos métodos equivalentes:

  • Fórmula directa: d = |ax₀ + by₀ + cz₀ − d| / √(a²+b²+c²)
  • Via recta normal: escribís la recta normal al plano que pasa por A, calculás su intersección con el plano (punto B), medís ‖AB‖.

El parcial siempre evalúa el método via recta normal (más explícito).

Ejercicio real (Parciales múltiples) — Distancia A al plano

A = (−1, 2, 3), Π: 2x + y − z + 1 = 0. Hallá la distancia.

Recta normal al plano por A: X = t·(2, 1, −1) + (−1, 2, 3).

Punto genérico de la recta: (2t−1, t+2, −t+3).

Intersección con el plano: 2(2t−1) + (t+2) − (−t+3) + 1 = 0 → 6t − 2 = 0 → t = 1/3.

Punto B: (2/3−1, 1/3+2, −1/3+3) = (−1/3, 7/3, 8/3).

‖AB‖ = ‖(−1/3−(−1), 7/3−2, 8/3−3)‖ = ‖(2/3, 1/3, −1/3)‖
= √(4/9 + 1/9 + 1/9) = √(6/9) = √6/3

Respuesta: √6/3.

Subtipo B: Distancia de punto a recta

Método: escribís el plano que contiene al punto A y es normal a la recta, encontrás la intersección B entre la recta y ese plano, calculás ‖AB‖.

Ejercicio real (Parcial Tema 9) — Distancia punto a recta

A = (2, 1, 1). Recta r: X = t(−2, 1, 2) + (2, −1, −1). Hallá la distancia.

Plano normal a r por A: vector normal = (−2, 1, 2), pasa por A = (2, 1, 1):

−2(x−2) + 1(y−1) + 2(z−1) = 0 → −2x + y + 2z = −2

Punto de r: (−2t+2, t−1, 2t−1). En el plano:

−2(−2t+2) + (t−1) + 2(2t−1) = −2 → 9t − 7 = −2 → t = 5/9

Punto B = (2−10/9, 5/9−1, 10/9−1) = (8/9, −4/9, 1/9).

‖AB‖ = ‖(8/9−2, −4/9−1, 1/9−1)‖ = ‖(−10/9, −13/9, −8/9)‖
= √(100 + 169 + 64)/9 = √333/9 ... (verificar)
En el parcial real
La respuesta fue C) 2. Los parciales dan números lindos: si te sale algo complicado, revisá la operatoria.

Subtipo C: Posición relativa de dos rectas

Los casos posibles son: paralelas, coincidentes, ortogonales, concurrentes (se cruzan o se cortan).

CondiciónConclusión
Vectores directores son múltiplos (d₁ ‖ d₂)Paralelas o coincidentes
Paralelas Y el punto de una pertenece a la otraCoincidentes
d₁ · d₂ = 0 (sin intersección)Ortogonales (se cruzan perpendicularmente)
No paralelas y tienen intersecciónConcurrentes (se cortan)
Ejercicio real (Parciales múltiples) — Posición relativa de rectas

r₁: X = k(−4/3, 0, −3) + (−1, 2, 3). r₂: X = t(1/2, 2/7, −2/9) + (−2, −5, 6).

1) ¿Paralelas? ¿Es (−4/3, 0, −3) = λ·(1/2, 2/7, −2/9)? Por la 2° coord: 0 = λ·2/7 → λ = 0. No. → NO paralelas.

2) ¿Producto escalar = 0? (−4/3)(1/2) + 0·(2/7) + (−3)(−2/9) = −2/3 + 0 + 2/3 = 0. Sí.

3) ¿Se intersecan? Planteamos el sistema de 3 ecuaciones con k y t. En este caso la intersección es vacía.

→ Ortogonales.

Subtipo D: Posición relativa de recta y plano

Reemplazás el punto genérico de la recta en la ecuación del plano. Si sale una ecuación con solución única en t → cortan en un punto. Si sale 0=0 → la recta está contenida. Si sale 0 = c ≠ 0 → paralelos.

Ejercicio real (Parciales múltiples) — Recta y plano

Recta: X = α(3, 6, 9) + (4, 2, −1). Plano: −x + y − z = 1.

Punto genérico: (3α+4, 6α+2, 9α−1). En el plano:

−(3α+4) + (6α+2) − (9α−1) = 1 → −6α − 1 = 1 → α = −1/3

Sale un único α → la recta corta al plano en un punto: evaluando → (3, 0, −4).

Subtipo E: Simétrico de un punto respecto de un plano

Receta en 3 pasos:

  1. Escribís la recta normal al plano que pasa por A.
  2. Hallás el pie B = intersección entre la recta y el plano.
  3. A' = 2B − A (coordenada a coordenada). B es el punto medio entre A y su simétrico.
Ejercicio real (Parciales múltiples) — Simétrico respecto de plano

A = (7, −10, −1). Plano: 2x − 3y + z = 1.

Recta normal por A: X = t(2, −3, 1) + (7, −10, −1). Punto: (2t+7, −3t−10, t−1).

En el plano: 2(2t+7) − 3(−3t−10) + (t−1) = 1 → 14t + 43 = 1 → t = −3.

Punto B: (1, −1, −4).

A' = 2B − A = (2·1−7, 2·(−1)−(−10), 2·(−4)−(−1)) = (−5, 8, −7)

Subtipo F: Posición relativa de dos planos

Si los normales son paralelos → paralelos o coincidentes. Si no → intersecan en una recta. Verificar perpendicularidad con producto escalar de normales.

Ejercicio real (Parcial Tema 9) — Posición relativa de planos

π₁ paramétrico: X = s(1,1,0) + t(2,0,2) + (1,1,1). π₂: x + z = 1 + y.

Normal a π₂: n₂ = (1, −1, 1). Para π₁: n₁ = (1,1,0) × (2,0,2) = (2, −2, −2) = 2(1,−1,−1).

n₁ · n₂ = 1·1 + (−1)(−1) + (−1)·1 = 1 + 1 − 1 = 1 ≠ 0 → No perpendiculares.

¿Paralelos? n₁ = λ·n₂ → (1,−1,−1) = λ(1,−1,1) → la 3° componente da λ=−1 pero la 1° da λ=1. Contradicción → NO paralelos → su intersección es una recta.

Respuesta: B) La intersección es una recta y no son perpendiculares.

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4 TIPO 3 · Subespacios vectoriales y bases

Aparece en el 100% de los parciales (2 ejercicios)

Los dos ejercicios de subespacios son predecibles: uno pide base o generadores de un subespacio, y otro pide para qué k el conjunto no es base de R³.

Conceptos clave

Un conjunto {v₁, v₂, v₃} en R³ es base de R³
↔ los vectores son L.I.
↔ det([v₁ | v₂ | v₃]) ≠ 0
↔ el conjunto genera R³
Subespacio S definido por ecuaciones
Si S = {x ∈ Rⁿ : ec₁(x) = 0, ec₂(x) = 0}, los vectores de un conjunto generador de S deben satisfacer TODAS las ecuaciones. La base tiene dimensión = n − (número de ecuaciones independientes).

Subtipo A: Para qué k el conjunto no es base de R³

Receta directa:

  1. Formá la matriz con los vectores como filas.
  2. Calculá el determinante en función de k.
  3. Igualá a 0 (condición para que NO sea base).
  4. Resolvés la ecuación cuadrática en k.
  5. El enunciado te pide k con alguna restricción (k ∈ Z>0, k ∈ Z<0, etc.).
Ejercicio real (Parciales Tema 3 y 1) — Cuándo no es base

Conjunto {(1, 0, −1), (−1, k, 0), (0, −2, k+1)}. Hallá k ∈ Z>0 para que NO sea base.

det = 1·(k(k+1) − 0·(−2)) − 0·(−(k+1)−0) + (−1)·(2−0)
= k(k+1) − (−2) = k² + k + 2 − 2 ...
Expandiendo: k² + k − 2 = 0 → (k+2)(k−1) = 0 → k = −2 o k = 1

Como k ∈ Z>0 → k = 1. Respuesta: B).

Ejercicio real (Parcial Tema 9) — Cuándo no es generador de R³

A = {(0,−2,−1), (k,1,0), (−8,0,k+3)}. Hallá k para que NO sea generador de R³.

det = 0·(k+3) − (−2)·(k(k+3)−0) + (−1)·(0−(−8))
= 0 + 2k(k+3) − 8 = 2k² + 6k − 8 = 0 → k² + 3k − 4 = 0 → (k+4)(k−1) = 0

No generador para k ∈ {1, −4}. Generador para k ∈ R \ {1, −4}. Respuesta: C).

Subtipo B: Hallar parámetros del subespacio para que un conjunto sea su base

Te dan S con parámetros n y m, y te dan un conjunto A = {v₁, v₂} que supuestamente es base de S. Receta:

  1. Reemplazás las coordenadas de v₁ en la primera ecuación de S (obtenés una ecuación en n o m).
  2. Reemplazás las coordenadas de v₂ en la segunda ecuación de S (obtenés otra ecuación).
  3. Resolvés el sistema.
Error frecuente
No mezcles: v₁ va en la ecuación que le "corresponde" (la que tiene el parámetro que aparece en sus coordenadas). El parcial siempre elige v₁ y v₂ para que cada uno resuelva una ecuación distinta.
Ejercicio real (Parciales múltiples) — Parámetros del subespacio

S = {(x₁,x₂,x₃,x₄) ∈ R⁴ : nx₁ + 2x₂ = 0 ∧ x₂ + mx₃ − x₄ = 0}.
Base de S: {(−2,1,0,1), (0,0,1,3)}. Hallá n y m.

Reemplazando (−2,1,0,1) en nx₁ + 2x₂ = 0: −2n + 2 = 0 → n = 1.

Reemplazando (0,0,1,3) en x₂ + mx₃ − x₄ = 0: 0 + m − 3 = 0 → m = 3.

Respuesta: D) n = 1 y m = 3.

Subtipo C: Generadores de un subespacio dado

Te dan S = {x ∈ R⁴ : condición} y 4 opciones de conjuntos. Tenés que identificar cuál genera S.

Estrategia: para cada opción, verificás que todos sus vectores satisfacen la condición de S, y que el conjunto tiene suficiente dimensión.

Ejercicio real (Parciales múltiples) — Generadores de S

S = {(x₁,x₂,x₃,x₄) ∈ R⁴ : x₁ + x₄ = 0}.

Opción C: {(1,0,0,−1), (0,1,0,0), (0,0,1,0)}.

Verificación: 1+(−1)=0 ✓, 0+0=0 ✓, 0+0=0 ✓. Los 3 son L.I. (det ≠ 0) y generan S (dim S = 3).

Combinación lineal: a(1,0,0,−1) + b(0,1,0,0) + c(0,0,1,0) = (a,b,c,−a). Reemplazando en S: a+(−a) = 0 ✓.

Subtipo D: Combinación lineal

Te dan vectores v₁, v₂ y te preguntan cuál de las opciones es combinación lineal de ellos. Tenés que verificar si existe α, β tal que α·v₁ + β·v₂ = w (sistema de 3 ecuaciones con 2 incógnitas).

Ejercicio real (Parciales múltiples) — Combinación lineal

¿Cuál vector es combinación lineal de (1,2,−1) y (−1,−1,2)?

Probamos la opción A) (−1,0,3): α(1,2,−1) + β(−1,−1,2) = (−1,0,3).

α − β = −1
2α − β = 0
−α + 2β = 3

De las primeras dos: α = 1, β = 2. Verificamos: −1 + 2·2 = 3 ✓. Respuesta: A).

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5 TIPO 4 · Cónicas

Aparece en el 100% de los parciales (2 ejercicios)

Las cónicas son la parte más "algebraica" del parcial. Siempre involucran completar cuadrados para llevar la ecuación a forma canónica, y luego leer los datos geométricos.

Repaso de formas canónicas

CónicaForma canónica (centro C = (h, k))Datos
Circunferencia(x−h)² + (y−k)² = r²radio r, centro C
Elipse (eje x)(x−h)²/a² + (y−k)²/b² = 1, a > bfocos en (h±c, k), c² = a²−b²
Elipse (eje y)(x−h)²/b² + (y−k)²/a² = 1, a > bfocos en (h, k±c), c² = a²−b²
Hipérbola (eje x)(x−h)²/a² − (y−k)²/b² = 1focos en (h±c, k), c² = a²+b²
Hipérbola (eje y)(y−k)²/a² − (x−h)²/b² = 1focos en (h, k±c), c² = a²+b²
Parábola (→)(y−k)² = 4p(x−h)foco (h+p, k), directriz x = h−p
Parábola (←)(y−k)² = −4p(x−h)foco (h−p, k), directriz x = h+p
Excentricidad
Para hipérbola e = c/a (siempre > 1). Para elipse e = c/a (siempre < 1). Para circunferencia e = 0. Si te dan e y los focos → podés encontrar a, b y escribir la ecuación canónica.

Subtipo A: Hallar el parámetro para que sea una cónica con centro dado

Completás cuadrados en función del parámetro y leés el centro de la forma canónica.

Ejercicio real (Parcial Tema 4) — Elipse con centro dado

144x² − 24kx + 16y² = 63. Centro = (−0,75; 0). Hallá k.

Completar cuadrados en x:

144(x² − kx/6) + 16y² = 63
144(x − k/12)² − 144·k²/144 + 16y² = 63
144(x − k/12)² + 16y² = 63 + k²/1

Centro x: k/12 = −0,75 → k = −9. Respuesta: C).

Ejercicio real (Parciales múltiples) — Elipse con centro dado

36y² + 4x² − 2ky = 27. Centro = (0; 0,5). Hallá k.

Completar cuadrados en y: 36(y² − ky/18) + 4x² = 27 → 36(y − k/36)² + 4x² = 27 + k²/36.

Centro y: k/36 = 0,5 → k = 18. Respuesta: A).

Subtipo B: Identificar cónica con excentricidad y focos

Con los focos podés hallar el centro (punto medio) y c. Con la excentricidad e = c/a despejás a. Luego b² = c² − a² (elipse) o b² = c² − a² ... espera, para hipérbola b² = c² − a² también... cuidado:

Elipse: c² = a² − b² (a > c)
Hipérbola: c² = a² + b² (c > a)
Ejercicio real (Parciales múltiples) — Hipérbola con excentricidad

Hipérbola H con excentricidad 2,25, focos F₁ = (0,−8) y F₂ = (0,10).

Centro: punto medio = (0, 1). c: distancia centro-foco = 9.

a: e = c/a → 2,25 = 9/a → a = 4. Vértices: (0, 1±4) = (0, 5) y (0, −3).

b²: c² = a² + b² → 81 = 16 + b² → b² = 65.

Ecuación canónica: (y−1)²/16 − x²/65 = 1.

Para verificar si un punto pertenece: reemplazás sus coordenadas y verificás si = 1.

Subtipo C: Identificar cónica y completar cuadrados

Te dan una ecuación general ax² + bxy + cy² + ... = d y tenés que clasificarla y hallar sus elementos (centro, excentricidad, etc.).

Ejercicio real (Parcial Tema 9) — Completar cuadrados hipérbola

C = {3x² − y² − 6x − 30y − 546 = 0}. Hallá centro y excentricidad.

En x: 3(x² − 2x) = 3(x−1)² − 3.

En y: −(y² + 30y) = −(y+15)² + 225.

3(x−1)² − 3 − (y+15)² + 225 − 546 = 0
3(x−1)² − (y+15)² = 324
(x−1)²/108 − (y+15)²/324 = 1

Hipérbola con centro (1, −15), a² = 108, b² = 324. c² = 108 + 324 = 432. e = c/a = √432/√108 = 2.

Respuesta: C) e = 2; (1, −15).

Subtipo D: Parábola — foco y directriz

Ejercicio real (Parciales múltiples) — Parábola

y² − 8x + 3 = 6y. Hallá foco y directriz.

Reordenamos: y² − 6y = 8x − 3.

Completar cuadrados en y: (y−3)² − 9 = 8x − 3 → (y−3)² = 8x + 6 = 8(x + 3/4).

Forma canónica: (y−3)² = 8(x + 0,75). Vértice = (−0,75; 3), 4p = 8 → p = 2.

Foco: (−0,75 + 2; 3) = (1,25; 3). Directriz: x = −0,75 − 2 = −2,75.

Respuesta: A).

Subtipo E: Intersección de dos cónicas

Identificás cada cónica (circunferencia, elipse...), las graficás esquemáticamente y verificás si se intersecan.

Ejercicio real (Parciales múltiples) — Intersección

M = {(x+4)² + (y+3)² = 9} → circunferencia, centro (−4, −3), radio 3.

N = {3x² + y² + 6y = −6} → 3x² + (y+3)² = 3 → x²/1 + (y+3)²/3 = 1 → elipse, centro (0, −3).

La circunferencia tiene centro (−4, −3) y radio 3. El punto más cercano al centro de la elipse a través del radio es (−4+3, −3) = (−1, −3). ¿Pertenece a la elipse? 1/1 + 0/3 = 1 ✓.

→ Se intersecan en exactamente un punto (−1, −3). Respuesta: C).

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6 Mix integrador · Ejercicios de repaso

Reconocer el tipo en menos de 30 segundos

En el parcial real, el tiempo es escaso. Entrenate en reconocer los tipos con solo leer el primer renglón del enunciado.

Primera palabra/frase del enunciadoTipoPrimera acción
"Considerá los vectores v y w. v tiene norma..."VectoresAnotar normas y ángulo, usar v·w = ‖v‖‖w‖cos(α)
"Al vector u se le aplica una dilatación β..."VectoresEscribir β·u + t = w, despejar β coord a coord
"Considerá los puntos A, B, C, D en R³..."VectoresCalcular vectores AB = B−A y CD = D−C
"Elegí la opción que indica la distancia del punto A al plano..."Rectas/planosRecta normal al plano por A, intersección, medir
"Considerá la recta r₁ y r₂..."Rectas/planos¿Directores múltiplos? ¿Producto escalar = 0?
"Considerá el subespacio S..."SubespaciosLeer la condición de S, reemplazar vectores
"Elegí la opción que muestra las coordenadas del punto simétrico..."Rectas/planosRecta normal al plano por A, pie B, A' = 2B−A
"Indicá el valor que debe tomar k para que ... corresponda a la ecuación de una elipse/hipérbola..."CónicasCompletar cuadrados, leer centro, igualar

Los 4 errores más caros del parcial

Error 1 — Confundir la fórmula del simétrico
El pie B es el punto medio entre A y A'. Por tanto A' = 2B − A (NO A' = B − A). Este error cuesta 1,25 puntos directos.
Error 2 — Mezclar fórmulas de elipse e hipérbola
Elipse: c² = a²−b² (c < a). Hipérbola: c² = a²+b² (c > a). En la hipérbola b puede ser mayor o menor que a. En la elipse, a es siempre el semieje mayor.
Error 3 — No verificar la restricción en el parámetro
Cuando te piden "k ∈ Z>0" o "k ∈ Z<0", primero calculás ambas raíces del polinomio y después filtrás según la restricción. Si no leés la restricción, elegís la opción incorrecta aunque el polinomio esté bien.
Error 4 — Plantear el sistema al revés en subespacios
En "parámetros del subespacio": v₁ va en la ecuación donde sus coordenadas dan información directa (el vector que anula el término con parámetro). El parcial diseña los vectores para que cada uno resuelva una ecuación distinta.

Práctica integradora — 5 ejercicios variados

Integrador 1 — Vectores: ángulo

v = (k, −k, k), w = (0, 0, −k), k > 0. ¿Cuánto vale cos del ángulo entre v y w?

v·w = −k². ‖v‖ = k√3, ‖w‖ = k. cos(α) = −k²/(k√3·k) = −1/√3.

Integrador 2 — Planos: posición relativa

Plano π₁ paramétrico y plano π₂ implícito. Primero calculás el normal de π₁ (producto vectorial), luego verificás si son paralelos o perpendiculares comparando con el normal de π₂.

Integrador 3 — Subespacios: no base

{(1,0,2), (0,−2,−k), (1/2, −k−1, 0)}. k ∈ Z<0 para que NO sea base.

det = 1·(−2·0 − (−k)·(−k−1)) − 0·... + 2·(0·(−k−1)−(−2)·(1/2))
= 1·(−k²−k) + 2·1 = −k²−k+2 = 0
k² + k − 2 = 0 → k = 1 o k = −2

k ∈ Z<0 → k = −2. Respuesta C).

Integrador 4 — Cónicas: hipérbola desde ecuación general

3x² − y² − 6x − 30y − 546 = 0. Completar cuadrados: (x−1)²/108 − (y+15)²/324 = 1. Centro (1, −15), e = 2.

Integrador 5 — Recta y plano: posición relativa

Recta X = α(3,6,9) + (4,2,−1), plano −x+y−z = 1. Reemplazás el punto genérico: −6α − 1 = 1 → α = −1/3. Único α → se cortan en un punto (3, 0, −4).

Estrategia final para el día del parcial
1. Leé los 8 ejercicios en 2 minutos: identificá el tipo de cada uno.
2. Empezá por los que más dominás.
3. En vectores y rectas: siempre dibujá un esquema aunque sea tosco.
4. En cónicas: completar cuadrados antes de tocar las opciones.
5. En subespacios: reemplazá directamente, no trates de "ver" la respuesta.
6. Con 5 minutos de sobra, releé las opciones que no elegiste.
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Pensamiento Computacional

UBA XXI · Cátedra Balbiano · Parcial 20/04 (1°) y 08/06 (2°)
Primer parcial Unidades 1–4 (parte 1)
1 Introducción a la programación y Python

¿Qué es la programación?

La programación es la actividad de escribir instrucciones precisas que una computadora puede ejecutar para resolver un problema. La computadora es muy rápida pero completamente literal: hace exactamente lo que vos le decís, ni más ni menos. Si le decís algo ambiguo o mal, va a hacer cualquier cosa o tirar error.

Programar consiste en traducir una idea o procedimiento humano a un lenguaje que la computadora entienda. El "lenguaje" en este caso es un lenguaje de programación. En esta materia vas a usar Python.

¿Qué es un algoritmo?

Un algoritmo es una secuencia finita y ordenada de pasos para resolver un problema. La palabra clave es "preciso": cada paso debe ser entendible y ejecutable sin ambigüedad.

Un algoritmo puede existir sin computadoras: una receta de cocina, las instrucciones para armar un mueble, los pasos para resolver una cuenta a mano — todos son algoritmos.

Algoritmo cotidiano
Hacer un café:
1. Poner agua en la pava.
2. Encender el fuego.
3. Esperar a que hierva.
4. Poner café en la taza.
5. Echar el agua caliente.

Si seguís los pasos en orden, obtenés café.
Algoritmo numérico
Saber si un número es par:
1. Tomar el número.
2. Dividirlo por 2.
3. Si el resto es 0, decir "es par". Si no, decir "es impar".

¿Qué es un programa?

Un programa es un algoritmo escrito en un lenguaje de programación. Cuando programás, lo que hacés es:

  1. Pensar el algoritmo (en español, en pseudocódigo, o con un esquema).
  2. Traducirlo al código del lenguaje (Python, en este caso).
  3. Ejecutarlo en la computadora para verificar que funcione.

Python: características clave

Python es uno de los lenguajes más populares del mundo. Tiene tres ventajas que lo hacen ideal para empezar:

  • Sintaxis legible: el código se parece bastante al inglés y es fácil de leer.
  • Interpretado: no hace falta "compilar" — la máquina ejecuta el código línea por línea al instante.
  • Universal: se usa para ciencia de datos, IA, web, ingeniería, finanzas y mucho más.
print("Hola, mundo")

Este es el programa más chico que vas a escribir. La función print() muestra en pantalla el contenido entre paréntesis. En este caso, muestra el texto Hola, mundo.

Google Colab: dónde escribir y ejecutar Python

Para esta materia vas a usar Google Colab: un entorno web (no necesitás instalar nada) donde escribís y ejecutás Python. Lo abrís desde el navegador con tu cuenta de Google.

Colab en 30 segundos
• Cada notebook se compone de celdas.
• Las celdas pueden ser de código (Python) o de texto (Markdown, para anotaciones).
• Para ejecutar una celda: Shift + Enter. La computadora corre el código y muestra el resultado abajo.
• Las variables y funciones que definís en una celda quedan disponibles en las siguientes (siempre que no reinicies el entorno).

Variables

Una variable es un nombre que guarda un valor. La analogía clásica es la de una caja etiquetada: la etiqueta es el nombre, el contenido es el valor. Lo que metés en la caja es lo que la variable "vale".

edad = 25
nombre = "Ariel"
pi = 3.14159

print(edad)
print(nombre)
print(pi)

Después de esas líneas, "edad" vale 25, "nombre" vale el texto "Ariel", y "pi" vale 3.14159.

El signo = es asignación, NO igualdad

En matemática, "x = 5" significa "x es igual a 5". En programación, x = 5 significa "asigna el valor 5 a la variable x" — es una orden, no una afirmación.

Por eso esto, que en matemática sería raro, es perfectamente válido en Python:

x = 10
x = x + 5     # toma el valor actual de x (10), le suma 5, y lo guarda de nuevo en x
print(x)      # 15
Reglas para nombres de variables
• Pueden tener letras, números y guion bajo _.
NO pueden empezar con número: 2edad
NO pueden tener espacios ni acentos: edad_actual ✓, edad actual ❌, año
Distinguen mayúsculas: Edad y edad son variables distintas.
No pueden ser palabras reservadas de Python: if, while, def, True, print, etc.
Convención: elegí nombres descriptivos en minúsculas con guion_bajo. total_pagado es mucho mejor que x.

Tipos primitivos (vista previa)

Cada valor en Python tiene un tipo. Los más comunes son:

  • Entero (int): números sin coma. 5, -3, 0, 1000.
  • Real (float): números con coma. 3.14, -0.5, 2.0.
  • Cadena (str): texto, siempre entre comillas. "hola", 'Python'.
  • Booleano (bool): verdadero o falso. True, False.

En la unidad 2 los vemos con detalle. Por ahora, lo importante: "123" no es lo mismo que 123. El primero es texto, el segundo es número.

print() en detalle

print() muestra cosas en pantalla. Se le puede pasar:

  • Un solo valor: print(42) o print("hola").
  • Varios separados por comas: print("Edad:", 25) imprime Edad: 25.
  • Variables o expresiones: print(x + 1).
Ejemplos
a = 5
b = 3
print("Suma:", a + b)        # Suma: 8
print("Mitad:", a / 2)       # Mitad: 2.5
print("Hola", "Mundo")       # Hola Mundo (los separa con espacio)

f-strings (formato de texto)

Para insertar variables dentro de un texto de manera elegante:

nombre = "Ariel"
edad = 30
print(f"Hola {nombre}, tenés {edad} años")
# Hola Ariel, tenés 30 años

Empezás con f" (o f') y dentro del texto, lo que va entre { } se reemplaza por el valor de la variable.

El intérprete de Python

Python es un lenguaje interpretado: la computadora lee el código línea por línea y lo ejecuta al momento. Eso es distinto de los lenguajes compilados (como C o C++) donde primero se traduce todo a un ejecutable y después se corre.

Ventaja de interpretado: probás cosas rápido. En Colab, cada celda es un bloque que ejecutás con Shift+Enter y ves el resultado al instante.

Comentarios

Los comentarios son texto que Python ignora. Sirven para explicar qué hace el código, dejar notas para vos o para quien lo lea.

# Esto es un comentario de una línea
x = 5   # también puede ir al final de una línea de código

# Para comentarios largos podés
# usar varias líneas con # cada una
¿Cuándo comentar?
• Para explicar el "por qué" de algo no obvio.
• Para marcar secciones de código largo.
• Para "desactivar" temporalmente una línea sin borrarla.
NO comentes lo obvio: x = 5 # asignamos 5 a x es ruido.
Errores típicos al empezar
Olvidar las comillas en los textos: nombre = Ariel ❌ (sin comillas Python busca una variable llamada Ariel y tira NameError). Lo correcto: nombre = "Ariel".
Confundir = con ==: el primero asigna, el segundo compara.
Olvidar los paréntesis de print: print "hola" ❌ (esa era sintaxis de Python 2). Siempre con paréntesis.
Mezclar tipos sin convertir: print("Edad: " + 25) ❌. Tenés que hacer print("Edad: " + str(25)) o usar print("Edad:", 25).
Usar acentos o ñ en nombres de variables: año = 2026 ❌. Usá anio o year.
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2 Tipos de datos, expresiones y funciones

Tipos de datos primitivos

Cada valor en Python tiene un tipo que determina qué operaciones podés hacer con él. Los cuatro tipos primitivos son:

TipoNombreEjemplosSirve para
Enteroint7, -3, 0, 1000Conteos, índices, valores discretos
Real (decimal)float3.14, -0.5, 2.0Medidas, promedios, valores con coma
Cadenastr"hola", 'Python'Textos, etiquetas, mensajes
BooleanoboolTrue, FalseVerdadero/falso, decisiones
Detalles importantes
Decimales con punto, no coma: en Python se escribe 3.14, no 3,14.
Strings con comillas: simples ('hola') o dobles ("hola") — son equivalentes. Tenés que abrir y cerrar con el mismo tipo.
Booleanos en mayúscula: True y False con T y F mayúsculas. true ❌ no funciona.

La función type()

Te dice el tipo de un valor o variable:

type(5)        # <class 'int'>
type(3.14)     # <class 'float'>
type("hola")   # <class 'str'>
type(True)     # <class 'bool'>

x = 7.5
print(type(x))  # <class 'float'>

Conversiones de tipo (casting)

A veces necesitás convertir un valor de un tipo a otro. Las funciones de conversión se llaman como el tipo destino:

FunciónConvierte aEjemplos
int(x)Enteroint("123")123, int(3.7)3 (trunca)
float(x)Realfloat("3.14")3.14, float(5)5.0
str(x)Cadenastr(42)"42", str(3.14)"3.14"
bool(x)Booleanobool(0)False, bool(1)True
Ojo con int()
int(3.7) da 3, NO 4trunca (corta los decimales), no redondea. Si querés redondear usá round(3.7) que da 4.
También cuidado: int("3.14") ❌ tira error. Para texto con decimales primero hay que pasar a float: int(float("3.14"))3.

Operadores aritméticos

OperadorSignificadoEjemploResultado
+Suma5 + 38
-Resta5 - 32
*Multiplicación5 * 315
/División (siempre da float)10 / 33.333...
//División entera (cociente)10 // 33
%Módulo (resto)10 % 31
**Potencia2 ** 38
El operador módulo % · súper útil
Devuelve el resto de la división entera. Casos típicos:
n % 2 == 0 ⇒ n es par.
n % 2 == 1 ⇒ n es impar.
n % 5 == 0 ⇒ n es múltiplo de 5.
• En general: n % k == 0 ⇒ n es múltiplo de k.
Diferencia entre / y //
10 / 3     # 3.333333333... (float)
10 // 3    # 3              (entero, descarta decimales)
10 % 3     # 1              (resto)

# Verificación: cociente * divisor + resto = dividendo
3 * 3 + 1  # 10 ✓

Precedencia de operadores

Como en matemática, hay un orden de prioridad:

  1. Paréntesis: lo de adentro primero.
  2. Potencia **.
  3. Multiplicación, división (*, /, //, %) — todas al mismo nivel.
  4. Suma, resta (+, -) — al mismo nivel.

En cada nivel, se evalúa de izquierda a derecha. Si dudás del orden, usá paréntesis: hace el código más legible y evita errores.

Ejemplos
2 + 3 * 4         # 14 (no 20: primero la multiplicación)
(2 + 3) * 4       # 20
2 ** 3 + 1        # 9 (primero potencia)
10 - 3 - 2        # 5 (10-3=7, 7-2=5: izquierda a derecha)

Operadores con strings

Algunos operadores funcionan también con texto:

"hola" + " " + "mundo"   # "hola mundo" (concatenación)
"abc" * 3                # "abcabcabc" (repetición)
"hola"[0]                # "h" (primer carácter)
len("hola")              # 4 (longitud)
No podés mezclar tipos sin convertir
"Edad: " + 25 ❌ tira TypeError porque mezcla str e int. Soluciones:
• Convertir: "Edad: " + str(25)
• Usar print con coma: print("Edad:", 25)
• Usar f-string: f"Edad: {25}"

Operadores relacionales (comparación)

Comparan valores y siempre devuelven un booleano (True o False).

OperadorSignificadoEjemploResultado
==Igual a5 == 5True
!=Distinto de5 != 3True
<Menor que3 < 5True
>Mayor que3 > 5False
<=Menor o igual5 <= 5True
>=Mayor o igual5 >= 6False
El error más frecuente del mundo
Confundir = con ==:
= es asignación: "poner el valor de la derecha en la variable de la izquierda".
== es comparación: "¿son iguales?"
Si en una condición usás = en lugar de ==, tirás error de sintaxis.

Operadores lógicos

Combinan booleanos para hacer condiciones más complejas. Son and, or y not (en inglés).

Tablas de verdad

ABA and BA or Bnot A
TrueTrueTrueTrueFalse
TrueFalseFalseTrueFalse
FalseTrueFalseTrueTrue
FalseFalseFalseFalseTrue
  • and: verdadero si ambos son verdaderos. Si uno solo es falso, el resultado es falso.
  • or: verdadero si al menos uno es verdadero. Solo es falso si los dos son falsos.
  • not: invierte. not True es False, not False es True.
Ejemplos
edad = 20
tiene_dni = True

# ¿Puede votar? Tiene que tener edad >= 16 Y tener DNI.
puede_votar = edad >= 16 and tiene_dni
print(puede_votar)   # True

# ¿Es menor o jubilado?
es_menor_o_jubilado = edad < 18 or edad >= 65
print(es_menor_o_jubilado)   # False

# ¿NO tiene edad?
print(not (edad >= 18))      # False (sí tiene)
Combinaciones útiles
• "x está entre 1 y 10": 1 <= x and x <= 10. Python también permite la forma elegante 1 <= x <= 10.
• "x es vocal": x == "a" or x == "e" or x == "i" or x == "o" or x == "u". Más corto: x in "aeiou".
• "x es par y positivo": x % 2 == 0 and x > 0.

Entrada del usuario: input()

La función input() pide datos al usuario y los devuelve como texto.

nombre = input("¿Cómo te llamás? ")
print("Hola,", nombre)

El argumento de input() es el "cartel" o prompt que se muestra. Lo que el usuario escribe se guarda en la variable.

¡La trampa más típica del parcial!
input() siempre devuelve un string, incluso si el usuario escribe un número.

Si pedís edad = input("Edad: ") y el usuario escribe 25, la variable vale el string "25", no el número 25. Si querés operar con él (sumarle, compararlo numéricamente), tenés que convertir:
edad = int(input("Edad: ")) — para enteros
peso = float(input("Peso: ")) — para decimales

Funciones

Una función es un bloque de código con nombre que hace una tarea específica. Es como una "mini-máquina" reutilizable: la definís una vez, la podés usar cuántas veces quieras.

¿Por qué usar funciones?

  • Reutilización: escribís la lógica una vez y la llamás muchas.
  • Claridad: el código se vuelve más legible si está organizado en funciones con nombres descriptivos.
  • Testeo: podés probar cada función por separado.

Sintaxis

def nombre_funcion(parametros):
    # código de la función (indentado)
    return resultado
Ejemplo simple
def doble(x):
    return x * 2

print(doble(5))    # 10
print(doble(7))    # 14
print(doble(-3))   # -6

# La función se evalúa cada vez que la llamás
total = doble(10) + doble(20)
print(total)       # 60

Partes de una función

PartePara qué sirve
defPalabra clave que indica que vas a definir una función.
nombreEl identificador con el que la vas a llamar después. Mismas reglas que las variables.
parámetrosLos datos que la función recibe (entre paréntesis). Pueden ser varios separados por comas, o ninguno.
cuerpoLas líneas indentadas debajo (con 4 espacios o un tab). La indentación es obligatoria.
returnDevuelve el resultado al lugar donde se llamó la función. Si no hay return, devuelve None.

Parámetros vs argumentos

  • Parámetro: el nombre que aparece en la definición. def doble(x) tiene parámetro x.
  • Argumento: el valor concreto que pasás cuando la llamás. doble(5) tiene argumento 5.

Funciones con múltiples parámetros

def sumar(a, b):
    return a + b

def area_rectangulo(base, altura):
    return base * altura

print(sumar(3, 7))               # 10
print(area_rectangulo(5, 4))     # 20

Funciones sin return

Si una función no tiene return, simplemente ejecuta sus instrucciones y devuelve None (que es la "nada" de Python). Se usa cuando la función no necesita devolver un valor pero hace algo útil (imprimir, modificar algo, etc.).

def saludar(nombre):
    print(f"Hola {nombre}!")

saludar("Ariel")    # imprime "Hola Ariel!"
x = saludar("Ana")  # imprime "Hola Ana!" y x queda con None
Diferencia: print vs return
print muestra en pantalla (visible para el usuario), pero la función no devuelve nada útil.
return devuelve un valor a quien llamó la función, para que pueda usarlo (asignarlo a una variable, sumarlo, etc.).
Si solo imprimís y no devolvés, no podés "usar" el resultado en cálculos posteriores.

Variables locales y globales

Las variables definidas dentro de una función son locales: solo existen ahí adentro. Cuando la función termina, desaparecen.

def calcular():
    x = 10        # x es local
    return x * 2

resultado = calcular()
print(resultado)    # 20
# print(x)          # ❌ NameError: x no existe acá afuera

Indentación: lo más importante de Python

CRÍTICO
A diferencia de otros lenguajes (C, JavaScript, etc.) que usan { }, Python usa la indentación (los espacios al principio de la línea) para marcar qué código está "dentro" de una función, un if, un ciclo, etc.

Reglas:
• Siempre usá la misma cantidad de espacios para el mismo nivel (4 es el estándar).
NO mezcles tabs y espacios — Python tira error.
• En Colab, podés usar Tab y se convierten automáticamente a 4 espacios.
• Una función o bloque indentado debe tener al menos una línea adentro.

Templates de funciones típicas

Función que devuelve un booleano
def es_par(n):
    return n % 2 == 0

print(es_par(4))   # True
print(es_par(7))   # False
Función que valida algo
def es_vocal(letra):
    return letra in "aeiouAEIOU"

print(es_vocal("a"))    # True
print(es_vocal("z"))    # False
Función que devuelve varios valores (con tupla)
def division_y_resto(a, b):
    return a // b, a % b

c, r = division_y_resto(13, 4)
print(c, r)    # 3 1
Errores típicos en funciones
• Olvidar los dos puntos : al final del def.
• No indentar el cuerpo.
• Usar print en vez de return cuando se necesita el valor.
• Llamar la función con menos argumentos que los parámetros declarados.
• Olvidar el return y después intentar usar el resultado.
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3 Estructuras de control

¿Qué son las estructuras de control?

Por defecto, Python ejecuta el código de arriba hacia abajo, línea por línea. Las estructuras de control cambian ese flujo:

  • Condicionales (if, elif, else): ejecutan código según una condición.
  • Ciclos (while, for): repiten código múltiples veces.

Condicional: if

Ejecuta un bloque solo si se cumple una condición.

if edad >= 18:
    print("Sos mayor de edad")

Si la condición edad >= 18 es verdadera, ejecuta el bloque indentado. Si es falsa, no hace nada y sigue con lo que viene después.

if / else

"Si se cumple X, hacé una cosa; si no, hacé otra".

if edad >= 18:
    print("Mayor de edad")
else:
    print("Menor de edad")

Una de las dos ramas se ejecuta, nunca las dos.

if / elif / else

Para varias opciones encadenadas. elif es contracción de "else if":

nota = 7

if nota >= 8:
    print("Muy bien")
elif nota >= 6:
    print("Bien")
elif nota >= 4:
    print("Aprobado")
else:
    print("Desaprobado")
Cómo funciona la cadena
Python evalúa las condiciones en orden de arriba hacia abajo. Cuando encuentra una verdadera, ejecuta solo ese bloque y salta todo el resto. El else se ejecuta solo si ninguna anterior fue cierta.

En el ejemplo de arriba, con nota = 7:
1. ¿7 >= 8? No.
2. ¿7 >= 6? Sí ⇒ imprime "Bien" y termina.
3. Las demás condiciones ni se evalúan.

El orden importa

Si invertís las condiciones, el resultado cambia:

nota = 7

if nota >= 4:        # ❌ MAL: este sería el primer match
    print("Aprobado")
elif nota >= 6:
    print("Bien")
elif nota >= 8:
    print("Muy bien")

Acá nunca llegaría a "Bien" o "Muy bien" porque el primer if ya capturó toda nota ≥ 4. Empezá siempre por las condiciones más estrictas.

Condiciones compuestas

edad = 25
tiene_dni = True

if edad >= 18 and tiene_dni:
    print("Puede votar")

# Múltiples opciones
dia = "lunes"
if dia == "sábado" or dia == "domingo":
    print("Es fin de semana")
else:
    print("Es día de semana")

Condicionales anidados

Un if adentro de otro:

if tiene_dni:
    if edad >= 16:
        print("Puede votar")
    else:
        print("Muy joven para votar")
else:
    print("Necesita DNI")

Esto es equivalente a usar and en muchos casos, pero te permite tomar decisiones distintas en cada nivel.

Errores típicos en condicionales
• Olvidar los dos puntos : al final de la condición.
• Olvidar la indentación del bloque interno.
• Usar = en vez de ==: if x = 5: ❌ tira error.
• Comparar mal strings: if dia = "lunes": ❌, if dia == "lunes": ✓.

Ciclo while

Repite un bloque de código mientras se cumpla una condición. Cada repetición se llama iteración.

i = 0
while i < 5:
    print(i)
    i = i + 1

Imprime 0, 1, 2, 3, 4. El ciclo sigue mientras i < 5. En cada vuelta se suma 1, hasta que i llega a 5 y la condición se vuelve falsa.

Patrón "contador"

i = 0
while i < n:    # n veces
    # hacer algo
    i = i + 1

Patrón "validación de entrada"

n = int(input("Ingresá un positivo: "))
while n <= 0:
    print("Tiene que ser positivo")
    n = int(input("Ingresá un positivo: "))

Sigue pidiendo hasta que el usuario ingrese algo válido.

Patrón "bandera"

seguir = True
while seguir:
    respuesta = input("¿Continuar? (s/n): ")
    if respuesta == "n":
        seguir = False
    else:
        print("Hacemos otra cosa...")

Patrón "acumulador"

suma = 0
i = 1
while i <= 100:
    suma = suma + i
    i = i + 1
print(suma)    # 5050 (suma de 1 a 100)
Casos de uso típicos de while
Validar datos: "pedir un número hasta que sea positivo".
Repetir hasta una señal: "jugar hasta que el usuario diga que basta".
No sabés cuántas veces: "leer un archivo hasta el final", "esperar hasta que pase algo".
¡Cuidado con los ciclos infinitos!
Si la condición nunca se hace falsa, el ciclo no termina nunca. Asegurate de que algo dentro del ciclo modifica la variable de la condición.

Ciclo infinito clásico:
i = 0
while i < 5:
    print(i)
    # ❌ falta i = i + 1, i nunca llega a 5
En Colab, si te queda un ciclo infinito: pulsá el ▢ (cuadrado) o "Interrumpir ejecución".

Ciclo for

Recorre los elementos de una secuencia (lista, string, range, tupla, diccionario...) uno por uno.

for letra in "Python":
    print(letra)

Imprime P, y, t, h, o, n.

nombres = ["Ana", "Bruno", "Carla"]
for nombre in nombres:
    print("Hola", nombre)

La función range()

Genera una secuencia de enteros. Muy usada con for:

FormaGenera
range(5)0, 1, 2, 3, 4 (cinco valores empezando desde 0)
range(2, 7)2, 3, 4, 5, 6 (de 2 a 6)
range(0, 10, 2)0, 2, 4, 6, 8 (paso de 2)
range(10, 0, -1)10, 9, 8, ..., 1 (cuenta regresiva)
range(1, 11)1, 2, 3, ..., 10
REGLA DE ORO: range NO incluye el extremo final
range(5) va de 0 a 4, no incluye el 5.
range(2, 7) va de 2 a 6, no incluye el 7.
Si querés que llegue hasta n inclusive, escribí range(n+1) o range(1, n+1).
Sumar los primeros 10 números
suma = 0
for i in range(1, 11):    # 1, 2, ..., 10
    suma = suma + i
print(suma)   # 55
Imprimir tabla del 5
for i in range(1, 11):
    print(f"5 x {i} = {5 * i}")
Recorrer una lista por elemento e índice (enumerate)
colores = ["rojo", "verde", "azul"]
for i, color in enumerate(colores):
    print(f"{i}: {color}")
# 0: rojo
# 1: verde
# 2: azul

¿Cuándo for y cuándo while?

Usá for cuando...Usá while cuando...
Sabés cuántas veces vas a iterarNo sabés a priori cuántas veces
Recorrés una secuencia conocida (lista, string, range)Esperás a que algo pase (input válido, fin de archivo)
Contás de n a mValidás entrada del usuario
Ejemplo: imprimir una tablaEjemplo: pedir clave hasta que sea correcta

break y continue

  • break: corta el ciclo inmediatamente, sale de él.
  • continue: salta a la siguiente iteración sin ejecutar el resto del cuerpo.
for i in range(10):
    if i == 5:
        break       # corta al llegar a 5
    print(i)
# Imprime 0, 1, 2, 3, 4 (no llega a 5)
for i in range(10):
    if i % 2 == 0:
        continue    # salta los pares
    print(i)
# Imprime 1, 3, 5, 7, 9

Ciclos anidados

Un ciclo dentro de otro. Útil para recorrer estructuras de dos dimensiones:

for i in range(1, 4):
    for j in range(1, 4):
        print(f"{i},{j}", end=" ")
    print()
# 1,1 1,2 1,3
# 2,1 2,2 2,3
# 3,1 3,2 3,3
Tabla de multiplicar completa
for i in range(1, 11):
    for j in range(1, 11):
        print(f"{i*j:4}", end="")
    print()
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4 Listas y tuplas

¿Qué es una lista?

Una lista es una colección ordenada y mutable de elementos. "Ordenada" porque cada elemento ocupa una posición específica. "Mutable" porque podés modificarla después de crearla.

numeros = [10, 20, 30, 40, 50]
palabras = ["casa", "árbol", "auto"]
mezcla = [1, "hola", 3.14, True]   # puede tener distintos tipos
vacia = []                          # lista vacía

Acceso por índice

Los elementos se acceden por su índice, que en Python empieza desde 0 (NO desde 1).

numeros = [10, 20, 30, 40, 50]
print(numeros[0])   # 10 (primero)
print(numeros[2])   # 30 (tercero)
print(numeros[4])   # 50 (último)
print(numeros[5])   # ❌ IndexError: out of range

Índices negativos

En Python, los índices negativos cuentan desde el final:

numeros = [10, 20, 30, 40, 50]
print(numeros[-1])  # 50 (último)
print(numeros[-2])  # 40 (anteúltimo)
print(numeros[-5])  # 10 (primero)
Esquema visual
Lista:        [10,  20,  30,  40,  50]
Índice +:       0,   1,   2,   3,   4
Índice -:      -5,  -4,  -3,  -2,  -1

Longitud: len()

numeros = [10, 20, 30, 40, 50]
print(len(numeros))   # 5
print(len([]))        # 0

Para obtener el último elemento de una lista de longitud variable, lo más seguro es lista[-1] o lista[len(lista)-1].

Slicing (rebanadas)

Para obtener una sublista, usás lista[inicio:fin]. El fin no se incluye (igual que en range).

numeros = [10, 20, 30, 40, 50]
print(numeros[1:4])    # [20, 30, 40]
print(numeros[:3])     # [10, 20, 30] (desde el principio)
print(numeros[2:])     # [30, 40, 50] (hasta el final)
print(numeros[:])      # [10, 20, 30, 40, 50] (copia completa)
print(numeros[::2])    # [10, 30, 50] (cada 2)
print(numeros[::-1])   # [50, 40, 30, 20, 10] (al revés)

Mutabilidad: modificar una lista

nums = [10, 20, 30]
nums[1] = 99
print(nums)   # [10, 99, 30]

Métodos más usados

MétodoQué haceEjemplo
append(x)Agrega x al finallista.append(5)
insert(i, x)Inserta x en posición ilista.insert(0, 5)
remove(x)Borra la primera ocurrencia de xlista.remove(30)
pop(i)Saca y devuelve elemento en i (último por defecto)x = lista.pop()
sort()Ordena la lista (en el lugar)lista.sort()
sort(reverse=True)Ordena descendentelista.sort(reverse=True)
reverse()Invierte el ordenlista.reverse()
index(x)Devuelve la posición de xlista.index(30)
count(x)Cuenta cuántas veces aparece xlista.count(5)
copy()Devuelve una copia independienteotra = lista.copy()
Métodos vs funciones
Métodos: se llaman con punto. lista.append(5). Modifican o consultan la lista.
Funciones globales: reciben la lista como argumento. len(lista), sum(lista), max(lista).

Funciones útiles para listas

numeros = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]

len(numeros)   # 8
sum(numeros)   # 31 (suma)
max(numeros)   # 9
min(numeros)   # 1
sorted(numeros)  # [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9] devuelve nueva lista ordenada

Recorrer una lista

Dos formas típicas:

numeros = [10, 20, 30, 40]

# Por elemento (más común)
for n in numeros:
    print(n)

# Por índice (cuando necesitás la posición)
for i in range(len(numeros)):
    print(i, numeros[i])

# Por elemento e índice (con enumerate, lo mejor)
for i, n in enumerate(numeros):
    print(i, n)

Operadores útiles: in, +, *

5 in [1, 2, 3, 5]            # True (¿está 5?)
"casa" in ["auto", "casa"]   # True
3 not in [1, 2, 5]           # True

[1, 2] + [3, 4]     # [1, 2, 3, 4] (concatena)
[0] * 5             # [0, 0, 0, 0, 0] (repite)
[1, 2] * 3          # [1, 2, 1, 2, 1, 2]

Listas de listas (matrices)

Una lista puede contener otras listas. Sirve para representar matrices, tablas, etc.

matriz = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

print(matriz[0])      # [1, 2, 3] (primera fila)
print(matriz[0][2])   # 3 (fila 0, columna 2)

# Recorrer una matriz
for fila in matriz:
    for valor in fila:
        print(valor, end=" ")
    print()

Patrones típicos con listas

Sumar todos
numeros = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
suma = 0
for n in numeros:
    suma = suma + n
print(suma)    # 31

# Más corto:
print(sum(numeros))
Contar cuántos cumplen una condición
numeros = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
pares = 0
for n in numeros:
    if n % 2 == 0:
        pares = pares + 1
print(pares)   # 3 (4, 2, 6)
Filtrar (crear lista nueva con los que cumplen)
numeros = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
mayores_a_3 = []
for n in numeros:
    if n > 3:
        mayores_a_3.append(n)
print(mayores_a_3)   # [4, 5, 9, 6]
Buscar máximo manualmente
numeros = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
mayor = numeros[0]
for n in numeros:
    if n > mayor:
        mayor = n
print(mayor)    # 9

Tuplas: como listas pero inmutables

Una tupla es una colección ordenada como la lista, pero no se puede modificar una vez creada. Se escribe con paréntesis (o sin nada):

coord = (3, 4)
colores = ("rojo", "verde", "azul")
sin_parentesis = 1, 2, 3   # también es tupla

print(coord[0])      # 3
print(coord[1])      # 4
# coord[0] = 99      # ❌ TypeError: tuplas inmutables

¿Cuándo usar tupla en vez de lista?

  • Cuando los datos no deben cambiar (coordenadas, fechas, valores constantes).
  • Cuando devolvés varios valores desde una función.
  • Cuando querés "marcar" que algo es inmutable por seguridad.

Desempaquetado

Podés asignar varios valores a la vez:

x, y = (3, 4)
print(x)   # 3
print(y)   # 4

# También funciona con listas
nombre, edad = ["Ariel", 30]

# Truco para intercambiar variables
a = 1
b = 2
a, b = b, a    # ahora a=2, b=1
Errores típicos en listas
Acceder a índice fuera de rango: lista[10] en lista de 5 elementos.
Modificar lista mientras la recorrés: resultados imprevisibles. Si necesitás filtrar, creá lista nueva.
Confundir append con +: lista.append([1,2]) agrega la lista entera como un solo elemento. lista + [1,2] concatena.
No darse cuenta que sort() modifica la lista y devuelve None: x = lista.sort() ❌. Lo correcto: lista.sort() y después usar lista.
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Segundo parcial Unidades 4 (diccionarios) – 6
5 Diccionarios

¿Qué es un diccionario?

Un diccionario es una colección de pares clave:valor. A diferencia de una lista (donde accedés por posición numérica), en un diccionario accedés por una clave que vos elegís — puede ser un texto, un número o cualquier valor inmutable.

persona = {"nombre": "Ariel", "edad": 30, "ciudad": "Buenos Aires"}

print(persona["nombre"])   # "Ariel"
print(persona["edad"])     # 30

Cuando vendría bien un diccionario

Cuando los datos tienen "etiquetas naturales": en vez de recordar que la posición 0 es el nombre y la 1 la edad, escribís persona["nombre"] y se entiende solo.

ListaDiccionario
persona = ["Ariel", 30, "BA"]persona = {"nombre":"Ariel", "edad":30, "ciudad":"BA"}
Accedés por posición: persona[0]Accedés por clave: persona["nombre"]
Hay que recordar el ordenLas claves explican qué es cada cosa

Sintaxis

  • Llaves { } (no corchetes).
  • Cada par tiene la forma clave: valor.
  • Los pares se separan con comas.
  • Las claves suelen ser strings o números enteros. Los valores pueden ser cualquier cosa (incluso otra lista o diccionario).

Crear, agregar, modificar, borrar

# Vacío
persona = {}

# Agregar (clave nueva)
persona["nombre"] = "Ariel"
persona["edad"] = 30

# Modificar (clave existente — misma sintaxis que agregar)
persona["edad"] = 31

# Borrar
del persona["edad"]
# o también
edad = persona.pop("edad")    # saca y devuelve el valor

print(persona)   # {'nombre': 'Ariel'}

¿Existe una clave?

Antes de acceder a una clave que podría no existir, conviene verificar:

if "nombre" in persona:
    print("Tiene nombre:", persona["nombre"])

# Para verificar que NO esté
if "telefono" not in persona:
    print("No tiene teléfono")
KeyError: la clave no existe
Si accedés con persona["clave_que_no_existe"], Python tira KeyError.

Soluciones:
• Usá in antes de acceder.
• O usá persona.get("clave"): devuelve None si no existe en lugar de tirar error.
persona.get("clave", "default"): devuelve "default" si no existe.

Métodos útiles

MétodoDevuelveEjemplo
d.keys()Todas las clavespersona.keys()['nombre', 'edad']
d.values()Todos los valorespersona.values()['Ariel', 30]
d.items()Pares (clave, valor)persona.items()
d.get(k)Valor o None si no existepersona.get("foo")None
d.get(k, default)Valor o default si no existepersona.get("foo", 0)0
d.update(otro)Agrega los pares de otro dictpersona.update({"tel": "1234"})
len(d)Cantidad de pareslen(persona)2

Recorrer un diccionario

persona = {"nombre": "Ariel", "edad": 30, "ciudad": "BA"}

# Por clave (lo más común)
for clave in persona:
    print(clave, "→", persona[clave])

# Por valores
for valor in persona.values():
    print(valor)

# Por pares clave-valor (lo más útil)
for clave, valor in persona.items():
    print(f"{clave}: {valor}")

Listas de diccionarios

Estructura muy común: cada elemento de una lista es un diccionario. Es la forma natural de representar "una tabla con filas".

personas = [
    {"nombre": "Ana",   "edad": 25, "ciudad": "BA"},
    {"nombre": "Bruno", "edad": 30, "ciudad": "Rosario"},
    {"nombre": "Carla", "edad": 28, "ciudad": "BA"}
]

# Recorrer
for p in personas:
    print(p["nombre"], "tiene", p["edad"], "años")

# Filtrar mayores de 27
mayores = []
for p in personas:
    if p["edad"] > 27:
        mayores.append(p)
print(mayores)

# Promedio de edad
suma = 0
for p in personas:
    suma = suma + p["edad"]
promedio = suma / len(personas)
print("Promedio:", promedio)

Patrones típicos con diccionarios

Patrón "contar frecuencias"
letras = "missisipi"
conteo = {}
for letra in letras:
    if letra in conteo:
        conteo[letra] = conteo[letra] + 1
    else:
        conteo[letra] = 1
print(conteo)   # {'m': 1, 'i': 4, 's': 3, 'p': 1}
Patrón "agrupar"
personas = [
    {"nombre": "Ana", "ciudad": "BA"},
    {"nombre": "Bruno", "ciudad": "Rosario"},
    {"nombre": "Carla", "ciudad": "BA"}
]

por_ciudad = {}
for p in personas:
    c = p["ciudad"]
    if c not in por_ciudad:
        por_ciudad[c] = []
    por_ciudad[c].append(p["nombre"])
print(por_ciudad)
# {'BA': ['Ana', 'Carla'], 'Rosario': ['Bruno']}

Validación de usuarios (clásico de parcial)

users = {"ariel": "clave123", "juan": "pwd456"}

def ingreso(usr_dict):
    u = input("Usuario: ")
    cl = input("Clave: ")
    if u in usr_dict:
        if usr_dict[u] == cl:
            return True
    return False

while not ingreso(users):
    print("Datos erróneos, volvé a intentar")
print("¡Bienvenido!")

Diccionarios anidados

Un diccionario puede tener como valor otro diccionario:

datos = {
    "ariel": {"edad": 30, "ciudad": "BA"},
    "juan":  {"edad": 25, "ciudad": "Rosario"}
}

print(datos["ariel"]["edad"])     # 30
print(datos["juan"]["ciudad"])    # Rosario
Errores típicos con diccionarios
KeyError por acceder a clave que no existe (usá get o in).
• Confundir corchetes con llaves: lista [ ], diccionario { }.
• Usar listas como claves (no se puede, son mutables).
• Olvidar inicializar un diccionario antes de empezar a llenarlo.
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6 Archivos y manejo de errores

¿Por qué trabajar con archivos?

Cuando un programa termina, se pierden todas las variables. Para persistir datos (que sobrevivan más allá de la ejecución), tenés que escribirlos en un archivo en disco. Después podés leer esos datos en otra ejecución.

Casos típicos:

  • Guardar el resultado de un cálculo.
  • Cargar una lista de usuarios o productos.
  • Procesar datasets (CSV).
  • Generar reportes en texto.

Abrir un archivo: open()

archivo = open("datos.txt", "r")
# ... operaciones ...
archivo.close()

Toma dos parámetros: el nombre (con ruta si está en otra carpeta) y el modo.

ModoSignificaDetalles
"r"Read (lectura)Falla si no existe.
"w"Write (escritura)Crea el archivo si no existe. Sobrescribe si existe (cuidado).
"a"Append (agregar al final)Crea si no existe. Conserva el contenido previo.
"r+"Lectura + escrituraFalla si no existe.
¡Cuidado con "w"!
Abre el archivo y borra todo su contenido antes de escribir. Si querés agregar sin perder lo anterior, usá "a".

Leer un archivo

# Opción 1: leer todo como un solo string
archivo = open("datos.txt", "r")
contenido = archivo.read()
print(contenido)
archivo.close()

# Opción 2: leer línea por línea (recomendado para archivos grandes)
archivo = open("datos.txt", "r")
for linea in archivo:
    print(linea.strip())   # strip() quita el salto de línea final
archivo.close()

# Opción 3: leer todas las líneas a una lista
archivo = open("datos.txt", "r")
lineas = archivo.readlines()
archivo.close()
print(lineas)   # ['linea 1\n', 'linea 2\n', ...]

Escribir en un archivo

archivo = open("salida.txt", "w")
archivo.write("Hola\n")
archivo.write("Segunda línea\n")
archivo.close()
Salto de línea: \n
Si querés escribir en varias líneas, tenés que agregar \n al final de cada texto. write() NO lo hace solo, a diferencia de print().

La forma recomendada: with

Abre el archivo y lo cierra automáticamente al terminar el bloque, incluso si hay error. Es lo que se usa en código profesional.

with open("datos.txt", "r") as archivo:
    for linea in archivo:
        print(linea.strip())
# Acá ya está cerrado automáticamente

Lo podés usar también para escritura:

with open("salida.txt", "w") as f:
    f.write("Línea 1\n")
    f.write("Línea 2\n")

Procesar líneas: strip() y split()

  • linea.strip(): quita espacios y saltos de línea al principio y final.
  • linea.split(","): divide la línea por comas y devuelve una lista.
  • linea.split() sin argumento: divide por espacios.
Leer un CSV simple manualmente
with open("notas.csv", "r") as f:
    for linea in f:
        partes = linea.strip().split(",")
        nombre = partes[0]
        nota = int(partes[1])
        print(f"{nombre}: {nota}")

Acumular datos en una estructura

notas = []
with open("notas.txt", "r") as f:
    for linea in f:
        notas.append(int(linea.strip()))

print("Promedio:", sum(notas) / len(notas))
print("Máximo:", max(notas))

Manejo de errores

Un error (o excepción) ocurre cuando algo sale mal: un archivo no existe, el usuario ingresa texto donde esperabas número, dividís por cero. Por defecto, cuando ocurre un error, el programa se corta.

Para que el programa pueda recuperarse, usás try/except.

try / except

try:
    n = int(input("Ingresá un número: "))
    print(n * 2)
except ValueError:
    print("Eso no fue un número")
  • try: "intentá ejecutar este código".
  • except: "si surge un error de tipo X, hacé esto otro".

Si el código del try se ejecuta sin errores, el except se saltea. Si hay error, se ejecuta el except correspondiente.

Excepciones más comunes

ExcepciónCuándo ocurre
ValueErrorTipo incorrecto: int("hola"), float("abc")
ZeroDivisionErrorDivisión por cero: 5 / 0
FileNotFoundErrorAbrir archivo inexistente con "r"
KeyErrorAcceder a clave no existente en diccionario
IndexErrorAcceder a índice fuera de rango en lista
TypeErrorTipos incompatibles: "a" + 5
NameErrorUsar variable no definida

Múltiples except

Podés manejar errores distintos por separado:

try:
    archivo = open("datos.txt", "r")
    n = int(archivo.readline())
    resultado = 10 / n
    print(resultado)
except FileNotFoundError:
    print("No existe el archivo")
except ValueError:
    print("El archivo no tiene un número válido")
except ZeroDivisionError:
    print("No se puede dividir por cero")

Capturar cualquier excepción

try:
    # algo que puede fallar
    pass
except Exception as e:
    print("Falló algo:", e)

Con as e guardás el objeto excepción en e y podés imprimirlo o usarlo.

else y finally

  • else: se ejecuta solo si NO hubo excepción.
  • finally: se ejecuta siempre (haya error o no). Útil para "limpiar" recursos.
try:
    archivo = open("datos.txt", "r")
    contenido = archivo.read()
except FileNotFoundError:
    print("No existe el archivo")
else:
    print("Lectura exitosa")
    print(contenido)
finally:
    print("Termina la operación")

Validación robusta de input (clásico de parcial)

def pedir_entero_positivo(cartel):
    while True:
        try:
            n = int(input(cartel))
            if n > 0:
                return n
            else:
                print("Tiene que ser mayor que 0")
        except ValueError:
            print("Tiene que ser un entero")

num = pedir_entero_positivo("Ingresá un natural: ")
print("Recibido:", num)

Este patrón cubre dos situaciones a la vez: que el usuario escriba algo no numérico y que escriba un número inválido (≤ 0).

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7 Pandas (análisis de datos)

¿Qué es una biblioteca?

Una biblioteca (library) es código que otros escribieron y podés usar en tus programas importándolo. Evita "reinventar la rueda". Python viene con muchas bibliotecas incluidas (estándar) y miles más se pueden instalar.

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
  • import: carga la biblioteca.
  • as: le da un nombre más corto (alias) para usarla.

pd es el alias estándar de Pandas. plt es el de Matplotlib. Esos alias son convención universal — usalos así.

¿Qué es Pandas?

Pandas es la biblioteca estándar para trabajar con datos en forma tabular (filas y columnas, como una planilla Excel) en Python. Se usa muchísimo en ingeniería, ciencia de datos, finanzas y análisis en general.

Estructuras principales

  • DataFrame: una tabla con filas y columnas (con etiquetas).
  • Series: una sola columna (o fila) con etiquetas.

Crear un DataFrame

Desde un diccionario

import pandas as pd

datos = {
    "nombre": ["Ana", "Bruno", "Carla", "Diego"],
    "edad":   [25, 30, 28, 35],
    "ciudad": ["CABA", "Rosario", "CABA", "Mendoza"]
}
df = pd.DataFrame(datos)
print(df)

Genera una tabla:

   nombre  edad   ciudad
0     Ana    25     CABA
1   Bruno    30  Rosario
2   Carla    28     CABA
3   Diego    35  Mendoza

Desde un archivo CSV

CSV (Comma-Separated Values) es el formato más común para datos tabulares: un archivo de texto donde cada fila es una línea y las columnas se separan por comas.

df = pd.read_csv("datos.csv")

Si el separador es punto y coma (común en archivos europeos):

df = pd.read_csv("datos.csv", sep=";")

Explorar un DataFrame

ComandoQué muestra
df.head()Primeras 5 filas (o las que pidas: df.head(10))
df.tail()Últimas 5 filas
df.shapeTupla (filas, columnas)
df.columnsNombres de columnas
df.dtypesTipo de dato de cada columna
df.info()Resumen: tipos, nulos, memoria
df.describe()Estadísticas básicas (promedio, min, max, etc.) de columnas numéricas

Acceder a columnas

df["edad"]              # la columna edad como Series
df[["nombre", "edad"]]  # varias columnas (corchete doble) → DataFrame nuevo
Corchete simple vs doble
df["edad"] con corchetes simples: devuelve una Series (la columna).
df[["edad"]] con corchetes dobles: devuelve un DataFrame con esa única columna.
• Para varias columnas, sí o sí dobles: df[["a", "b"]].

Acceder a filas: .iloc y .loc

  • df.iloc[i]: por posición (índice numérico).
  • df.loc[i]: por etiqueta del índice (suele coincidir cuando el índice es 0,1,2,...).
df.iloc[0]      # primera fila
df.iloc[-1]     # última fila
df.iloc[0:3]    # primeras 3 filas (slicing)

df.loc[0, "nombre"]   # valor de fila 0, columna nombre

Filtrar filas (lo más usado)

Le pasás al DataFrame una condición y te devuelve solo las filas que la cumplen:

# Personas mayores de 27
df[df["edad"] > 27]

# Personas de CABA
df[df["ciudad"] == "CABA"]

# Combinado: mayor de 25 Y de CABA
df[(df["edad"] > 25) & (df["ciudad"] == "CABA")]

# O: de CABA o de Mendoza
df[(df["ciudad"] == "CABA") | (df["ciudad"] == "Mendoza")]

# Más elegante con isin:
df[df["ciudad"].isin(["CABA", "Mendoza"])]
En pandas se usa &, |, ~ (NO and, or, not)
Con DataFrames las condiciones se combinan con:
& en lugar de and
| en lugar de or
~ en lugar de not

Y siempre envolvé cada condición con paréntesis: (df["a"] > 5) & (df["b"] == "x").

Operaciones agregadas (estadísticas)

df["edad"].mean()       # promedio
df["edad"].max()        # máximo
df["edad"].min()        # mínimo
df["edad"].sum()        # suma total
df["edad"].count()      # cantidad de no-nulos
df["edad"].std()        # desvío estándar
df["edad"].median()     # mediana

Conteos y agrupamientos

# Cuántos hay de cada valor
df["ciudad"].value_counts()
# CABA       2
# Rosario    1
# Mendoza    1

# Agrupar y agregar
df.groupby("ciudad")["edad"].mean()
# Promedio de edad por ciudad

df.groupby("ciudad").size()
# Cantidad de filas por ciudad

Ordenamiento

df.sort_values("edad")                  # ascendente
df.sort_values("edad", ascending=False) # descendente
df.sort_values(["ciudad", "edad"])      # primero por ciudad, después por edad

Agregar / modificar columnas

df["mayor_de_edad"] = df["edad"] >= 18
df["edad_doble"] = df["edad"] * 2
df["categoria"] = "joven"   # mismo valor en toda la columna

apply: aplicar una función a cada fila o columna

def categoria(edad):
    if edad < 18:
        return "menor"
    elif edad < 65:
        return "adulto"
    else:
        return "jubilado"

df["cat"] = df["edad"].apply(categoria)

Borrar columnas o filas

df = df.drop("ciudad", axis=1)        # borra columna
df = df.drop(0, axis=0)               # borra fila con índice 0

Valores nulos

df.isnull()           # DataFrame de True/False
df.isnull().sum()     # cuántos nulos por columna
df.dropna()           # borra filas con cualquier nulo
df.fillna(0)          # rellena nulos con 0
Errores típicos en Pandas
Confundir corchete simple y doble al pedir columnas.
Usar and/or en lugar de &/| para filtros.
Olvidar paréntesis en condiciones combinadas.
Modificar un slice creyendo que afecta al original (puede no funcionar; usá .copy() si querés trabajar aparte).
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8 Matplotlib (gráficos)

¿Qué es Matplotlib?

Matplotlib es la biblioteca estándar para crear gráficos en Python. Permite hacer gráficos de línea, barras, dispersión, histogramas, tortas, y mucho más. La parte que más se usa es pyplot:

import matplotlib.pyplot as plt

plt es el alias convencional.

Gráfico de línea básico

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [2, 4, 1, 5, 3]

plt.plot(x, y)
plt.show()
  • plt.plot(x, y): arma el gráfico (puntos x,y unidos con línea).
  • plt.show(): lo muestra. En Colab no siempre hace falta — suele aparecer solo.

Agregar títulos y etiquetas

plt.plot(x, y)
plt.title("Mi primer gráfico")
plt.xlabel("Tiempo (s)")
plt.ylabel("Velocidad (m/s)")
plt.show()

Tipos de gráficos principales

TipoFunciónCuándo usar
Líneaplt.plot(x, y)Evolución en el tiempo, funciones continuas
Barras verticalesplt.bar(x, y)Comparar categorías
Barras horizontalesplt.barh(x, y)Igual pero con etiquetas largas
Dispersiónplt.scatter(x, y)Correlación entre dos variables
Histogramaplt.hist(datos, bins=10)Distribución de una variable numérica
Tortaplt.pie(valores, labels=etiq)Proporciones de un total (pocas categorías)
Cajaplt.boxplot(datos)Mostrar dispersión y outliers

Ejemplo: gráfico de barras

meses = ["Ene", "Feb", "Mar", "Abr"]
ventas = [120, 90, 150, 180]

plt.bar(meses, ventas)
plt.title("Ventas por mes")
plt.xlabel("Mes")
plt.ylabel("Ventas")
plt.show()

Ejemplo: dispersión

edades = [25, 30, 35, 28, 45, 50]
salarios = [40000, 50000, 65000, 45000, 80000, 90000]

plt.scatter(edades, salarios)
plt.xlabel("Edad")
plt.ylabel("Salario")
plt.title("Relación edad-salario")
plt.show()

Ejemplo: histograma

edades = [22, 25, 24, 30, 28, 35, 40, 26, 33, 29, 31, 27, 32]

plt.hist(edades, bins=5)
plt.xlabel("Edad")
plt.ylabel("Frecuencia")
plt.title("Distribución de edades")
plt.show()

El parámetro bins indica en cuántos rangos dividir.

Personalización de líneas

plt.plot(x, y,
         color="red",      # color de la línea
         linestyle="--",   # estilo: '-', '--', ':', '-.'
         linewidth=2,      # grosor
         marker="o",       # marca cada punto: 'o', 's', '^', 'x'
         markersize=8)     # tamaño del marker

Múltiples series en un mismo gráfico

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y1 = [2, 4, 6, 8, 10]
y2 = [1, 4, 9, 16, 25]

plt.plot(x, y1, label="Producto A")
plt.plot(x, y2, label="Producto B")
plt.legend()       # muestra las etiquetas
plt.grid(True)     # cuadrícula
plt.show()

Conectar Pandas con Matplotlib

Podés graficar directamente desde un DataFrame:

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

df = pd.read_csv("ventas.csv")

# Forma 1: pasar columnas a plt
plt.plot(df["mes"], df["total"])
plt.title("Ventas mensuales")
plt.show()

# Forma 2: usar .plot() del DataFrame (más compacto)
df.plot(x="mes", y="total", kind="bar")
plt.show()

El parámetro kind de df.plot() puede ser: 'line', 'bar', 'barh', 'hist', 'scatter', 'pie', 'box'.

Subplots: varios gráficos en una figura

fig, ax = plt.subplots(1, 2, figsize=(10, 4))   # 1 fila, 2 columnas

ax[0].plot(x, y1)
ax[0].set_title("Serie 1")

ax[1].bar(meses, ventas)
ax[1].set_title("Ventas")

plt.show()

Guardar el gráfico

plt.plot(x, y)
plt.savefig("grafico.png")    # antes de show()
plt.show()
Errores típicos en Matplotlib
• Olvidar plt.show() al final (a veces no aparece nada).
• Mezclar gráficos sin plt.figure() nuevo: te superponen.
• Pasar lista de strings a plt.plot (espera números). Para etiquetas usá plt.bar.
• Olvidar etiquetas y título — el gráfico queda incompleto.
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PC · Guía Primer Parcial

UBA XXI · Cátedra Balbiano · Guía intensiva basada en parciales reales 2024–2025
1 Estrategia general del parcial

La estructura del parcial Balbiano

El parcial de Pensamiento Computacional tiene 9 o 10 preguntas de opción múltiple con una sola respuesta correcta. La duración es de 1:30 h.

Las preguntas 1–5 (o 1–7) valen 1 punto cada una. Las últimas 4 (o 3) valen 2 puntos o 0 (sin puntos intermedios). La nota se calcula según una escala fija: de 13 puntos máximos posibles a nota del 1 al 10.

Puntos acumulados1–23–45–678910111213
Nota12345678910
Estrategia de puntaje
Con 7 puntos (nota 4) alcanzás la aprobación directa. Para eso necesitás acertar todas las preguntas de 1 punto (5–7) + al menos 1 de 2 puntos. Priorizá las preguntas simples antes de las complejas.

Los 6 tipos de preguntas del parcial 21/4/2025

Cada tema (1 a 8) repite la misma estructura de 9 ejercicios. Los tipos que aparecen:

EjercicioTipo de preguntaQué piden
1, 4, 7Encontrar el programa correcto¿Cuál programa muestra/hace exactamente X?
2Trazar expresión aritmética¿Qué muestra print(...)? (con precedencia, **, //)
3Lista resultante¿Con qué contenido queda la lista al final?
5Función fun()¿Qué devuelve la función con el texto dado?
6Trazar bucle anidado¿Qué muestra por pantalla un programa con dos for/while?
8Elegir función correcta¿Cuál def hace que el programa muestre X?
9Equivalencia de condiciones¿Cuál condición es equivalente a la dada (probando con valores)?

Las 3 preguntas que te tenés que hacer antes de cada ejercicio

Pregunta 1 — ¿Qué tipo de ejercicio es?

Mirá la primera oración. Las palabras clave te dicen todo:

  • "¿Qué muestra el siguiente programa?" → Trazá la ejecución línea a línea (Ej 2 y 6).
  • "¿Cuál de los siguientes programas muestra X?" → Probá cada opción A/B/C/D con los valores dados; descartá las que tiren error o resultado distinto (Ej 1, 4, 7).
  • "¿Con qué contenido acabará la lista?" → Simulá el bucle paso a paso en papel (Ej 3).
  • "¿Qué devuelve la función fun?" → Trazá el for/while interno y mirá qué tipo devuelve el return (Ej 5).
  • "¿Cuál es la versión correcta de la función?" → Chequeá nombre, cantidad y orden de parámetros, y que el return devuelva lo correcto (Ej 8).
  • "¿Cuál condición es candidata a ser equivalente?" → Probá con los valores que da el enunciado: la equivalente da el mismo V/F que la original en todos los casos (Ej 9).

Pregunta 2 — ¿Cuáles son los valores iniciales?

Antes de trazar, anotá en un margen todos los valores iniciales de las variables. Nunca trates de tener los valores "en la cabeza": escribilos.

Pregunta 3 — ¿Hay trampa de precedencia o de tipo?

  • ¿Hay potencia (**)? Se evalúa antes que * y /.
  • ¿Hay división entera (//) o módulo (%)? Mismo nivel que *.
  • ¿Hay int(num) == num? Es la forma de detectar si un float es entero.
  • ¿El índice de lista es negativo? lista[-1] es el último elemento.
La regla de oro
Nunca confíes en tu intuición para código Python. Siempre simulá línea a línea en papel. El 80% de los errores en parciales se produce por "ya sé qué hace" sin verificar.

Orden de precedencia de operadores Python

1. ** (potencia) — mayor precedencia
2. * / // % (multiplicación, divisiones, módulo)
3. + - (suma y resta)
4. Comparaciones: == != < > <= >=
5. not
6. and
7. or — menor precedencia
Ejemplo de precedencia · Parcial 21/4/2025 Tema 1 — Ejercicio 2
a=1; b=0; c=2.5; d=-2
print((a+d**2)/(c-b))
Paso a paso:
1. d**2 = (-2)**2 = 4 (la potencia se evalúa primero)
2. a + 4 = 1 + 4 = 5
3. c - b = 2.5 - 0 = 2.5
4. 5 / 2.5 = 2.0
Resultado: 2.0 (opción C)
Trampa clásica: precedencia de **
La potencia ** se evalúa antes que *, /, +, -. Sin paréntesis, d**2 se calcula primero y recién después se hace la suma a+d**2. Otra trampa frecuente: x**0 = 1 para cualquier x.
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2 Python básico · tipos, operadores y expresiones

Tipos de datos fundamentales

TipoEjemploDescripción
int3, -10, 0Número entero
float2.5, 3.14, -0.5Número con decimales
str'hola', "mundo"Cadena de texto
boolTrue, FalseVerdadero o falso

Operadores aritméticos

OperadorSignificadoEjemploResultado
+suma5+38
-resta5-32
*multiplicación5*315
/división (siempre float)7/23.5
//cociente entero7//23
%resto de la división7%21
**potencia2**38
int() vs float()
int(num) trunca hacia cero: int(3.9) → 3, int(-3.9) → -3.
El truco num == int(num) detecta si un float es en realidad entero: 3.0 == int(3.0) → True, 3.5 == int(3.5) → False.

El operador * con strings y listas

En Python el operador * aplicado a una string o lista con un entero repite:

'hola' * 2  →  'holahola'
'*' * 5     →  '*****'
[0] * 3     →  [0, 0, 0]
[1, 2] * 2  →  [1, 2, 1, 2]
Ejemplo de tracing · Parcial 21/4/2025 Tema 7
a=0; b=1; c=2; d=-2
cant = d - b*b + c*2/b + 4
print('&' * int(cant))
Paso a paso:
1. b*b = 1*1 = 1
2. c*2/b = 2*2/1 = 4.0
3. cant = -2 - 1 + 4.0 + 4 = 5.0
4. int(5.0) = 5
5. '&' * 5 = '&&&&&'
Resultado: &&&&&
Ejemplo de tracing · Parcial 21/4/2025 Tema 4 — Ejercicio 2
a=0; b=1; c=2; d=-2
cant = d*d + b**(2+c)*a
print('0' * cant)
Paso a paso:
1. d*d = (-2)*(-2) = 4
2. 2+c = 2+2 = 4
3. b**4 = 1**4 = 1
4. 1*a = 1*0 = 0 (el *a aplasta toda esa parte)
5. cant = 4 + 0 = 4
6. '0'*4 = '0000'
Resultado: 0000 (opción D)

Contar cuántas condiciones se evalúan

Este tipo de pregunta aparece siempre. La lógica es:

  • Si la primera condición de un if es verdadera y usa or, Python no evalúa la segunda (cortocircuito).
  • Si la primera condición de un if es falsa y usa and, Python no evalúa la segunda (cortocircuito).
  • Una vez que entra a un if, los elif que siguen no se evalúan.
  • Un else no es una condición evaluada (es el caso "restante"), así que no suma al conteo.
Ejemplo conceptual: contar condiciones evaluadas
a=10; ok=True
if a==1 and ok:      # evalúa a==1 (False) → cortocircuito: ok NO se evalúa
  ...
elif a>1:            # se evalúa (True) → entra
  print('Segundo')
else:                # no se llega
  ...
Total de condiciones evaluadas: 2 (a==1 y a>1). El else no cuenta. El ok no se evalúa por cortocircuito.
Trampa: if encadenados vs if/elif
Varios if seguidos son independientes: se evalúa cada uno sí o sí.
elif solo se evalúa si el bloque anterior fue falso.
Esta diferencia genera muchos errores en el conteo de condiciones.
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3 Condicionales · if / elif / else

Estructura básica

if condicion1:
    # se ejecuta si condicion1 es True
elif condicion2:
    # se ejecuta si condicion1 fue False y condicion2 es True
else:
    # se ejecuta si ninguna condición anterior fue True
Regla de oro de condicionales
Una vez que Python encuentra un bloque cuya condición es True, ejecuta ese bloque y salta todo el resto del if/elif/else. Los bloques que siguen no se evalúan.

Operadores de comparación y lógicos

OperadorSignificadoEjemplo
==iguala == 5
!=distintoa != 5
<, >, <=, >=comparacióna < 10
inpertenenciax in ('a','b','c')
not inno pertenenciax not in lista
andY lógicoa>0 and b>0
orO lógicoa==1 or b==1
notnegaciónnot (a==1)

El operador in con range()

a in range(1, 8, 2) es equivalente a a in (1, 3, 5, 7). Esto aparece en preguntas de equivalencia de condiciones.

Ejemplo de tracing · Parcial 21/4/2025 Tema 7 — Ejercicio 1
producto='birome'; unidad='caja'; precio=60
if producto in ('block A4','etiqueta'):
    ...
elif producto in ('plasticola','hoja','birome'):
    if unidad in ('ciento','docena','bolsa'):
        print('barato')
    else:
        print('caro')
Tracing:
1. producto='birome'. ¿Está en ('block A4','etiqueta')? No → sigue.
2. ¿Está en ('plasticola','hoja','birome')? Sí → entra.
3. ¿unidad='caja' está en ('ciento','docena','bolsa')? No → else.
4. Muestra: "caro"
Ejemplo de equivalencia de condiciones · Parcial 21/4/2025 Tema 4 — Ejercicio 9

¿Cuál condición es candidata a ser equivalente a la siguiente?

(num in sel) and (num!=int(num) or num>0 or num%3==0)

Probar con: sel=[2,21,-1,56], num=22 y num=21.

Original con num=22 (no está en sel): False and ... = False.
Original con num=21 (está en sel): True and (False or True or True) = True.

La candidata correcta (opción A del parcial) es:

((num>=1 or not(int(num)==num) or
  (num%3!=1 and num%3!=2)) and (num in sel))

Verificación: con num=22 → (... ) and False = False ✓; con num=21 → (True or ...) and True = True ✓. Las tablas de verdad coinciden.

Condicionales anidados: conteo de condiciones paso a paso

Para contar condiciones evaluadas con valores dados, seguí este método:

  1. Copiá el programa en papel con los valores iniciales.
  2. Evaluá la primera condición. Anotá si es True o False.
  3. Si es True: marcá las líneas que se ejecutan, tachá los elif/else siguientes al mismo nivel.
  4. Si es False: pasá al siguiente elif (que sí se evalúa). Sumás 1 al contador.
  5. Los else sin condición no suman al contador.
  6. Repetí para todos los bloques anidados.
Trampa: cortocircuito con and/or
and: si la primera parte es False, la segunda NO se evalúa. No suma al contador.
or: si la primera parte es True, la segunda NO se evalúa. No suma al contador.
Esto puede hacer diferencia entre opciones que parecen similares.
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4 Ciclos · for y while

El ciclo for

for variable in secuencia:
    # cuerpo del bucle

El cuerpo se ejecuta una vez por cada elemento de la secuencia. La secuencia puede ser una lista, una string, un range, una tupla.

range() — la función más importante del parcial

LlamadaGeneraIteraciones
range(5)0, 1, 2, 3, 45
range(2, 7)2, 3, 4, 5, 65
range(1, 15, 5)1, 6, 113
range(9, 5, -1)9, 8, 7, 64
range(9, 5, -3)9, 62
range(1, 10, -4)(vacío)0
range() con paso negativo
Para que range(inicio, fin, paso) genere elementos, se necesita que inicio > fin cuando el paso es negativo. Si inicio <= fin con paso negativo, el range está vacío y el bucle no itera.

El ciclo while

while condicion:
    # cuerpo del bucle
    # (la condición se reevalúa antes de cada iteración)

El cuerpo se ejecuta mientras la condición sea True. Cuidado con el bucle infinito: siempre tiene que haber algo dentro del bucle que modifique la condición.

Ejemplo: tracing de for anidado · Parcial 21/4/2025 Tema 7 — Ejercicio 6
impares='13579'
for i in range(len(impares)):
    linea=''
    for j in range(len(impares)*2):
        if j%2!=0:
            linea+=impares[j//2]
        else:
            linea+=' '
    print(linea)
Tracing:
len(impares)=5, así que el for externo itera 5 veces (i=0..4).
• El for interno itera 10 veces (j=0..9) y arma linea.
j par → agrega ' '; j impar → agrega impares[j//2].
j=0: ' '; j=1: '1'; j=2: ' '; j=3: '3'; j=5: '5'; j=7: '7'; j=9: '9'.
linea = ' 1 3 5 7 9', y se imprime 5 veces (una por cada i).
Salida (opción B): 5 líneas iguales con " 1 3 5 7 9".
Ejemplo: for con slicing que modifica la string · Parcial 21/4/2025 Tema 5 — Ejercicio 6
digitos='123456'
izq=''
for i in range(len(digitos)):
    print(izq+digitos)
    digitos=digitos[1:]
    izq+=' '
Clave: range(len(digitos)) se evalúa una sola vez al inicio del for. Aunque digitos se acorte adentro, el for itera 6 veces.
i=0: imprime ''+'123456'"123456"; después digitos='23456', izq=' '.
i=1: imprime ' 23456'; después digitos='3456', izq=' '.
i=2: imprime ' 3456'.
i=3: imprime ' 456'.
i=4: imprime ' 56'.
i=5: imprime ' 6'.
Salida (opción B): efecto de "escalera" con 6 líneas.
Ejemplo: for con range desde 1 hasta len-1 · Parcial 21/4/2025 Tema 4 — Ejercicio 6
cartel='desde'
print(cartel.upper())
izq=' '
for i in range(1,len(cartel)-1):
    print(izq+cartel[i])
    izq+=' '
print(cartel.upper())
Tracing:
• Antes del for: imprime 'DESDE'.
range(1, 5-1) = range(1, 4), así que i=1,2,3.
i=1: imprime ' '+cartel[1]" e"; izq=' '.
i=2: imprime ' '+cartel[2]" s".
i=3: imprime ' '+cartel[3]" d".
• Después del for: imprime 'DESDE'.
Salida (opción C): DESDE /  e /   s /    d / DESDE.
Trampa: reasignar la variable de control en el for
for i in range(1,15,5):
    i=0  # ¡esto NO afecta al rango!
Aunque reasignes i dentro del for, el siguiente paso del range asigna el nuevo valor. El bucle sigue iterando normalmente (3 veces en este caso).
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5 Listas y tuplas

Lista: colección mutable de elementos

numeros = [4, 3, 1, 2]
numeros[0]   →  4        # primer elemento (índice 0)
numeros[-1]  →  2        # último elemento
numeros[1:3] →  [3, 1]  # slicing: posiciones 1 y 2 (3 no entra)

Índices negativos

Un índice negativo cuenta desde el final de la lista:

a = [10, 20, 30, 40]
a[-1] →  40   # último
a[-2] →  30   # penúltimo
a[-(len(a))] →  a[0] → 10  # primer elemento

Métodos de lista más usados en parciales

MétodoQué haceEjemplo
append(x)Agrega x al finala.append(5)
extend(lista)Agrega todos los elementos de lista al finala.extend([6,7])
remove(x)Elimina la primera ocurrencia de xa.remove(3)
sort()Ordena la lista de menor a mayor (modifica la original)a.sort()
reverse()Invierte el orden de la lista (modifica la original)a.reverse()
copy()Genera una copia independienteb=a.copy()
count(x)Cuenta cuántas veces aparece xa.count(1)
+ concatena, no modifica
a + b genera una nueva lista. No modifica a ni b.
a.extend(b) sí modifica a.
Esta diferencia es clave en los ejercicios de "¿cuál NO deja la lista así?".
Ejemplo: lista con índice negativo · Parcial 21/4/2025 Tema 7
indicador=[1,2,3,4,5,6]
numeros=[1,2,3,4,5,6]
final=[0]*6          # [0,0,0,0,0,0]
for i in range(len(numeros)):
    final[-(indicador[i])] = numeros[i]
Iteraciones:
i=0: final[-1]=1 → [0,0,0,0,0,1]
i=1: final[-2]=2 → [0,0,0,0,2,1]
i=2: final[-3]=3 → [0,0,0,3,2,1]
i=3: final[-4]=4 → [0,0,4,3,2,1]
i=4: final[-5]=5 → [0,5,4,3,2,1]
i=5: final[-6]=6 → [6,5,4,3,2,1]
Resultado: [6,5,4,3,2,1]
Ejemplo: lista resultante con indicador[i]-1 · Parcial 21/4/2025 Tema 4 — Ejercicio 3
indicador=[7,5,1,3,2,4,6]
numeros=[1,2,3,4,5,6,7]
final=[0]*7
for i in range(len(numeros)):
    final[indicador[i]-1]=numeros[i]
Iteraciones (recordá que indicador[i]-1 da el índice positivo donde guardar):
i=0: final[7-1]=final[6]=1 → [0,0,0,0,0,0,1]
i=1: final[5-1]=final[4]=2 → [0,0,0,0,2,0,1]
i=2: final[1-1]=final[0]=3 → [3,0,0,0,2,0,1]
i=3: final[3-1]=final[2]=4 → [3,0,4,0,2,0,1]
i=4: final[2-1]=final[1]=5 → [3,5,4,0,2,0,1]
i=5: final[4-1]=final[3]=6 → [3,5,4,6,2,0,1]
i=6: final[6-1]=final[5]=7 → [3,5,4,6,2,7,1]
Resultado (opción B): [3, 5, 4, 6, 2, 7, 1]
Ejemplo: integrar dos listas con extend + sort · Parcial 21/4/2025 Tema 6 — Ejercicio 4
impares=[15,7,11,3]
pares=[22,14]
numeros=[]
numeros.extend(impares)
numeros.extend(pares)
numeros.sort()
Paso a paso:
1. Después del primer extend: numeros=[15,7,11,3].
2. Después del segundo: numeros=[15,7,11,3,22,14].
3. sort() ordena ascendente: [3, 7, 11, 14, 15, 22].
Es la opción C del parcial. Las opciones que parecen razonables pero fallan suelen usar numeros=impares (asignación, no copia) o sumar listas de a una con un for, dejando numeros mal armado.
Ejemplo: sort + reverse para ordenar descendente · Parcial 21/4/2025
numeros=[-3.36,10,2,0.25,-3]
enteros=[]
fraccionarios=[]
for num in numeros:
    if num==int(num):    # ¿es entero?
        enteros.append(num)
    else:
        fraccionarios.append(num)
enteros.sort()
enteros.reverse()
fraccionarios.sort()
fraccionarios.reverse()
Después del for: enteros=[10,2,-3], fraccionarios=[-3.36,0.25]
Después de sort+reverse: enteros=[10,2,-3], fraccionarios=[0.25,-3.36]
Resultado: enteros [10,2,-3] y fraccionarios [0.25,-3.36]

Tuplas

Las tuplas son como listas pero inmutables (no se pueden modificar). Se crean con paréntesis:

t = (1, 2, 3)
t[0]  →  1     # acceso igual que lista
t[-1] →  3     # índice negativo igual que lista

En los parciales las tuplas aparecen principalmente como secuencias en for y como argumentos del operador in.

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6 Strings · slicing, métodos y recorridos

Acceso a caracteres y slicing

pal = 'GEMELO'
pal[0]    →  'G'     # primer carácter (índice 0)
pal[-1]   →  'O'     # último carácter
pal[2:]   →  'MELO'  # desde posición 2 hasta el final
pal[:3]   →  'GEM'   # desde el inicio hasta posición 2 (3 no entra)
pal[1:4]  →  'EME'   # posiciones 1, 2, 3
pal[::-1] →  'OLEMEG' # invertir la string
Slicing: el "hasta" nunca entra
En s[a:b], el índice b no está incluido. 'hola'[1:3] da 'ol', no 'ola'. Acordate: el índice de fin siempre queda afuera.
Ejemplo: concatenación con índice negativo y .upper() · Parcial 21/4/2025 Tema 4 — Ejercicio 7

El programa debe mostrar: Siempre la vocal: A está varias veces en ANACONDA

palabra='anaconda'
txt='la vocal: '
frase='Siempre '
frase=frase+txt+palabra[-1].upper()
frase=frase+' está varias veces en '
frase=frase+palabra.upper()
print(frase)
Tracing:
1. palabra[-1] = 'a' (último carácter); .upper() = 'A'.
2. Tras la primera concatenación: frase = 'Siempre la vocal: A'.
3. Tras la segunda: frase = 'Siempre la vocal: A está varias veces en '.
4. palabra.upper() = 'ANACONDA'; tras la tercera: frase = 'Siempre la vocal: A está varias veces en ANACONDA'.
Es la opción B del parcial.
Ejemplo: concatenación con slicing y .upper() · Parcial 21/4/2025 Tema 1 — Ejercicio 7

El programa debe mostrar: Agustín, LA PLACA BACTERIANA DENTAL SE QUITA CON: PLAKOUT

mens='LA PLACA DENTAL SE QUITA CON'
nom='Agustín'
tipo='bacteriana'
producto='plakout'
textoMens=nom+', '+mens[:8]+' '+tipo.upper()
textoMens=textoMens+mens[8:]
textoMens=textoMens+': '+producto.upper()
print(textoMens)
Tracing:
1. mens[:8] = 'LA PLACA' (los primeros 8 caracteres; el 8 no entra).
2. mens[8:] = ' DENTAL SE QUITA CON' (todo lo demás, empezando por el espacio).
3. tipo.upper() = 'BACTERIANA'; producto.upper() = 'PLAKOUT'.
4. Después de la primera línea: 'Agustín, LA PLACA BACTERIANA'.
5. Después de la segunda: 'Agustín, LA PLACA BACTERIANA DENTAL SE QUITA CON'.
6. Después de la tercera: 'Agustín, LA PLACA BACTERIANA DENTAL SE QUITA CON: PLAKOUT'.
Es la opción B del parcial.

Métodos de string más usados en parciales

MétodoQué haceEjemplo
upper()Convierte a mayúsculas'hola'.upper() → 'HOLA'
lower()Convierte a minúsculas'HOLA'.lower() → 'hola'
replace(a,b)Reemplaza todas las ocurrencias de a por b'hola'.replace('o','0') → 'h0la'
split()Parte la string por espacios en blancos → lista'a b c'.split() → ['a','b','c']
join(lista)Une una lista con el separador dado → string' '.join(['a','b']) → 'a b'
count(s)Cuenta cuántas veces aparece s'banana'.count('a') → 3
len(s)Longitud de la stringlen('hola') → 4
Trampa: replace() devuelve una nueva string
frase = 'hola mundo'
frase.replace('hola','chau')  # ← ¡NO modifica frase!
print(frase)  # sigue siendo 'hola mundo'

frase = frase.replace('hola','chau')  # ← esto SÍ funciona
print(frase)  # ahora es 'chau mundo'
En los parciales aparecen opciones con frase.replace(...) sin reasignar: esas opciones son incorrectas.
Ejemplo: replace + upper · Parcial 21/4/2025 Tema 7
El objetivo es obtener: LAS ABEJAS VAALAN Y LAS OVEJAS BALAN
frase='Las abejas vuelan y las ovejas balan'
animal1='abeja'; animal2='oveja'
frase=frase.replace(animal1,'ABEJA')
frase=frase.replace(animal2,'OVEJA')
for voc in 'eiou':
    frase=frase.replace(voc,'A')
print(frase.upper())
Paso 1: replace('abeja','ABEJA') → "Las ABEJAs vuelan y las ovejas balan" (la 's' final queda minúscula porque replace solo coincide con 'abeja', no con 'abejas').
Paso 2: replace('oveja','OVEJA') → "Las ABEJAs vuelan y las OVEJAs balan".
Paso 3: el for recorre 'eiou'. Solo afecta minúsculas (las MAYÚSCULAS de ABEJAS/OVEJAS no se tocan):
  • 'e'→'A': 'vuelan' → 'vuAlan'.
  • 'i'→'A': no hay 'i' en la frase.
  • 'o'→'A': no hay 'o' minúscula.
  • 'u'→'A': 'vuAlan' → 'vAAlan'.
  Resultado tras el for: "Las ABEJAs vAAlan y las OVEJAs balan".
Paso 4: .upper() convierte todo a mayúsculas → "LAS ABEJAS VAALAN Y LAS OVEJAS BALAN"
Ejemplo: split() y join() para editar palabras · Parcial 21/4/2025
def edita(t, palabras):
    t=t.lower()
    lista=t.split()
    for i in range(len(lista)):
        if lista[i] in palabras:
            lista[i]=lista[i].upper()
    return ' '.join(lista)

txt='argumentar caos en cualquier situación no es compromiso'
resalta=['compromiso','caos']
print(edita(txt, resalta))
1. t.lower() → minúsculas (ya está).
2. split() → lista de palabras.
3. Para cada palabra: si está en resalta, la pone en mayúsculas.
4. join() vuelve a armar la frase.
Resultado: argumentar CAOS en cualquier situación no es COMPROMISO
Ejemplo: bucle sobre string con count() · Parcial 21/4/2025
def fun(t):
    vocales='AEIOUÁÉÍÓÚÜ'
    repetidas=''
    for letra in t:
        if letra in vocales and t.count(letra)>0:
            if letra not in repetidas:
                repetidas+=letra
    return repetidas.lower()
txt='Estaba LA RANA cantando debajo del AGUA'
print(fun(txt))
La condición t.count(letra)>0 es siempre True si la letra está en t (y si pasó el primer in vocales). Entonces la función recorre todas las letras y agrega al resultado las vocales mayúsculas que aparecen por primera vez.
Vocales mayúsculas en el texto (en orden de aparición): E, A, U → devuelve 'eau'
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7 Funciones · definición, parámetros y return

Estructura básica de una función

def nombre_funcion(parametro1, parametro2):
    # cuerpo de la función
    resultado = parametro1 + parametro2
    return resultado

Para llamar a la función y usar su resultado:

valor = nombre_funcion(3, 5)   # valor = 8
print(nombre_funcion(10, 2))   # imprime 12
Los 3 componentes clave
1. Parámetros: variables que recibe la función al ser llamada.
2. Cuerpo: las instrucciones que ejecuta.
3. return: el valor que devuelve. Sin return la función devuelve None.

Tipo de pregunta: "¿cuál función es adecuada?"

El parcial te muestra un programa que llama a una función con ciertos argumentos y una salida esperada. Tenés que encontrar la definición correcta. Estrategia:

  1. Mirá cómo se llama la función: producto(lista[i], factor[i]) → recibe 2 parámetros.
  2. Mirá la salida esperada y deducí qué operación hace: si da 3, 0, 6 con (1,3), (0,6), (3,2) → es multiplicación.
  3. Eliminá opciones con número de parámetros incorrecto.
  4. Verificá que el return devuelva lo correcto.
Ejemplo: función fun que devuelve un bool · Parcial 21/4/2025 Tema 1 — Ejercicio 5
def fun(t):
    vocales='AEIOUÁÉÍÓÚÜ'
    t=t.upper()
    cont=0
    for letra in t:
        if letra in vocales:
            cont+=1
    return cont>6

txt='Una oruga NEGRA en un PAJAR'
print(fun(txt))
Tracing:
1. t = 'UNA ORUGA NEGRA EN UN PAJAR' (todo en mayúsculas).
2. Cuenta vocales (A, E, I, O, U y acentuadas): U, A, O, U, A, E, A, E, U, A, A → 11.
3. return 11 > 6 → True.
Salida: True (opción C). Patrón clave: la función cuenta y compara; el return ya devuelve un booleano sin if/else.
Ejemplo: elegir función edita correcta · Parcial 21/4/2025 Tema 4 — Ejercicio 8

El programa debe mostrar: HASTA<ESP>LA<ESP>VISTA<ESP>BABY<ESP><ESP><ESP>

txt='hasta la vista baby!!!'
print(edita(txt,',- .!?'))
La opción correcta (B) es:
def edita(t, carEsp):
    lista=list(t)
    for i in range(len(lista)):
        if lista[i] in carEsp:
            lista[i]='<esp>'
    t=''.join(lista)
    return t.upper()
Estrategia para descartar las otras:
Cantidad de parámetros: edita se llama con 2 argumentos. Las opciones con def edita(carEsp) o def edita(t) están mal.
Orden de parámetros: si la opción dice def edita(carEsp, t) los argumentos se asignan al revés: pruebas mentalmente que list(t) daría error o resultado distinto.
Return: el texto final está en MAYÚSCULAS, así que la función necesita .upper() en el return.
Substitución vacía: una opción usa lista[i]='', que elimina los caracteres en vez de reemplazarlos por <esp>.
Trampas en las opciones de función
Las opciones incorrectas suelen tener:
• Número incorrecto de parámetros (0, 1 en lugar de 2).
• Usar variables no definidas dentro de la función (n2*n2 cuando debería ser n1*n2).
return que devuelve la variable equivocada (devuelve n2 en lugar del resultado).
• Sin return (la función devuelve None).

Alcance de variables (scope)

Las variables definidas dentro de una función solo existen dentro de ella. Las variables definidas fuera (globales) pueden leerse dentro pero no modificarse sin global.

Ejemplo integrador: función + strings + listas

Patrón de función que devuelve lista filtrada
def solo_pares(numeros):
    resultado = []
    for n in numeros:
        if n % 2 == 0:
            resultado.append(n)
    return resultado

datos = [1, 4, 7, 8, 3, 6]
print(solo_pares(datos))  # [4, 8, 6]
Este patrón —crear lista vacía, recorrer con for, agregar con append, retornar— es el más frecuente en las funciones del parcial.
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Física

UBA XXI · Cátedra Torti · Parciales 23/04 (1°) y 11/06 (2°)
Primer parcial Unidades Inicial–4
0 Unidad Inicial: La Medición

¿Qué es la Física?

La Física es la ciencia que estudia la naturaleza desde un punto de vista cuantitativo. Su método es: observar, modelar, predecir, medir y verificar. Cada concepto físico (velocidad, fuerza, energía, presión) corresponde a una magnitud que se puede medir.

¿Qué es medir?

Medir una magnitud física es compararla con un patrón que se toma como unidad. Si digo "esta mesa mide 1,80 m", estoy diciendo que su longitud es 1,80 veces la unidad "metro".

Toda medición tiene dos partes inseparables: el número y la unidad. Escribir solo "1,80" sin unidad es no decir nada: ¿metros, centímetros, pies, leguas?

Pequeñas decisiones que importan
• En matemática se usa coma decimal: 1,80. En programación y en muchos textos, punto: 1.80. Lo mismo significa.
• Las unidades nunca van entre paréntesis cuando acompañan a un número: "5 m" ✓, "5 (m)" ✗.
• Hay un espacio entre el número y la unidad: "5 m" ✓, "5m" ✗ (excepción: símbolos de grado, °C).

El Sistema Internacional (SI)

Para que todos midan en lo mismo, en 1960 se acordó el Sistema Internacional de Unidades (SI). Define siete unidades fundamentales:

MagnitudUnidadSímboloPara qué se usa
LongitudmetromDistancias, tamaños
MasakilogramokgCantidad de materia
TiemposegundosDuraciones
Corriente eléctricaampereAElectricidad
TemperaturakelvinKCalor
Cantidad de sustanciamolmolQuímica
Intensidad luminosacandelacdLuz

Todas las demás magnitudes (velocidad, fuerza, presión, energía...) se construyen como combinaciones de las siete fundamentales. Esas combinaciones se llaman unidades derivadas:

MagnitudUnidad SIEquivalente fundamental
Velocidadm/sm · s⁻¹
Aceleraciónm/s²m · s⁻²
FuerzaNewton (N)kg · m / s²
PresiónPascal (Pa)N/m² = kg / (m·s²)
Energía / trabajoJoule (J)N · m = kg · m²/s²
PotenciaWatt (W)J/s

Prefijos: múltiplos y submúltiplos

En lugar de escribir números muy grandes (10.000.000 m) o muy chicos (0,000003 m), el SI usa prefijos que multiplican la unidad por potencias de 10. Te ahorran ceros y son universales.

PrefijoSímboloFactorEjemplo
teraT10¹²1 TB = 10¹² bytes
gigaG10⁹2,5 GHz = 2,5·10⁹ Hz
megaM10⁶1 MW = 10⁶ W
kilok10³5 km = 5000 m
hectoh10²1 hL = 100 L
decada10¹1 dam = 10 m
(unidad)10⁰1 m
decid10⁻¹1 dm = 0,1 m
centic10⁻²2 cm = 0,02 m
milim10⁻³250 mg = 0,25 g
microμ10⁻⁶3 μm = 3·10⁻⁶ m
nanon10⁻⁹1 ns = 10⁻⁹ s
picop10⁻¹²1 pF = 10⁻¹² F
¡Mayúscula importa!
"M" mayúscula = mega (10⁶). "m" minúscula = mili (10⁻³). Confundirlos cambia el resultado por 9 órdenes de magnitud.
"k" es kilo y siempre va minúscula (en SI). "K" mayúscula es Kelvin.

Conversión de unidades · paso a paso

El método más confiable es el factor de conversión: multiplicás por una fracción que vale 1 (numerador y denominador equivalentes), eligiéndola para que las unidades que no querés se cancelen.

Pasar 72 km/h a m/s
Necesitamos convertir km → m y h → s. Usamos dos factores:
72 km/h × (1000 m / 1 km) × (1 h / 3600 s) = 72 × 1000 / 3600 m/s = 20 m/s
Pasar 250 g/cm³ a kg/m³
250 (g/cm³) × (1 kg / 1000 g) × (10⁶ cm³ / 1 m³) = 250 × 10³ kg/m³ = 2,5 × 10⁵ kg/m³
Recordá: 1 m³ = (100 cm)³ = 10⁶ cm³.
Atajos para conversiones frecuentes
• km/h → m/s: dividís por 3,6. (72 / 3,6 = 20)
• m/s → km/h: multiplicás por 3,6.
• g/cm³ → kg/m³: multiplicás por 1000. (1 g/cm³ = 1000 kg/m³)
• kg/m³ → g/cm³: dividís por 1000.

Notación científica

Cualquier número se puede escribir como a × 10n, con 1 ≤ |a| < 10 y n entero. Sirve para escribir números muy grandes o muy chicos sin contar ceros.

Ejemplos
• 384.000.000 m = 3,84 × 10⁸ m (distancia Tierra–Luna)
• 0,00000091 = 9,1 × 10⁻⁷
• 6,02 × 10²³ (número de Avogadro: cantidad de moléculas en 1 mol)
• 9,11 × 10⁻³¹ kg (masa del electrón)

Operar con notación científica

  • Multiplicación: (2 × 10³) × (4 × 10⁵) = 8 × 10⁸ (multiplicás los a, sumás los exponentes).
  • División: (6 × 10⁵) / (3 × 10²) = 2 × 10³ (dividís los a, restás los exponentes).
  • Suma/resta: tenés que llevar ambos números al mismo exponente primero. 2,5 × 10³ + 4 × 10² = 2,5 × 10³ + 0,4 × 10³ = 2,9 × 10³.
  • Potencia: (2 × 10³)² = 4 × 10⁶.

Cifras significativas

Las cifras significativas de una medición son los dígitos que tienen significado, incluido el último que es incierto (el que se "estima" o redondea).

Reglas para contarlas

  • Todos los dígitos distintos de cero son significativos.
  • Los ceros entre dígitos no nulos son significativos: 1,008 tiene 4 cifras.
  • Los ceros a la izquierda NO son significativos: 0,0052 tiene 2 cifras.
  • Los ceros a la derecha del punto decimal SÍ son significativos: 2,50 tiene 3 cifras (el 0 indica precisión).
  • Los ceros finales en enteros son ambiguos: 100 puede tener 1, 2 o 3 cifras. Por eso, en física se usa notación científica para evitar la duda: 1,00 × 10² claramente tiene 3 cifras.

Operar con cifras significativas

Reglas al combinar mediciones
• En sumas y restas: el resultado se conserva con tantos decimales como el dato con menos decimales.
  Ejemplo: 12,1 + 3,45 = 15,55 → se redondea a 15,6 (un decimal, como el 12,1).
• En productos y cocientes: se conserva con tantas cifras significativas como el dato con menos cifras.
  Ejemplo: 4,52 × 3,1 = 14,012 → se redondea a 14 (2 cifras, como el 3,1).

Orden de magnitud

El orden de magnitud de un número es la potencia de 10 más cercana. Sirve para tener una idea rápida del tamaño y para comparar:

CosaTamaño aproximadoOrden
Diámetro de un átomo10⁻¹⁰ m−10
Una bacteria10⁻⁶ m−6
Una persona10⁰ m (1,7 m)0
Una ciudad10⁴ m (10 km)4
La Tierra (radio)10⁷ m7
Distancia Tierra–Sol10¹¹ m11
Una galaxia10²¹ m21

Análisis dimensional · validación de fórmulas

Una fórmula física tiene que ser dimensionalmente consistente: ambos lados de la igualdad deben tener las mismas unidades. Si no, está mal. Es la primera verificación que tenés que hacer siempre.

La notación: usamos corchetes [X] para "las dimensiones de X". Por ejemplo, [v] = m/s, [a] = m/s², [F] = kg·m/s² = N.

¿Es correcta v = a · t?
[v] = m/s.
[a · t] = (m/s²) · s = m/s. ✓
Las dimensiones cuadran. La fórmula es dimensionalmente correcta.
¿Es correcta x = ½ · a · t² ?
[x] = m.
[a · t²] = (m/s²) · s² = m. ✓
El ½ no tiene unidades (es un número puro). Cuadra.
Tip Torti: "el resultado raro"
Si en un examen te queda un resultado con unidades raras (un peso en segundos, una velocidad en metros, una presión en metros), seguro la metiste en algún paso. Volvé a chequear dimensiones.

También funciona al revés: si no recordás una fórmula pero sabés las unidades de cada cosa, podés reconstruirla. Si necesitás una velocidad y tenés distancia y tiempo, sabés que va dividido (m/s).
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1 Magnitudes Físicas (vectores)

Escalares vs. vectores

Hay dos tipos de magnitudes físicas:

  • Escalares: quedan completamente descritas por un número y una unidad. Ejemplos: masa (5 kg), temperatura (20 °C), tiempo (3 s), volumen (10 L), energía.
  • Vectoriales: además del módulo, necesitan dirección y sentido. Ejemplos: velocidad, fuerza, desplazamiento, aceleración, momento.

Ejemplo: si te digo "el viento sopla a 30 km/h", todavía falta info: ¿desde dónde? La velocidad del viento es vectorial. En cambio, la temperatura no necesita "dirección".

Anatomía de un vector

Un vector tiene cuatro elementos:

  1. Módulo (longitud, magnitud): un número con unidades. Siempre > 0.
  2. Dirección: la recta que lo contiene.
  3. Sentido: hacia dónde apunta (sobre la dirección hay dos posibles).
  4. Punto de aplicación: dónde "empieza".

Se escribe A⃗ con flechita arriba, o con negrita A. El módulo se escribe |A⃗| o simplemente A (sin flecha).

Representación gráfica

Se dibuja como una flecha: la longitud (a escala) representa el módulo, la flecha indica el sentido. Por convención, los vectores se dibujan partiendo del origen del sistema de coordenadas, y se mide el ángulo respecto del eje x positivo en sentido antihorario.

Suma de vectores

Hay tres formas equivalentes de sumar vectores. Aprendelas todas y elegí la que más te convenga en cada problema.

Método del paralelogramo

Con los dos vectores partiendo del mismo origen, se trazan paralelas y se forma un paralelogramo. La diagonal que sale del origen es la suma A⃗ + B⃗.

Método de la poligonal (cabeza-cola)

Pegás el origen del segundo vector en el final del primero. La suma va desde el origen del primero hasta el final del segundo. Útil para sumar varios vectores en cadena.

Método algebraico (componentes)

Es el más usado en problemas. Lo vemos abajo.

Componentes cartesianas

Todo vector en el plano se puede descomponer en sus componentes x e y, que son las "sombras" del vector sobre cada eje:

Ax = |A⃗| · cos(θ)
Ay = |A⃗| · sen(θ)

donde θ es el ángulo que forma el vector con el eje x positivo, medido en sentido antihorario.

Y al revés, si conocés las componentes, podés calcular módulo y ángulo:

|A⃗| = √(Ax² + Ay²)
tan(θ) = Ay / Ax
Ojo con el cuadrante
La calculadora con arctan devuelve ángulos entre −90° y +90°. Si el vector está en el 2° o 3° cuadrante, hay que sumar 180° al ángulo que da la calculadora. Por eso siempre conviene dibujar el vector antes de operar para saber en qué cuadrante está.
Componentes de un vector
Una fuerza de 50 N forma 30° con la horizontal. Sus componentes son:
Fx = 50 · cos(30°) = 50 · 0,866 ≈ 43,3 N
Fy = 50 · sen(30°) = 50 · 0,5 = 25 N
De componentes a módulo y ángulo
Un vector tiene Fx = 4 N, Fy = 3 N.
Módulo: |F⃗| = √(16+9) = √25 = 5 N.
Ángulo: tan(θ) = 3/4 → θ = arctan(0,75) ≈ 36,87°.

Versores (vectores unitarios)

Un versor es un vector de módulo 1, indica solo dirección y sentido. Los más importantes son los del sistema cartesiano:

  • î = (1, 0): apunta en el eje x positivo.
  • ĵ = (0, 1): apunta en el eje y positivo.
  • = (0, 0, 1): apunta en el eje z positivo (sólo en 3D).

Un vector se puede expresar como combinación lineal: A⃗ = Ax î + Ay ĵ.

Suma por componentes

Es la forma más rápida de sumar. Si A⃗ = (Ax, Ay) y B⃗ = (Bx, By):

A⃗ + B⃗ = (Ax + Bx, Ay + By)
A⃗B⃗ = (Ax − Bx, Ay − By)
k · A⃗ = (k · Ax, k · Ay)
Suma con descomposición previa
F1 = 10 N a 60° del eje x. F2 = 8 N a 150°.
Componentes:
• F1x = 10·cos(60°) = 5 ; F1y = 10·sen(60°) ≈ 8,66
• F2x = 8·cos(150°) ≈ −6,93 ; F2y = 8·sen(150°) = 4
Suma:
• Rx = 5 − 6,93 = −1,93 ; Ry = 8,66 + 4 = 12,66
Módulo: |R⃗| = √(1,93² + 12,66²) ≈ 12,8 N

Producto escalar (o "punto")

Da un número (escalar), no un vector. Tiene dos definiciones equivalentes:

A⃗ · B⃗ = |A⃗| · |B⃗| · cos(θ)    (geométrica)
A⃗ · B⃗ = Ax·Bx + Ay·By    (por componentes)

donde θ es el ángulo entre los dos vectores. La primera fórmula es para entender qué significa; la segunda, para calcular.

Usos del producto escalar
• Cuando es cero: los vectores son perpendiculares (ortogonales). cos(90°) = 0.
• Sirve para calcular el ángulo entre dos vectores: cos(θ) = (A⃗·B⃗) / (|A⃗|·|B⃗|).
• En física, el trabajo es un producto escalar: W = F⃗·d⃗. Eso explica por qué una fuerza perpendicular al movimiento no hace trabajo.

Producto vectorial (o "cruz")

Da un vector perpendicular a los dos originales. Su dirección se obtiene con la regla de la mano derecha (apuntás los dedos en la dirección de A, los doblás hacia B; el pulgar te indica el sentido de A × B).

|A⃗ × B⃗| = |A⃗| · |B⃗| · sen(θ)

En componentes (para vectores en el plano xy, el resultado va en el eje z):

A⃗ × B⃗ = (Ax·By − Ay·Bx) k̂
Propiedades clave
NO es conmutativo: A⃗ × B⃗ = −(B⃗ × A⃗). El orden importa.
• Si los vectores son paralelos, el producto vectorial es el vector nulo. sen(0°) = 0.
• En física aparece en el momento de una fuerza: τ⃗ = r⃗ × F⃗.

Ejemplo integrador

Cuentas completas
Dados A⃗ = 3î + 4ĵ y B⃗ = −2î + 5ĵ:

• |A⃗| = √(9+16) = 5
• |B⃗| = √(4+25) = √29 ≈ 5,39
A⃗ + B⃗ = 1î + 9ĵ ; |suma| = √(1+81) ≈ 9,06
A⃗B⃗ = 5î − ĵ
A⃗ · B⃗ = 3·(−2) + 4·5 = −6 + 20 = 14
A⃗ × B⃗ = (3·5 − 4·(−2)) k̂ = (15 + 8) k̂ = 23 k̂
• Ángulo entre ellos: cos(θ) = 14/(5·5,39) ≈ 0,52 → θ ≈ 58,5°
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2 Estática

¿De qué trata la estática?

La estática estudia los cuerpos que están en equilibrio: en reposo o moviéndose con velocidad constante en línea recta. La aceleración es cero, no hay rotación.

En la práctica, casi todos los problemas de estática son situaciones de "cosas que están quietas": una caja apoyada, un cuerpo colgado de cuerdas, una viga sostenida por dos apoyos, un cartel en una pared, un puente.

Fuerza

La fuerza es una magnitud vectorial que describe la interacción entre dos cuerpos. Una fuerza puede empujar, tirar, sostener o frenar a un cuerpo. Su unidad en el SI es el Newton:

1 N = 1 kg · m/s²

Como referencia: 1 N es aproximadamente lo que pesa una manzana de 100 g.

Peso

El peso de un cuerpo es la fuerza con la que la Tierra lo atrae hacia su centro. Es siempre vertical y hacia abajo:

P = m · g

donde g es la aceleración de la gravedad. En la superficie terrestre g ≈ 9,80 m/s² (a veces se aproxima a 10 m/s²).

Masa ≠ peso
Masa: cuánta materia tiene un cuerpo. No cambia (siempre 70 kg).
Peso: con cuánta fuerza la Tierra (o el planeta) lo atrae. Depende de g. En la Luna pesarías ~6 veces menos pero tu masa es la misma.

En la vida cotidiana usamos "peso" como sinónimo de masa, pero en física no son lo mismo: peso = m · g.

Equilibrio · primera condición

Para que un punto material (o el centro de masa de un cuerpo extenso) esté en equilibrio, la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre él debe ser cero:

Σ F⃗ = 0
⟺ Σ Fx = 0  y  Σ Fy = 0

En palabras: las fuerzas se "compensan" y la resultante es nula.

Diagrama de cuerpo libre (DCL)

El DCL es el primer paso de todo problema. Sin él, no sabés qué fuerzas tenés. Es un dibujo que muestra solo el cuerpo aislado y todas las fuerzas que actúan sobre él.

Pasos para hacer un DCL
1. Aislar el cuerpo: dibujarlo solo, sin lo que lo rodea.
2. Identificar interacciones: ¿qué le hacen los otros cuerpos? Cada interacción es una fuerza:
  • La Tierra → peso (siempre).
  • La superficie de apoyo → normal.
  • Una cuerda → tensión.
  • Un resorte → fuerza elástica.
  • Otro cuerpo en contacto → empuje, rozamiento.
3. Dibujar cada fuerza como flecha desde el cuerpo, en su dirección y sentido.
4. Elegir un sistema de ejes (x, y) y descomponer cada fuerza.
5. Plantear las ecuaciones: ΣFx = 0, ΣFy = 0 para equilibrio.
Lo que NO va en el DCL
• Las fuerzas que el cuerpo hace sobre otros: por la 3° ley, hay un par acción-reacción, pero esa "otra" fuerza actúa sobre OTRO cuerpo. Solo van las que actúan sobre el cuerpo que aislaste.
• La velocidad o la aceleración. Esas no son fuerzas.

Vínculos y reacciones

Los vínculos son los elementos que sostienen al cuerpo: apoyos, cuerdas, bisagras. Cada vínculo ejerce una reacción de vínculo sobre el cuerpo. Tipos comunes:

VínculoTipo de reacciónCaracterísticas
Apoyo simpleNormal (N)Perpendicular a la superficie
Cuerda / tensorTensión (T)Tira a lo largo de la cuerda, hacia afuera del cuerpo
Articulación / pernoReacción con dos componentesRx y Ry (la articulación restringe traslación pero no rotación)
ResorteFuerza elásticaF = k·x, hacia la posición de equilibrio
EmpotramientoReacción + momentoRestringe todo movimiento; aparece un momento de reacción

Momento (torque) de una fuerza

El momento mide la capacidad de una fuerza para producir un giro alrededor de un eje (o un punto). Depende de la fuerza, la distancia al eje y el ángulo:

M = F · d · sen(α)

donde d es la distancia del punto de aplicación al eje (también llamado brazo), y α es el ángulo entre la fuerza y el vector posición (r⃗). Si la fuerza es perpendicular al brazo (lo más común): M = F · d.

Unidad: N·m. Y el signo: por convención, positivo si tiende a girar antihorario, negativo si horario (o al revés — lo importante es elegir una y ser consistente).

Equilibrio extenso · segunda condición

Para un cuerpo extenso (no es un punto), la primera condición no alcanza: el cuerpo podría estar acelerando angularmente aunque la suma de fuerzas sea cero (un par puro). Hay que pedir además que la suma de momentos respecto de cualquier punto sea cero:

Σ F⃗ = 0  Y  Σ M = 0
Cómo elegir el punto inteligentemente
Aunque "cualquier punto" funciona, elegirlo bien simplifica muchísimo:
• Poné el punto donde actúa una fuerza desconocida: así su momento es 0 (brazo nulo) y sale de la ecuación.
• Típicamente se elige el punto de apoyo donde actúan las reacciones de vínculo.

Centro de gravedad

En un cuerpo extenso, el peso se "aplica" en el centro de gravedad (CG). Para cuerpos homogéneos y simétricos, el CG coincide con el centro geométrico.

CuerpoCentro de gravedad
Varilla uniformeEl centro de la varilla (mitad)
Tabla rectangularEl centro geométrico (intersección de diagonales)
Disco / esferaEl centro geométrico
TriánguloEl baricentro (a 1/3 desde cada base)

Máquinas simples: la palanca

Una palanca es una barra rígida que gira alrededor de un punto de apoyo (fulcro). Está en equilibrio cuando los momentos a ambos lados son iguales:

F1 · d1 = F2 · d2

Esto explica el subibaja: si un chico pesa la mitad, tiene que sentarse al doble de distancia del centro que el otro. La palanca amplifica fuerza a costa de distancia: con poca fuerza pero recorriendo mucho, levantás algo pesado a poca distancia.

Estrategia general · problemas de estática
1. Hacer el DCL del cuerpo aislado.
2. Identificar tipo de cuerpo: ¿puntual o extenso?
3. Elegir sistema de ejes; descomponer todas las fuerzas.
4. Plantear Σ Fx = 0 y Σ Fy = 0.
5. Si es extenso, plantear Σ M = 0 eligiendo un buen pivote.
6. Resolver el sistema de ecuaciones.
7. Verificar dimensiones y razonabilidad del resultado.
Ejemplo: viga apoyada en dos puntos
Una viga homogénea de 100 kg y 4 m de largo está apoyada en sus dos extremos A (izquierda) y B (derecha). En el centro hay una carga adicional de 50 kg. ¿Cuánto vale cada reacción?

El peso de la viga (100·g = 980 N) se aplica en el centro. El peso de la carga (50·g = 490 N) también está en el centro.
Total hacia abajo en el centro: 1470 N.

Por simetría: RA = RB = 735 N cada una.

Verificación con momentos respecto de A:
Σ M = 0: −1470 · 2 + RB · 4 = 0 → RB = 735 N ✓
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3 Hidrostática

Fluidos

Un fluido es una sustancia que puede fluir: líquidos y gases. Lo distingue de un sólido: el fluido no tiene forma propia, adopta la del recipiente. La hidrostática estudia los fluidos en reposo.

Para simplificar, en esta materia usamos el modelo de fluido ideal:

  • Incompresible: la densidad no cambia con la presión (los líquidos son cuasi-incompresibles; los gases NO, pero los aproximamos).
  • Sin viscosidad: no hay rozamiento interno.
  • En equilibrio: en reposo, sin movimiento.

Densidad

La densidad (δ o ρ) mide cuánta masa hay en cada volumen:

δ = m / V

Unidad SI: kg/m³. También muy usada: g/cm³.

Conversión: 1 g/cm³ = 1000 kg/m³.

Densidades de referencia (¡memorizá las primeras!)
• Agua: 1,00 × 10³ kg/m³ = 1,00 g/cm³ (la referencia)
• Hielo: 0,92 × 10³ kg/m³ (¡menor que el agua!)
• Aire (al nivel del mar): 1,29 kg/m³
• Agua de mar: 1,03 × 10³ kg/m³
• Aceite: ~0,9 × 10³ kg/m³
• Aluminio: 2,70 × 10³ kg/m³
• Hierro/acero: 7,80 × 10³ kg/m³
• Plomo: 11,3 × 10³ kg/m³
• Mercurio: 13,6 × 10³ kg/m³ (líquido pero muy denso)
• Oro: 19,3 × 10³ kg/m³

Peso específico

El peso específicoe) es peso por unidad de volumen:

ρe = δ · g    [N/m³]

Presión

La presión es la fuerza que un fluido (o cualquier cosa) ejerce por unidad de área:

p = F / A

Unidad SI: Pascal (Pa) = N/m².

Una presión muy importante en física es la presión atmosférica:

1 atm = 1,013 × 10⁵ Pa ≈ 760 mmHg ≈ 1013 hPa

Teorema fundamental de la hidrostática

Dentro de un fluido en reposo, la presión aumenta con la profundidad. Si p0 es la presión en la superficie (típicamente la atmosférica si el fluido está abierto), entonces a una profundidad h:

p = p0 + δ · g · h
Tres consecuencias importantes
1. Todos los puntos a igual profundidad en el mismo fluido tienen la misma presión (vasos comunicantes).
2. La presión NO depende de la forma del recipiente, sólo de la profundidad.
3. Una columna de 10 m de agua genera aproximadamente 1 atm de presión adicional.

Presión absoluta vs. manométrica

  • Presión absoluta: la total, incluyendo la atmosférica.
  • Presión manométrica: la que se lee en un manómetro, es decir, la diferencia respecto de la atmósfera. pman = pabs − patm.

Cuando inflás una rueda a "32 psi", esa es presión manométrica. La absoluta serían 32 + 14,7 = 46,7 psi.

Principio de Pascal

La presión aplicada a un fluido encerrado se transmite por igual a todos los puntos del fluido y a las paredes del recipiente.

Aplicación clásica: prensa hidráulica. Si en un cilindro chico de área A1 aplicás una fuerza F1, en otro grande de área A2 obtenés F2:

F1 / A1 = F2 / A2

Si A2 es 100 veces mayor que A1, F2 es 100 veces mayor que F1. Así, con poco esfuerzo se levantan autos en un taller.

Ejemplo de prensa
En un gato hidráulico, el pistón pequeño tiene área A1 = 5 cm² y aplicamos F1 = 100 N. El pistón grande tiene A2 = 200 cm². ¿Cuánto peso puede levantar?

F2 = F1 · A2/A1 = 100 · 200/5 = 4000 N
Es decir, con un esfuerzo de 100 N (10 kg) levantás 400 kg.

Experiencia de Torricelli y barómetro

Torricelli midió por primera vez la presión atmosférica invirtiendo un tubo lleno de mercurio en una cubeta. El mercurio bajó hasta que la columna restante equilibró la presión atmosférica:

patm = δHg · g · h  →  h ≈ 760 mm de Hg

Si hubiera usado agua, la columna sería de unos 10 m de altura (porque la densidad del agua es ~13,6 veces menor). Por eso los barómetros usan mercurio: se construyen más chicos.

Principio de Arquímedes

Es un teorema fundamental en hidrostática.

Todo cuerpo sumergido (total o parcialmente) en un fluido recibe un EMPUJE vertical hacia ARRIBA igual al peso del fluido desalojado.

E = δfluido · Vdesalojado · g

Notar que el empuje depende del fluido y del volumen desalojado, NO del cuerpo en sí (ni de su masa, ni de su material). Lo único que importa es cuánto fluido "desplaza" al meterse adentro.

Las tres situaciones de flotación

Comparando densidad del cuerpo con densidad del fluido:

CasoComportamiento
δcuerpo < δfluidoFlota: solo una parte queda sumergida (la justa para que E iguale al peso)
δcuerpo = δfluidoEquilibrio: queda flotando sumergido a cualquier profundidad
δcuerpo > δfluidoSe hunde: el peso supera al empuje y va al fondo

El hielo flota en el agua porque su densidad (0,92 g/cm³) es menor. Un trozo de plomo (11,3 g/cm³) se hunde en el agua, pero flotaría en mercurio (13,6 g/cm³).

Peso aparente

Cuando pesás un objeto sumergido (con una balanza tipo dinamómetro), la balanza lee menos: el empuje "lo ayuda" a sostenerse. El peso aparente es:

Paparente = Preal − E

Esta diferencia se usa para medir densidades de objetos: pesás en aire, pesás sumergido en agua, calculás el empuje y de ahí el volumen y la densidad.

Calcular densidad por peso aparente
Una pieza de metal pesa 90,0 g en aire y 75,0 g sumergida en agua.

La diferencia (15,0 g equivalentes en empuje) corresponde al volumen de agua desalojada. Como δagua = 1 g/cm³, ese empuje implica V = 15 cm³.

Densidad del metal: δ = m/V = 90,0/15,0 = 6,00 g/cm³
(Probablemente un acero al carbono o una aleación parecida.)
¿Por qué un barco de acero flota?
La densidad del acero (7,8 g/cm³) es mucho mayor que la del agua. Si fuera un bloque macizo, se hundiría. Pero un barco tiene mucho aire adentro: la densidad media (acero + aire) es menor que la del agua. Por eso flota. Por eso también cuando un barco tiene una vía de agua y se llena, su densidad media supera a la del agua y se hunde.
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4 Cinemática en una dimensión

¿Qué es la cinemática?

La cinemática estudia el movimiento (cómo se mueven los cuerpos) sin preocuparse de las causas. En cinemática no aparecen las fuerzas — eso es la dinámica. Acá solo describimos: posición, velocidad, aceleración.

En 1 dimensión (1D), el movimiento ocurre a lo largo de una recta. Modelamos al cuerpo como un punto material o partícula: despreciamos su tamaño y forma.

Conceptos básicos

Posición

La posición x(t) indica dónde está la partícula en cada instante. Depende del sistema de referencia que elijas (el origen y el sentido del eje x positivo).

Desplazamiento

El desplazamiento es el cambio de posición:

Δx = xf − xi

Es vectorial (tiene signo). Puede ser positivo o negativo.

Trayectoria

La trayectoria es el camino real seguido. En 1D, una recta o un segmento.

Distancia recorrida

La distancia recorrida es la longitud de la trayectoria. Siempre positiva.

Desplazamiento ≠ distancia
Si salís de tu casa, caminás 100 m hacia el este y volvés:
Distancia recorrida: 200 m (positivo siempre).
Desplazamiento: 0 m (estás en el mismo lugar).

Confundirlos es uno de los errores más típicos.

Velocidad

Velocidad media

Cambio de posición sobre tiempo transcurrido:

vm = Δx / Δt = (xf − xi) / (tf − ti)

Es vectorial (tiene signo según el sentido del movimiento).

Rapidez media

Distancia recorrida sobre tiempo. Es escalar, siempre positiva. NO es lo mismo que velocidad media. Si volvés al punto de partida, tu velocidad media es 0 pero tu rapidez media no.

Velocidad instantánea

Es la velocidad en un momento puntual: el límite de la velocidad media cuando Δt → 0. Matemáticamente, es la derivada de la posición.

Aceleración

Aceleración media

am = Δv / Δt

Cambio de velocidad por unidad de tiempo. Unidad: m/s².

Aceleración instantánea

La aceleración en un momento puntual. Derivada de la velocidad.

Signos de la aceleración
a y v del mismo signo: el cuerpo acelera (aumenta su rapidez).
a y v de signos opuestos: el cuerpo frena (disminuye su rapidez).

Por ejemplo, un auto con velocidad +10 m/s y aceleración −2 m/s² está frenando. Si la velocidad fuera −10 m/s y a = −2 m/s², estaría acelerando hacia atrás (la magnitud de la rapidez crece).

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

El más simple: la velocidad es constante. La aceleración es cero.

x(t) = x0 + v · t

donde x0 es la posición en t = 0 y v es la velocidad constante.

Gráficos:

  • x(t) es una recta (con pendiente igual a v).
  • v(t) es una horizontal a la altura v.

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV)

La aceleración es constante. La velocidad cambia linealmente con el tiempo.

Ecuaciones horarias:

v(t) = v0 + a · t
x(t) = x0 + v0 · t + ½ · a · t²

Una ecuación "sin tiempo" muy útil para cuando no te interesa el t (Torricelli):

v² = v0² + 2 · a · Δx

Gráficos:

  • x(t) es una parábola.
  • v(t) es una recta (pendiente igual a a).
  • a(t) es una horizontal.

Caída libre y tiro vertical

Casos particulares de MRUV donde la única aceleración es la gravedad (despreciando rozamiento del aire). Tomamos el eje y hacia arriba positivo, entonces:

a = −g = −9,80 m/s² (hacia abajo)

Las ecuaciones se vuelven:

y(t) = y0 + v0 · t − ½ · g · t²
v(t) = v0 − g · t

Caída libre

Se suelta el cuerpo desde reposo: v0 = 0. Cae con aceleración g.

Tiro vertical hacia arriba

Se lanza con v0 > 0. Sube, llega a una altura máxima, y vuelve a caer.

Simetría del tiro vertical
• En el punto más alto, la velocidad es cero (no es que se "queda quieto", está cambiando de sentido).
• La aceleración sigue siendo −g en todo el recorrido (incluso en el punto más alto).
• El tiempo de subida es igual al tiempo de bajada (al mismo nivel).
• La rapidez al volver al nivel inicial es la misma que la del lanzamiento, con sentido opuesto.
Cuánto tarda en caer una piedra desde 20 m
Datos: y0 = 20 m, v0 = 0, g = 10 m/s² (aproximación).
La piedra toca el suelo cuando y = 0:
0 = 20 − ½ · 10 · t² → t² = 4 → t = 2 s.
Velocidad al chocar: v = 0 − 10 · 2 = −20 m/s (negativo = hacia abajo).

Interpretación gráfica · clave para el parcial

GráficoPendienteÁrea bajo la curva
x(t)velocidad
v(t)aceleracióndesplazamiento Δx
a(t)cambio de velocidad Δv

Saber leer estos gráficos vale tanto como saber calcular: en el parcial te dan un v(t) y te preguntan cuánto se desplazó (= área bajo el gráfico). Si v(t) es una recta, el área es un trapecio o triángulo (no hace falta integral).

Problemas de encuentro

Dos móviles se encuentran cuando están en la misma posición al mismo tiempo. Estrategia:

  1. Plantear las ecuaciones xA(t) y xB(t) con el mismo origen.
  2. Igualar: xA(t) = xB(t).
  3. Despejar t.
  4. Reemplazar t en alguna ecuación para hallar la posición de encuentro.
Estrategia general · cinemática 1D
1. Dibujá la situación. Elegí sistema de referencia (eje + origen + sentido positivo).
2. Anotá los datos con sus signos según ese sistema.
3. Identificá el tipo de movimiento (MRU, MRUV, caída libre).
4. Escribí las ecuaciones horarias.
5. Usá las condiciones del problema (en el punto más alto v=0, cuando llega al suelo y=0, etc.) para despejar lo que te piden.
6. Verificá: ¿el resultado tiene sentido? ¿unidades correctas?
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Segundo parcial Unidades 5–7 (integrador)
5 Cinemática en dos dimensiones

Movimiento en el plano

Ahora el movimiento ocurre en un plano. La posición se describe con un vector posición: r⃗(t) = x(t) î + y(t) ĵ. Desplazamiento, velocidad y aceleración también son vectores.

v⃗(t) = vx(t) î + vy(t) ĵ
a⃗(t) = ax(t) î + ay(t) ĵ

El principio de independencia de los movimientos

La idea clave
El movimiento en cada eje es independiente. Lo que pasa en x no afecta a lo que pasa en y. Esto permite resolver cualquier movimiento 2D como dos problemas 1D separados: uno en x y otro en y, conectados solo por el tiempo.

Tiro oblicuo

Un proyectil se lanza con velocidad inicial v0 formando un ángulo α con la horizontal. Las componentes son:

v0x = v0 · cos(α)  (constante durante el vuelo, no hay fuerza horizontal)
v0y = v0 · sen(α)

La única fuerza es la gravedad: ax = 0, ay = −g.

Ecuaciones horarias:

x(t) = x0 + v0x · t
y(t) = y0 + v0y · t − ½ · g · t²
vx(t) = v0x
vy(t) = v0y − g · t

El movimiento en x es MRU; el movimiento en y es caída libre con velocidad inicial. La trayectoria resultante es una parábola.

Datos útiles del tiro oblicuo (lanzado y recibido a igual altura)
Altura máxima: hmax = v0² · sen²(α) / (2g)
Tiempo de vuelo: tvuelo = 2 · v0 · sen(α) / g
Alcance horizontal: R = v0² · sen(2α) / g
Alcance máximo (a igual altura): se da con α = 45°.
En la altura máxima: vy = 0, pero vx sigue siendo la inicial (no se detiene la velocidad horizontal).
Ejemplo
Un proyectil se lanza con v0 = 30 m/s a 60° con la horizontal. ¿Altura máxima y alcance?

Componentes: v0x = 30·cos(60°) = 15 m/s ; v0y = 30·sen(60°) ≈ 26 m/s.
En la altura máxima vy = 0:
0 = 26 − 10·t → t = 2,6 s (subida).
Altura máxima: h = 26·2,6 − ½·10·2,6² = 67,6 − 33,8 = 33,8 m.
Tiempo total de vuelo: 5,2 s. Alcance: x = 15·5,2 = 78 m.

Coordenadas intrínsecas

En una trayectoria curva, conviene descomponer la aceleración en dos direcciones naturales al movimiento:

  • Aceleración tangencial at: tangente a la trayectoria. Cambia la rapidez. at = dv/dt.
  • Aceleración normal (centrípeta) an: perpendicular a la trayectoria, hacia el centro de curvatura. Cambia la dirección. an = v²/R, donde R es el radio de curvatura.
|a⃗| = √(at² + an²)
Los dos efectos de una aceleración
Una aceleración cambia la velocidad (que es vectorial). Hay dos formas de cambiarla:
• Cambiar el módulo (rapidez) → es la componente tangencial.
• Cambiar la dirección → es la componente normal.
Por eso una partícula puede tener aceleración aunque su rapidez sea constante, si la dirección cambia (movimiento circular uniforme).

Movimiento circular uniforme (MCU)

La partícula recorre una circunferencia de radio R con rapidez constante. La rapidez no cambia, pero la velocidad sí (cambia de dirección continuamente). Por eso hay aceleración: la centrípeta.

ac = v² / R = ω² · R

siempre apuntando hacia el centro de la circunferencia.

Variables angulares

VariableDefiniciónUnidad
Posición angular θÁngulo barrido desde la posición inicialrad
Velocidad angular ωω = dθ/dtrad/s
Período TTiempo de una vuelta completas
Frecuencia fVueltas por segundo: f = 1/THz
ω = 2π / T = 2π · f
v = ω · R

Movimiento relativo

La velocidad depende del sistema de referencia. Lo que es 0 m/s en un sistema puede ser 60 km/h en otro. Si quiero la velocidad de un cuerpo respecto de un sistema, la calculo como suma de velocidades intermedias:

v⃗A/C = v⃗A/B + v⃗B/C

Léase: "velocidad de A respecto de C = velocidad de A respecto de B + velocidad de B respecto de C". Es suma vectorial.

Bote cruzando un río
Un bote navega a 4 m/s respecto del agua, perpendicular a la corriente. La corriente del río tiene 3 m/s. ¿Cuál es la velocidad del bote respecto de la orilla?

v⃗bote/orilla = v⃗bote/agua + v⃗agua/orilla
Como son perpendiculares: |v⃗bote/orilla| = √(16 + 9) = 5 m/s.
El bote cruza pero también es arrastrado río abajo.
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6 Dinámica

¿Qué es la dinámica?

La dinámica explica por qué se mueven los cuerpos. Conecta las fuerzas con el movimiento. Quien la formuló: Isaac Newton, con sus tres leyes.

Primera Ley de Newton (principio de inercia)

Todo cuerpo permanece en reposo o en MRU (velocidad constante en línea recta) si no actúa sobre él ninguna fuerza neta:

Si Σ F⃗ = 0 → v⃗ = constante

Lectura inversa: si un cuerpo tiene velocidad constante, la suma de fuerzas sobre él es cero. Esto incluye el caso particular del reposo (v = 0).

Los sistemas de referencia donde esta ley vale se llaman inerciales. La Tierra es aproximadamente inercial para problemas comunes.

Segunda Ley de Newton

La fuerza neta sobre un cuerpo es igual al producto de su masa por su aceleración:

Σ F⃗ = m · a⃗

Tres consecuencias importantes:

  • La dirección de la aceleración coincide con la dirección de la fuerza neta.
  • A igual fuerza, mayor masa → menor aceleración (más "inercia").
  • Si la fuerza neta es cero, no hay aceleración (1° ley).
La fórmula más importante
Casi todos los problemas de dinámica se resuelven con esta ley. Se aplica en cada eje por separado:
Σ Fx = m · ax
Σ Fy = m · ay

Si el cuerpo no se mueve en uno de los ejes (típico: y), la aceleración en ese eje es 0 y queda Σ Fy = 0 (que es la condición de equilibrio).

Tercera Ley de Newton (acción y reacción)

Si el cuerpo A ejerce una fuerza sobre B, entonces B ejerce sobre A una fuerza de igual módulo y dirección, sentido opuesto.

El par acción-reacción NO se cancela
Las fuerzas del par actúan sobre cuerpos distintos. La fuerza que la Tierra hace sobre vos (tu peso) y la que vos hacés sobre la Tierra son un par; pero en el DCL tuyo sólo va el peso. La otra fuerza actúa sobre la Tierra, no sobre vos.

Confusión clásica: pensar que peso y normal son par acción-reacción. NO lo son: ambas fuerzas actúan sobre el mismo cuerpo (vos), por eso se compensan numéricamente cuando estás en equilibrio. Pero no son un par: el peso lo hace la Tierra; la normal la hace el piso.

Tipos de fuerzas comunes

Peso

P = m · g. Vertical, hacia abajo. Aplicado en el CG. Lo que la Tierra te tira.

Fuerza normal (N)

La que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado. Es perpendicular a la superficie. Su módulo NO siempre vale el peso: se calcula a partir de las ecuaciones según el caso.

Tensión (T)

Fuerza que transmite una cuerda ideal (sin masa, inextensible). Va a lo largo de la cuerda, tirando hacia afuera del cuerpo. En cuerdas ideales, la tensión es la misma en toda la cuerda. Las cuerdas SOLO tiran (nunca empujan).

Rozamiento (fr)

Fuerza tangente a la superficie, que se opone al movimiento (o a la tendencia al movimiento). Dos tipos:

TipoFórmulaCuándo
Estáticofs ≤ μs · NEl cuerpo aún no se mueve. Vale lo necesario para mantenerlo, hasta un máximo.
Dinámicofd = μd · NEl cuerpo ya se mueve. Es constante (mientras N lo sea).

Típicamente μs > μd: por eso cuesta más arrancar que mantener en movimiento.

Fuerza elástica (ley de Hooke)

Un resorte estirado (o comprimido) una distancia x desde su equilibrio ejerce:

Felast = −k · x

donde k es la constante elástica del resorte (N/m). El signo "−" indica que la fuerza siempre apunta hacia la posición de equilibrio (es restauradora).

Receta general para problemas de dinámica

  1. Identificá los cuerpos.
  2. Hacé el DCL de cada cuerpo.
  3. Elegí un sistema de coordenadas (a veces conviene uno rotado, especialmente para planos inclinados).
  4. Descomponé todas las fuerzas en componentes.
  5. Escribí Σ Fx = m · ax y Σ Fy = m · ay para cada cuerpo.
  6. Usá los vínculos (cuerdas inextensibles → misma aceleración entre cuerpos unidos; poleas ideales → misma tensión a ambos lados).
  7. Resolvé el sistema de ecuaciones.
  8. Verificá: ¿el sentido del resultado es lógico? ¿unidades correctas?

Ejemplo clásico: cuerpo en plano inclinado

Bloque sobre un plano inclinado
Bloque de masa m sobre un plano de inclinación α, sin rozamiento. ¿Aceleración?

DCL: peso (vertical hacia abajo) y normal (perpendicular al plano).

Eje rotado: conviene poner el eje x a lo largo del plano (sentido de descenso) y el y perpendicular al plano. Así, la normal queda en el eje y; el peso se descompone:
• Px = m·g·sen(α) (a lo largo del plano, hacia abajo)
• Py = m·g·cos(α) (perpendicular al plano)

Ecuaciones:
• Eje y: N − m·g·cos(α) = 0 → N = m·g·cos(α)
• Eje x: m·g·sen(α) = m·a → a = g·sen(α)

La aceleración no depende de la masa. Plano más inclinado → mayor aceleración. Si α = 90° (plano vertical), a = g (caída libre).

Movimiento circular (dinámica)

En un movimiento circular, la fuerza neta en dirección radial (hacia el centro) produce la aceleración centrípeta:

Σ Fradial = m · v² / R

Casos clásicos:

  • Auto en una curva plana: el rozamiento es la única fuerza radial. Sin rozamiento → no hay curva.
  • Curva con peralte: la curva inclinada permite que la componente horizontal de la normal aporte la fuerza centrípeta.
  • Péndulo cónico: hilo describe un cono. La componente horizontal de la tensión es la centrípeta.
  • Looping (vuelta de campana): en el punto más alto, peso y normal apuntan hacia el centro.

Movimiento Armónico Simple (MAS)

Sistema con una fuerza restauradora proporcional a la posición. Lo más típico: masa en un resorte.

Frecuencia angular:

ω = √(k/m),    T = 2π · √(m/k)

Para un péndulo simple (para pequeñas oscilaciones, ángulos chicos):

T = 2π · √(L/g)

donde L es la longitud del péndulo. NO depende de la masa. Galileo lo descubrió mirando lámparas oscilando en una catedral.

Sistemas no inerciales y fuerzas ficticias

En un sistema con aceleración (un auto frenando, un ascensor que arranca), las leyes de Newton no valen directamente. Para poder usarlas, se agrega una fuerza ficticia:

F⃗ficticia = −m · a⃗sistema

Ejemplos:

  • Fuerza centrífuga: la que sentís hacia afuera en una curva (vista desde el auto).
  • Fuerza de arrastre al frenar: el auto frena y vos te tirás hacia adelante (en realidad seguís con la velocidad anterior por inercia, pero relativo al auto parece una fuerza).

Son "reales" en cuanto a sus efectos en ese sistema, pero vistas desde un sistema inercial no existen.

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7 Trabajo y Energía

¿Por qué energía?

La energía es una de las ideas más profundas de la física. Permite resolver problemas sin pasar por las fuerzas: si conocés posiciones y velocidades inicial y final, podés saber el resultado sin importar qué pasa en el medio. La conservación de la energía es una de las leyes más generales de la física.

Trabajo de una fuerza constante

El trabajo mide la transferencia de energía que produce una fuerza al mover un cuerpo. Para una fuerza constante F⃗ que produce un desplazamiento Δr⃗:

W = F⃗ · Δr⃗ = F · |Δr⃗| · cos(θ)

donde θ es el ángulo entre la fuerza y el desplazamiento. Es un producto escalar. Unidad: Joule (J) = N·m.

Signos del trabajo
F a favor del movimiento (θ < 90°): W > 0 (la fuerza entrega energía).
F perpendicular al movimiento (θ = 90°): W = 0. La normal nunca hace trabajo en superficies horizontales (ni en planos inclinados, porque siempre es perpendicular al desplazamiento).
F en contra del movimiento (θ > 90°): W < 0 (la fuerza quita energía). El rozamiento dinámico siempre hace trabajo negativo.

Potencia

Velocidad con la que se hace trabajo:

P = W / Δt

Unidad: Watt (W) = J/s.

Para fuerza y velocidad constantes:

P = F · v · cos(θ)

Como referencia, 1 caballo de fuerza (HP) ≈ 746 W. Una bombilla LED son ~10 W.

Energía cinética

Es la energía que tiene un cuerpo por estar en movimiento:

Ec = ½ · m · v²

Siempre positiva o nula. Es escalar. Unidad: J.

Notar que crece con el cuadrado de la velocidad: si duplicás la velocidad, la energía cinética se cuadruplica. Por eso un choque a 80 km/h es 4 veces más violento que uno a 40, no 2 veces.

Teorema del trabajo y la energía cinética

El trabajo neto (de todas las fuerzas) sobre un cuerpo es igual a la variación de su energía cinética:

Wneto = ΔEc = Ec,f − Ec,i

Es una herramienta potente: si conocés el trabajo neto, conocés el cambio de velocidad (y viceversa).

Fuerzas conservativas y no conservativas

Una fuerza es conservativa si el trabajo que hace NO depende del camino, sólo de las posiciones inicial y final. Equivalentemente, si el trabajo en un camino cerrado es cero.

ConservativasNo conservativas
Peso (gravedad)Rozamiento
Fuerza elásticaFuerzas aplicadas externamente
GravitatoriaTensiones que dependen del trayecto

A cada fuerza conservativa le corresponde una energía potencial.

Energía potencial gravitatoria

Para alturas cerca de la superficie terrestre:

Epg = m · g · h

donde h es la altura respecto de una referencia que elegís vos (típicamente el suelo, pero puede ser cualquier otra altura — solo importan las diferencias).

Energía potencial elástica

De un resorte estirado o comprimido una distancia x:

Epe = ½ · k · x²

Energía mecánica

La suma de la cinética y todas las potenciales:

Em = Ec + Epg + Epe

Conservación de la energía mecánica

Si sólo actúan fuerzas conservativas (sin rozamiento ni otras fuerzas no conservativas que hagan trabajo), la energía mecánica se conserva:

Em,i = Em,f
Caída sin rozamiento
Un objeto se suelta desde una altura h. ¿Velocidad al llegar al suelo?

Energía inicial (en h, en reposo): Ei = m·g·h.
Energía final (en el suelo, en movimiento): Ef = ½·m·v².
Conservación: m·g·h = ½·m·v² → v = √(2·g·h)

No depende de la masa: una pluma y una piedra (sin aire) caen iguales.

Caso con fuerzas no conservativas

Si hay rozamiento u otras fuerzas no conservativas, la energía mecánica NO se conserva. La parte que se "pierde" se convierte en otras formas de energía (calor, sonido, deformación). El balance es:

Wno conservativas = ΔEm = Em,f − Em,i

Si el rozamiento es la única no conservativa, su trabajo es negativo, y la energía mecánica disminuye:

Wroz = Em,f − Em,i    (Wroz < 0)
Bajada con rozamiento
Un cuerpo de 2 kg baja un plano inclinado de 5 m de altura. Al final tiene v = 8 m/s. ¿Trabajo del rozamiento?

Em,i = 2 · 10 · 5 = 100 J.
Em,f = ½ · 2 · 64 = 64 J.
Wroz = 64 − 100 = −36 J (negativo, como tenía que ser).
¿Cuándo usar energía vs Newton?
Energía es ideal cuando:
• Conocés las posiciones y velocidades inicial y final (pero no los detalles del recorrido).
• Hay cambios de altura o deformaciones de resortes.
• Querés la rapidez sin calcular tiempos.
• El recorrido es complicado (un montañita rusa) y solo te interesa el resultado neto.

Newton es mejor cuando:
• Necesitás la aceleración en cada instante.
• El problema tiene vínculos complejos.
• Te piden fuerzas individuales.
• Necesitás la velocidad o aceleración instantánea.

Estrategia general · problemas de energía

  1. Identificá los estados inicial y final.
  2. Elegí una referencia para la energía potencial gravitatoria.
  3. Calculá Em,i y Em,f.
  4. Identificá las fuerzas no conservativas que hacen trabajo.
  5. Aplicá: WNC = Em,f − Em,i.
  6. Despejá lo que te piden.
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Física · Guía Primer Parcial

UBA XXI · Cátedra Torti · Guía intensiva del 1° Parcial (23/04) · Unidades 0 a 4
1 Estrategia general y fórmulas clave

La estructura del 1° parcial Torti

El 1° parcial cae sobre las Unidades 0 a 4: Medición, Vectores, Estática, Hidrostática y Cinemática en una dimensión. No entra tiro oblicuo, dinámica ni energía (eso es del 2° parcial).

Formato real (basado en parciales 25/04/2025 y 26/04/2024)
4 ejercicios de respuesta numérica (NO multiple choice). Cada uno con varios incisos. Total 10 puntos repartidos.
Duración: 90 minutos.
3 cifras significativas y unidades en cada resultado (es criterio de corrección).
Asumir g = 9,80 m/s² (lo aclara el enunciado).
Calculadora física obligatoria; el celular NO sirve.
NO se puede llevar formulario: el parcial trae una hoja de fórmulas oficial al final con todas las que necesitás (V=esp/t, MRUV, F=ma, Presión=δgh, Empuje=V·δ·g, Pitágoras, etc.).
• Hoja en blanco aparte para cálculos auxiliares; las respuestas van en recuadros del parcial.

La estructura típica de los 4 ejercicios es:

EjercicioTemaPuntaje aprox.
1Cinemática 1D (carrera con MRU, ciclista que frena, tiro vertical, gráfico v(t))2 a 3 puntos
2Hidrostática (Arquímedes, Pascal, manómetro, presión a profundidad)2 a 3 puntos
3Estática (tabla con cuerda, andamio con cuerdas, palanca/balanza)2 a 3 puntos
4Vectores (módulo, ángulo, suma, resta, producto escalar/vectorial con A y B dados)2 puntos

En esta guía cada ejercicio es multiple choice (4 valores numéricos) pero con la explicación completa de cómo encarar el problema desde el enunciado. La idea es que aprendas a resolver los problemas reales — el multiple choice es solo el atajo para autocorregirte.

Las 4 preguntas que tenés que hacerte al leer cada ejercicio

Pregunta 1 — ¿Qué tema es?

Si ves...Es...
Cifras significativas, "expresar en m/s", notación científica, dimensionesTIPO 1 — Mediciones
Vector, componentes, módulo, ángulo, suma vectorial, producto escalar/cruzTIPO 2 — Vectores
Cuerpo en reposo, cuerda, viga, palanca, tensión, normal, momentoTIPO 3 — Estática
Densidad, presión, profundidad, prensa hidráulica, empuje, flota/se hundeTIPO 4 — Hidrostática
x(t), v(t), a(t), MRU, MRUV, caída libre, encuentro, gráficosTIPO 5 — Cinemática 1D

Pregunta 2 — ¿Qué fórmula dispara?

  • Conversión rápida: km/h → m/s se divide por 3,6; g/cm³ → kg/m³ se multiplica por 1000.
  • Componentes: Aₓ = |A|·cos(θ), Aᵧ = |A|·sen(θ) con θ desde el eje x positivo.
  • Equilibrio: ΣFₓ = 0 y ΣFᵧ = 0; en cuerpo extenso además ΣM = 0.
  • Hidrostática: p = p₀ + δ·g·h y empuje E = δ·g·V.
  • Cinemática: MRU x = x₀ + v·t; MRUV x = x₀ + v₀·t + ½·a·t²; "sin tiempo" v² = v₀² + 2·a·Δx.

Pregunta 3 — ¿Tengo todos los datos en SI?

Antes de meter números: convertí todo. Si la velocidad está en km/h y la distancia en metros, vas a tener un error de factor 3,6. Si la densidad está en g/cm³ y necesitás Pa, te falta multiplicar por 1000. El 60% de los errores del parcial vienen de no convertir.

Pregunta 4 — ¿Las unidades del resultado tienen sentido?

Análisis dimensional: si te queda una velocidad en kg, una presión en metros o una fuerza en segundos, hay un error. Volvé a chequear el último paso.

Fórmulas imprescindibles (memorizá estas 10)

Conversiones rápidas:
km/h → m/s: dividir por 3,6    m/s → km/h: multiplicar por 3,6
g/cm³ → kg/m³: multiplicar por 1000    1 atm ≈ 10⁵ Pa ≈ 76 cm Hg
Vectores:
Aₓ = |A|·cos(θ),   Aᵧ = |A|·sen(θ)
|A| = √(Aₓ² + Aᵧ²),   tan(θ) = Aᵧ/Aₓ
Producto escalar: A·B = AₓBₓ + AᵧBᵧ = |A||B|cos(θ)
Producto vectorial 2D: A × B = (AₓBᵧ − AᵧBₓ)·k̂
Estática:
Peso: P = m·g   (g = 9,8 m/s² o 10 m/s²)
Equilibrio puntual: ΣFₓ = 0, ΣFᵧ = 0
Equilibrio extenso (también): ΣM = 0
Momento: M = F·d·sen(α), perpendicular: M = F·d
Palanca: F₁·d₁ = F₂·d₂
Hidrostática:
Densidad: δ = m/V
Presión: p = F/A, unidad Pa = N/m²
Teorema fundamental: p = p₀ + δ·g·h
Pascal (prensa): F₁/A₁ = F₂/A₂
Arquímedes: E = δ_fluido · V_desalojado · g
Cinemática 1D:
MRU: x(t) = x₀ + v·t
MRUV: x(t) = x₀ + v₀·t + ½·a·t²,   v(t) = v₀ + a·t
Sin tiempo: v² = v₀² + 2·a·Δx
Caída libre/tiro vertical: usar a = −g (eje y hacia arriba)
Regla de oro del parcial Torti
Cada problema empieza con un dibujo o esquema. Aunque sea tosco. En estática, hacer el DCL antes de tocar números. En cinemática, dibujar el sistema de referencia (origen + sentido positivo) antes de plantear ecuaciones. En vectores, ubicar el cuadrante. Si no dibujás, te equivocás de signo.
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2 TIPO 1 · Mediciones, unidades y dimensiones

Lo que cae sí o sí (1 ejercicio)

Casi siempre hay un ejercicio de conversión de unidades, cifras significativas, notación científica o análisis dimensional. Son puntos "regalados" si conocés las reglas.

Subtipo A: Conversión de unidades (factor de conversión)

Multiplicás por una fracción que vale 1 (numerador y denominador equivalentes en distintas unidades), eligiendo el orden para que se cancelen las unidades que querés sacar.

Pasar 72 km/h a m/s

Necesitás km → m y h → s.

72 km/h × (1000 m / 1 km) × (1 h / 3600 s) = 72·1000/3600 = 20 m/s

Atajo: km/h ÷ 3,6 = m/s. ▸ 72/3,6 = 20.

Pasar 250 g/cm³ a kg/m³
250 (g/cm³) × (1 kg / 1000 g) × (10⁶ cm³ / 1 m³) = 250 · 1000 = 2,5·10⁵ kg/m³

Atajo: g/cm³ × 1000 = kg/m³. ▸ 250 × 1000 = 250.000 = 2,5·10⁵.

Por qué 10⁶: 1 m³ = (100 cm)³ = 10⁶ cm³.

Las 4 conversiones que tenés que tener en la cabeza
• km/h → m/s: ÷ 3,6
• m/s → km/h: × 3,6
• g/cm³ → kg/m³: × 1000
• cm² → m²: ÷ 10.000 (porque 1 m² = (100 cm)² = 10⁴ cm²)

Subtipo B: Cifras significativas

Las cifras significativas son los dígitos con significado. Reglas:

  • Todos los dígitos no nulos cuentan.
  • Ceros entre dígitos no nulos cuentan: 1,008 → 4 cifras.
  • Ceros a la izquierda NO cuentan: 0,00405 → 3 cifras (4, 0, 5).
  • Ceros a la derecha del punto decimal SÍ cuentan: 2,50 → 3 cifras.
Suma/resta: el resultado conserva tantos decimales como el dato con menos decimales.
Multiplicación/división: el resultado conserva tantas cifras significativas como el dato con menos cifras.
12,4 + 0,356 con cifras significativas

12,4 tiene 1 decimal; 0,356 tiene 3. ▸ El resultado conserva 1 decimal.

12,4 + 0,356 = 12,756 → redondeado a 1 decimal: 12,8.

Subtipo C: Notación científica

Cualquier número se escribe como a · 10ⁿ con 1 ≤ |a| < 10 y n entero.

Expresar 384.000.000 en notación científica

Corro la coma 8 lugares hacia la izquierda: 384.000.000 = 3,84 · 10⁸.

Trampas frecuentes: 38,4 · 10⁷ no es válido (a debe estar entre 1 y 10). 0,384 · 10⁹ tampoco (a ≥ 1).

Subtipo D: Análisis dimensional

Una fórmula es válida solo si ambos lados tienen las mismas dimensiones. Las usás como letras: [v] = m/s, [a] = m/s², [F] = kg·m/s².

¿Es correcta v = a·t dimensionalmente?

[v] = m/s. ▸ [a·t] = (m/s²)·s = m/s. ▸ Ambos lados dan m/s ✓ CONSISTENTE.

¿Es correcta x = ½·a·t² dimensionalmente?

[x] = m. ▸ [a·t²] = (m/s²)·s² = m. ▸ El ½ no tiene dimensiones (número puro). CONSISTENTE.

Subtipo E: Orden de magnitud

El orden de magnitud es la potencia de 10 más cercana. Si el coeficiente es ≥ 5, redondeás hacia arriba; si es < 5, hacia abajo.

Orden de magnitud de 4,8·10⁵

Como 4,8 < 5 → orden = 10⁵ (no 10⁶).

Subtipo F: Unidades del SI

Hay 7 unidades fundamentales en el SI: m, kg, s, A, K, mol, cd. Todas las demás (Newton, Pascal, Joule, Watt) son derivadas.

MagnitudUnidad SIEquivalente fundamental
Velocidadm/sm·s⁻¹
Aceleraciónm/s²m·s⁻²
FuerzaN (Newton)kg·m/s²
PresiónPa (Pascal)N/m² = kg/(m·s²)
EnergíaJ (Joule)N·m = kg·m²/s²
Mayúscula importa
"M" mayúscula = mega (10⁶). "m" minúscula = mili (10⁻³). Confundirlas son 9 órdenes de magnitud de error. ▸ "k" siempre va minúscula en SI: kilo. "K" mayúscula es Kelvin.
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3 TIPO 2 · Vectores en el plano

Aparece en casi todos los parciales (1–2 ejercicios)

Los vectores son el "lenguaje" de fuerzas, velocidades y aceleraciones. Aparecen como ejercicio puro o disfrazados dentro de estática o cinemática 2D. Tenés que dominar componentes, módulo y producto escalar.

Subtipo A: Componentes desde módulo y ángulo

Si conocés el módulo y el ángulo respecto del eje x positivo (sentido antihorario):

Aₓ = |A|·cos(θ)    Aᵧ = |A|·sen(θ)
Componentes de una fuerza

Una fuerza de 50 N forma 30° con la horizontal. Componentes:

Fₓ = 50·cos(30°) = 50·(√3/2) ≈ 43,3 N

Fᵧ = 50·sen(30°) = 50·0,5 = 25 N

Cuidado con el cuadrante
La calculadora con arctan devuelve entre −90° y +90°. Si el vector está en el 2° o 3° cuadrante, hay que sumar 180° al ángulo. Por eso conviene SIEMPRE dibujar el vector primero para saber en qué cuadrante está.

Subtipo B: Módulo y ángulo desde componentes

|A| = √(Aₓ² + Aᵧ²)    tan(θ) = Aᵧ/Aₓ
Módulo del vector A = 3î + 4ĵ

|A| = √(9 + 16) = √25 = 5. ▸ Triángulo 3-4-5 (Pitágoras clásico).

Subtipo C: Suma y resta por componentes

El método más rápido y sin errores:

A + B = (Aₓ + Bₓ, Aᵧ + Bᵧ)
A − B = (Aₓ − Bₓ, Aᵧ − Bᵧ)
k·A = (k·Aₓ, k·Aᵧ)
Suma de dos fuerzas con ángulos distintos

F₁ = 10 N a 60° del eje x. F₂ = 8 N a 150°.

Componentes:

  • F₁ₓ = 10·cos(60°) = 5; F₁ᵧ = 10·sen(60°) ≈ 8,66
  • F₂ₓ = 8·cos(150°) ≈ −6,93; F₂ᵧ = 8·sen(150°) = 4

Suma: Rₓ = 5 − 6,93 = −1,93; Rᵧ = 8,66 + 4 = 12,66.

|R| = √(1,93² + 12,66²) ≈ 12,8 N.

Subtipo D: Producto escalar (·)

Da un número. Tiene dos formas equivalentes:

A · B = |A|·|B|·cos(θ)    (geométrica)
A · B = AₓBₓ + AᵧBᵧ    (por componentes)
Lo que tenés que saber
• A·B = 0 ⟺ los vectores son perpendiculares (cos 90° = 0).
• Sirve para calcular el ángulo: cos(θ) = (A·B)/(|A|·|B|).
• En física: el trabajo W = F·d es producto escalar. Por eso fuerza perpendicular al desplazamiento no hace trabajo.
Producto escalar y ángulo

A = 2î + 3ĵ y B = 4î − ĵ.

A·B = 2·4 + 3·(−1) = 8 − 3 = 5.

|A| = √13, |B| = √17. ▸ cos(θ) = 5/(√13·√17) ≈ 0,336 → θ ≈ 70°.

Subtipo E: Producto vectorial (×) en 2D

Da un vector perpendicular al plano de A y B (en 2D, en el eje z). En el plano xy:

A × B = (AₓBᵧ − AᵧBₓ)·k̂
|A × B| = |A|·|B|·sen(θ)
Propiedades
NO es conmutativo: A × B = −(B × A). El orden importa.
• Si A y B son paralelos, A × B = 0 (vector nulo). sen(0°) = 0.
• En física: el momento τ = r × F. La regla de la mano derecha indica el sentido.
Producto vectorial

A = 3î + 4ĵ, B = 2î − ĵ.

A × B = (3·(−1) − 4·2)·k̂ = (−3 − 8)·k̂ = −11 k̂.

El signo negativo dice que apunta hacia −k̂ (saliendo del plano "hacia atrás").

Subtipo F: Vectores opuestos y direcciones

Fuerzas en sentidos opuestos

Dos fuerzas de 100 N y 80 N actúan en direcciones opuestas. La resultante tiene módulo |100 − 80| = 20 N en el sentido de la mayor (100 N).

Si fueran del mismo sentido: 100 + 80 = 180 N.

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4 TIPO 3 · Estática

Aparece en el 100% de los parciales (1–2 ejercicios)

Estática es de los tipos más frecuentes. Casi siempre hay una palanca o una viga apoyada con peso conocido y reacciones desconocidas. La clave es el diagrama de cuerpo libre y plantear ΣF = 0 y ΣM = 0.

Conceptos básicos

Peso: P = m·g, con g ≈ 9,8 m/s² (a veces se usa g = 10).
1 N = 1 kg·m/s² (≈ peso de una manzana de 100 g).
Equilibrio puntual: ΣFₓ = 0, ΣFᵧ = 0
Equilibrio extenso: ΣF = 0 Y ΣM = 0
Masa ≠ peso
La masa es cantidad de materia (en kg, no cambia). El peso es la fuerza con que la Tierra atrae al cuerpo (P = m·g, en N). En la Luna pesarías 6× menos pero tu masa es la misma.

Diagrama de Cuerpo Libre (DCL) · primer paso obligatorio

Receta del DCL
1. Aislás el cuerpo (lo dibujás solo).
2. Identificás las interacciones: Tierra → peso, superficie → normal, cuerda → tensión, resorte → fuerza elástica, etc.
3. Dibujás cada fuerza como flecha.
4. Elegís ejes y descomponés.
5. Planteás ΣFₓ = 0 y ΣFᵧ = 0.
Lo que NO va en el DCL
• Las fuerzas que el cuerpo hace sobre OTROS (eso va en el DCL del otro cuerpo).
• La velocidad ni la aceleración (no son fuerzas).
• Fuerzas "ficticias" como la centrífuga (en sistemas inerciales no existen).

Subtipo A: Cuerpo colgado de cuerdas

Una lámpara de peso P se sostiene con dos cuerdas que forman ángulos α y β con la horizontal. Las tensiones se obtienen del equilibrio.

Lámpara con dos cuerdas simétricas

P sostenida con dos cuerdas iguales que forman α a cada lado de la vertical. Por simetría: T₁ = T₂ = T.

Equilibrio vertical: 2·T·sen(α) = P → T = P/(2·sen(α)).

Si sen(α) = 1/2 (α = 30°), entonces T = P (cada cuerda soporta el peso entero por el ángulo bajo).

Subtipo B: Palanca / subibaja (momentos)

Una barra rígida pivotada en un punto está en equilibrio cuando los momentos a ambos lados son iguales:

F₁ · d₁ = F₂ · d₂
Subibaja con un padre y un hijo

Un niño de 21 kg se sienta a 2 m del centro. Su padre de 105 kg, ¿a qué distancia del centro debe sentarse para equilibrar?

m₁·d₁ = m₂·d₂ ▸ 21·2 = 105·d ▸ d = 42/105 = 0,40 m.

Intuición: el padre pesa 5× más → tiene que estar a 1/5 de la distancia.

Subtipo C: Viga apoyada en dos puntos

Una viga horizontal con carga(s) está apoyada en sus dos extremos A y B. Hay que hallar las reacciones R_A y R_B.

Estrategia (regla de oro)
1. Hacé el DCL: peso de la viga en el centro, cargas donde estén, reacciones R_A↑ y R_B↑ en los apoyos.
2. Tomá momentos respecto de A (así R_A no aparece, su brazo es 0): ΣM_A = 0 → despejás R_B.
3. Después usá ΣF = 0 vertical: R_A + R_B = peso total → despejás R_A.
Viga horizontal con carga descentrada

Viga homogénea de 100 kg y 4 m, apoyada en sus extremos. Una carga de 50 kg se ubica a 1 m del extremo A.

Pesos: viga = 100·9,8 = 980 N (en el centro, x = 2 m). Carga = 490 N (en x = 1 m).

Momentos respecto de A: R_B·4 − 980·2 − 490·1 = 0 → R_B = (1960 + 490)/4 = 612,5 N.

Suma de fuerzas: R_A + R_B = 980 + 490 = 1470 → R_A = 1470 − 612,5 = 857,5 N.

Subtipo D: Centro de gravedad (CG)

En cuerpos extensos, el peso "se aplica" en el CG. En cuerpos homogéneos y simétricos, coincide con el centro geométrico.

CuerpoCentro de gravedad
Varilla / viga uniformeCentro de la barra (mitad)
Tabla rectangularIntersección de diagonales
Disco / esferaCentro geométrico
TriánguloBaricentro (1/3 desde cada base)
CG de un auto por reparto de peso

Un auto tiene 53% del peso sobre las ruedas delanteras y 47% sobre las traseras, con 2,46 m entre ejes. ¿A qué distancia del eje trasero está el CG?

Momentos respecto del eje trasero: 0,53·P·2,46 = P·x (la fuerza del eje delantero "tira" hacia delante; el peso "tira" hacia abajo desde el CG).

x = 0,53·2,46 ≈ 1,30 m (medidos desde el eje trasero).

Subtipo E: Momento de una fuerza

M = F · d · sen(α)    con α = ángulo entre F y el brazo
Si F es perpendicular al brazo: M = F · d (lo más común)
Cómo elegir el punto inteligentemente
"Cualquier punto" funciona, pero elegirlo bien simplifica mucho:
• Poné el punto donde actúa una fuerza desconocida → su momento es 0 y desaparece de la ecuación.
• Por eso típicamente se elige uno de los apoyos.
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5 TIPO 4 · Hidrostática

Aparece casi siempre (1 ejercicio)

Hidrostática suele ser un ejercicio con tres temas posibles: presión a una profundidad, prensa hidráulica (Pascal) o flotación (Arquímedes). Memoriza las tres fórmulas y reconocé el caso.

Conceptos clave

Densidad: δ = m/V [kg/m³ o g/cm³]
Conversión: 1 g/cm³ = 1000 kg/m³
Presión: p = F/A [Pa = N/m²]
1 atm = 1,013·10⁵ Pa ≈ 760 mmHg
Densidades de referencia (memorizá las primeras 4)
• Agua: 1,00·10³ kg/m³ = 1 g/cm³ (la referencia)
• Hielo: 0,92·10³ kg/m³ (¡menor que el agua, por eso flota!)
• Aire: 1,29 kg/m³
• Aceite: ~0,9·10³ kg/m³
• Aluminio: 2,70·10³ kg/m³
• Hierro/acero: 7,80·10³ kg/m³
• Plomo: 11,3·10³ kg/m³
• Mercurio: 13,6·10³ kg/m³
• Oro: 19,3·10³ kg/m³

Subtipo A: Teorema fundamental de la hidrostática

p = p₀ + δ · g · h

Con p₀ la presión en la superficie (atm si está abierto), δ densidad del fluido y h profundidad. Todos los puntos a igual profundidad tienen igual presión (vasos comunicantes), independiente de la forma del recipiente.

Presión en el fondo de una pileta

Una pileta de 2 m de profundidad llena de agua. ¿Cuál es la presión en el fondo? (g = 10 m/s², p_atm = 10⁵ Pa)

p = 10⁵ + 1000·10·2 = 10⁵ + 2·10⁴ = 1,2·10⁵ Pa (absoluta).

Manométrica (sin contar atmósfera): δ·g·h = 2·10⁴ Pa (igual al peso de la columna por unidad de área).

Subtipo B: Principio de Pascal · prensa hidráulica

La presión aplicada a un fluido encerrado se transmite por igual. En una prensa con dos émbolos:

F₁ / A₁ = F₂ / A₂    (la misma presión en ambos)
Gato hidráulico

Émbolo pequeño A₁ = 5 cm², se aplica F₁ = 100 N. Émbolo grande A₂ = 200 cm². ¿Cuánto peso levanta?

F₂ = F₁·A₂/A₁ = 100·(200/5) = 100·40 = 4000 N.

Multiplicador de fuerza: el factor es A₂/A₁ = 40. Con poco esfuerzo, mucho peso (a costa de mucho recorrido).

Subtipo C: Principio de Arquímedes · empuje y flotación

Empuje: E = δ_fluido · V_desalojado · g

El empuje depende solo del fluido y del volumen del cuerpo sumergido (NO del cuerpo en sí). Comparando densidades del cuerpo y el fluido:

CasoComportamiento
δ_cuerpo < δ_fluidoFlota: solo una parte sumergida (la justa para que E = peso)
δ_cuerpo = δ_fluidoEquilibrio: queda sumergido a cualquier profundidad
δ_cuerpo > δ_fluidoSe hunde
Densidad por peso aparente

Una pieza de metal pesa 90 g en aire y 75 g sumergida en agua. ¿Cuál es su densidad? (δ_agua = 1 g/cm³)

Diferencia de pesos: 90 − 75 = 15 g de empuje. ▸ Como δ_agua = 1 g/cm³, eso corresponde a V = 15 cm³.

δ = m/V = 90/15 = 6 g/cm³. (Probablemente acero.)

¿Flota un cubo en agua?

Un cubo de 8,5 cm de lado tiene masa 0,650 kg. ¿Flota en agua?

V = (0,085)³ ≈ 6,14·10⁻⁴ m³.

δ = m/V ≈ 1059 kg/m³ > 1000 kg/m³ (agua) → se hunde.

¿Por qué un barco de acero flota?
La densidad del acero (7,8 g/cm³) es mucho mayor que la del agua. Pero un barco tiene mucho aire adentro: la densidad media (acero + aire) es menor que la del agua, y por eso flota. Si entra agua y se llena, su densidad media supera a la del agua y se hunde.
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6 TIPO 5 · Cinemática en una dimensión

Aparece en el 100% de los parciales (1–2 ejercicios)

Cinemática 1D es la "vedette" del primer parcial. Casi siempre hay un ejercicio de MRUV (autos que aceleran/frenan) o un tiro vertical / caída libre. A veces un ejercicio de encuentro o de interpretar gráficos v(t).

Conceptos básicos

MRU (velocidad constante, a = 0):
  x(t) = x₀ + v·t

MRUV (aceleración constante):
  v(t) = v₀ + a·t
  x(t) = x₀ + v₀·t + ½·a·t²
  v² = v₀² + 2·a·Δx    (sin tiempo)
Velocidad ≠ rapidez · Desplazamiento ≠ distancia
Velocidad: vector (con signo). Rapidez: módulo (siempre positivo).
Desplazamiento Δx: cambio de posición (con signo). Distancia recorrida: longitud del camino, siempre positiva.
• Si vas y volvés al mismo punto: desplazamiento = 0, distancia = 2·camino.

Subtipo A: MRUV con datos parciales

Te dan una velocidad inicial, una final, una distancia o un tiempo. Tenés que usar la combinación correcta de ecuaciones.

Truco infalible: la velocidad media en MRUV
v_media = (v_i + v_f) / 2. Combinada con v_media = Δx/Δt te ahorra las ecuaciones cuadráticas.
Antílope acelerando

Un antílope con aceleración constante tarda 7,00 s en recorrer 70,0 m, terminando a 15,0 m/s. ¿Cuál fue su rapidez inicial?

v_media = Δx/Δt = 70/7 = 10 m/s.

v_media = (v_i + v_f)/2 → (v_i + 15)/2 = 10 → v_i = 5 m/s.

Aceleración: a = (15 − 5)/7 = 10/7 ≈ 1,43 m/s².

Subtipo B: Caída libre y tiro vertical

Casos particulares de MRUV con a = −g (eje y hacia arriba positivo). Las ecuaciones quedan:

y(t) = y₀ + v₀·t − ½·g·t²
v(t) = v₀ − g·t
Simetría del tiro vertical
• En el punto más alto, v = 0 (y la aceleración sigue siendo −g).
• El tiempo de subida = tiempo de bajada (al mismo nivel).
• La rapidez al volver al nivel inicial = rapidez de lanzamiento.
Tiempo de vuelo de un cuchillo lanzado hacia arriba

v₀ = 8,2 m/s, g = 9,8 m/s². ¿Cuánto tarda en volver a la mano?

Método 1 (subida + bajada): en el punto más alto v = 0: 0 = 8,2 − 9,8·t_sub → t_sub ≈ 0,837 s. Total = 2·0,837 ≈ 1,67 s.

Método 2 (de raíz a raíz): y(t) = 0 ⟹ 0 = 8,2t − ½·9,8·t² = t·(8,2 − 4,9·t) ⟹ t = 0 o t = 8,2/4,9 ≈ 1,67 s.

Caída desde altura

Una piedra cae desde 20 m de altura, desde reposo. ¿Cuánto tarda en tocar el suelo? (g = 10 m/s²)

0 = 20 − ½·10·t² → 5·t² = 20 → t² = 4 → t = 2 s.

Rapidez al chocar: v = 10·2 = 20 m/s.

Subtipo C: Caída libre en otro planeta

El truco: la altura es la misma, lo que cambia es g.

Gravedad en otro mundo

Una roca cae desde reposo y tarda 1,75 s en la Tierra. La misma caída tarda 18,6 s en una luna lejana. ¿Cuál es g allá?

Altura (Tierra): h = ½·9,8·1,75² ≈ 15 m.

En la luna: 15 = ½·g·18,6² → g = 30/345,96 ≈ 0,087 m/s².

Subtipo D: Encuentro de dos móviles

Estrategia
1. Plantear x_A(t) y x_B(t) con el MISMO origen y el MISMO sentido positivo.
2. Igualar: x_A(t) = x_B(t) → ecuación en t.
3. Resolver. ▸ Si t sale negativo, el "encuentro" fue antes del t=0 (ya pasó).
4. Reemplazar t en cualquiera para hallar la posición del encuentro.

Subtipo E: Lectura de gráficos

GráficoPendienteÁrea bajo la curva
x(t)velocidad
v(t)aceleracióndesplazamiento Δx
a(t)cambio de velocidad Δv
Cohete con MRUV "sin tiempo"

Un cohete parte del suelo con v₀ = 50 m/s, acelera 2 m/s² hacia arriba durante 150 m, y se apaga. ¿Velocidad al apagarse?

v² = v₀² + 2·a·Δx = 2500 + 2·2·150 = 2500 + 600 = 3100 → v = √3100 ≈ 55,7 m/s.

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7 Mix integrador · Ejercicios de repaso

Reconocer el tipo en menos de 30 segundos

El tiempo del parcial es escaso. Entrenate en identificar el tipo con solo leer la primera línea.

Primera frase del enunciadoTipoPrimera acción
"Pasar X km/h a m/s..." o "expresar en notación científica..."MedicionesAplicar atajo (÷3,6, ×1000, etc.)
"Dado el vector A = ... calculá ..."VectoresPasar a componentes y operar
"Una caja apoyada / colgada / un padre y un niño en un subibaja..."EstáticaHacer DCL, plantear ΣF=0 y ΣM=0
"En un fluido / sumergido en agua / prensa hidráulica..."HidrostáticaIdentificar Pascal o Arquímedes y aplicar fórmula
"Un auto parte con velocidad ... y acelera..."Cinemática 1DIdentificar MRU/MRUV, escribir ecuaciones horarias
"Se lanza una piedra hacia arriba / desde una altura..."Cinemática 1DTiro vertical / caída libre con a = −g

Los 4 errores más caros del parcial

Error 1 — No convertir unidades
Si la velocidad está en km/h y la distancia en m, multiplicar directo da un resultado 3,6× más grande de lo correcto. Antes de meter números, llevá todo a SI.
Error 2 — Confundir masa con peso
Si te dan una masa de 50 kg y te piden trabajar con fuerzas (estática), tenés que multiplicar por g (P = m·g = 490 N). Si trabajás con kg como si fueran N, te falta un factor 9,8.
Error 3 — Signos en cinemática
Si elegiste "arriba positivo", la aceleración es a = −g. Si elegiste "abajo positivo", a = +g. Mantené el signo de v₀ y a coherentes con tu convención. Anotá el sentido positivo en el dibujo y no lo cambies después.
Error 4 — Olvidarte de los momentos en cuerpo extenso
Una viga apoyada NO se resuelve con solo ΣF = 0 (eso te da una sola ecuación con dos incógnitas R_A y R_B). Necesitás también ΣM = 0 para tener dos ecuaciones.

Práctica integradora — 5 ejercicios variados

Integrador 1 — Conversión y cifras significativas

Pasar 144 km/h a m/s, con 2 cifras significativas.

144 / 3,6 = 40 m/s. ▸ Con 2 cifras: 40 m/s (ya cumple).

Integrador 2 — Vectores: ángulo entre dos

A = 3î + 4ĵ, B = −2î + 5ĵ. ¿Ángulo entre ellos?

A·B = 3·(−2) + 4·5 = −6 + 20 = 14. |A| = 5, |B| = √29.

cos(θ) = 14/(5·√29) ≈ 14/26,93 ≈ 0,52 → θ ≈ 58,5°.

Integrador 3 — Estática: viga con carga

Viga homogénea de 60 kg y 6 m apoyada en sus extremos. Carga de 200 kg en el punto a 2 m del extremo izquierdo (A). Hallá R_A y R_B (g = 10).

Pesos: viga = 600 N en x = 3 m. Carga = 2000 N en x = 2 m.

ΣM_A = 0: R_B·6 − 600·3 − 2000·2 = 0 → R_B = (1800 + 4000)/6 ≈ 966,7 N.

ΣF = 0: R_A + R_B = 2600 → R_A = 2600 − 966,7 ≈ 1633,3 N.

Integrador 4 — Hidrostática: empuje y flotación

Un cubo de madera de 10 cm de lado y densidad 0,6 g/cm³ flota en agua. ¿Qué fracción del cubo queda sumergida?

En equilibrio: peso = empuje. ▸ δ_madera·V·g = δ_agua·V_sumergido·g.

V_sumergido / V = δ_madera / δ_agua = 0,6 / 1 = 60%.

(Un 40% del cubo sobresale del agua.)

Integrador 5 — Cinemática: tiro vertical en otro planeta

En Marte (g = 3,71 m/s²), una pelota golpeada hacia arriba vuelve al mismo nivel 8,5 s después. ¿Rapidez inicial?

Por simetría, t_subida = 8,5/2 = 4,25 s.

En el punto alto v = 0: 0 = v₀ − g·t_sub → v₀ = 3,71·4,25 ≈ 15,8 m/s.

Estrategia final para el día del parcial
1. Leé los enunciados completos antes de empezar (2–3 min).
2. Empezá por los temas que más dominás.
3. Dibujá siempre: DCL en estática, sistema de referencia en cinemática, esquema en hidrostática.
4. Antes de meter números, convertí todo a SI.
5. Verificá las unidades del resultado: si te queda algo raro, retrocedé.
6. Si te trabás, dejá el ejercicio y volvé después con la cabeza fresca.
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Biología (008)

UBA XXI · Cátedra Szwarcberg Bracchitta · 1°c 2026 · 1° Parcial 29/04
1 Seres vivos: características y niveles de organización

¿Qué es la vida?

La biología estudia los seres vivos y sus procesos vitales. Definir qué está vivo no es trivial — se reconocen los seres vivos por un conjunto de propiedades que comparten, no por una sola.

Características de los seres vivos

PropiedadQué significa
Sistemas abiertosIntercambian materia y energía con el entorno (ej: plantas y CO2/O2).
Formados por célulasEstructura mínima viva, delimitada por membrana, con ADN y citoplasma.
HomeostasisMantienen su medio interno relativamente constante a pesar de cambios externos (temperatura, pH, glucemia).
MetabolismoConjunto de reacciones químicas que transforman materia y energía. Catabolismo + anabolismo.
IrritabilidadRespuesta a estímulos internos/externos.
ReproducciónGeneran descendencia (asexual o sexual).
Crecimiento y desarrolloCrecimiento = aumento de volumen/células; desarrollo = especialización.
Adaptación / evoluciónA nivel poblacional, cambian con el tiempo por selección natural.
MovimientoInterno (citoplasmático, ciliar) o de todo el organismo.
AutopoiesisCapacidad de auto-producirse y auto-mantenerse (Maturana y Varela).
Pregunta típica del parcial
"¿Cuál de los siguientes ítems corresponde a tres características de TODOS los seres vivos?" — Tendrá que ser una combinación que aplique a cualquier organismo: metabolismo, homeostasis, irritabilidad, reproducción, crecimiento, adaptación, evolución. La fotosíntesis NO es de todos (solo autótrofos); la respiración aeróbica NO es de todos (anaerobios estrictos no la hacen); la mitosis NO es de todos (procariotas se dividen por fisión binaria, no mitosis).

Niveles de organización biológica

Del más pequeño al más grande:

  1. Subatómico/atómico: partículas, átomos (C, H, O, N, P, S).
  2. Molecular: moléculas (H2O, CO2) y biomoléculas (glucosa, aminoácidos, nucleótidos).
  3. Macromolecular / supramolecular: proteínas, ADN, ribosomas, membranas.
  4. Subcelular / organela: mitocondria, núcleo, cloroplasto.
  5. Celular: la célula como unidad mínima.
  6. Tisular: tejidos (epitelial, muscular, nervioso, etc.).
  7. Órganos: hígado, hoja, corazón.
  8. Sistemas y aparatos: sistema nervioso, aparato digestivo.
  9. Organismo: individuo completo.
  10. Población: individuos de la misma especie en un mismo lugar y tiempo.
  11. Comunidad / biocenosis: distintas poblaciones que conviven.
  12. Ecosistema: comunidad + ambiente físico.
  13. Biósfera: todos los ecosistemas del planeta.
Ejercicio típico
Ordenar de menor a mayor: Nitrógeno → aminoácido → enzima → célula → hígado. Atomico → molecular → macromolecular → celular → órgano. Una enzima es una proteína (macromolécula); el aminoácido es su monómero molecular; el nitrógeno (N) es atómico.

Diversidad y unidad biológica

Pese a la enorme diversidad, todos los seres vivos comparten un origen común. Por eso comparten estructuras y procesos básicos: ADN como material genético, código genético casi universal, ATP como moneda energética, ribosomas para sintetizar proteínas, membranas con bicapa fosfolipídica.

Clasificación: 3 dominios y 6 reinos

DominioTipo celularReinosEjemplos
BacteriaProcariotaBacteriaE. coli, cianobacterias
ArchaeaProcariotaArchaeaMetanógenas, halófilas, termófilas
EukaryaEucariotaProtistas, Fungi, Plantae, AnimaliaAmebas, hongos, plantas, animales

Ecosistemas: interacciones

  • Productores (autótrofos): fijan energía solar (fotosíntesis) o química (quimiosíntesis). Plantas, algas, cianobacterias.
  • Consumidores (heterótrofos): obtienen energía consumiendo otros organismos. Animales, hongos.
  • Descomponedores: degradan materia orgánica muerta. Bacterias, hongos.
  • Redes tróficas: productores → consumidores primarios (herbívoros) → secundarios (carnívoros) → terciarios.
Errores típicos
• Decir "todo ser vivo respira oxígeno": falso. Hay anaerobios estrictos (bacterias del intestino, fondo de lagunas).
• Confundir crecimiento con desarrollo. Crecer = aumentar tamaño; desarrollarse = especializarse/diferenciarse.
• Pensar que adaptación es individual. La adaptación evolutiva es a nivel poblacional, no del individuo.
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2 Organización celular: procariotas y eucariotas

Teoría celular

  1. Todos los seres vivos están formados por al menos una célula.
  2. La célula es la unidad mínima viva, estructural y funcional.
  3. Toda célula proviene de otra célula preexistente (Virchow: omnis cellula e cellula).

Estructuras comunes a TODA célula

  • Membrana plasmática con permeabilidad selectiva (bicapa lipídica + proteínas + glúcidos).
  • Citoplasma: citosol acuoso + componentes subcelulares.
  • ADN como material genético.
  • Ribosomas para sintetizar proteínas.

Célula procariota

Bacterias y arqueas. Características:

  • SIN núcleo definido: el ADN está en el nucleoide, una región del citoplasma. ADN circular, no asociado a histonas.
  • SIN organelas membranosas (no hay mitocondrias, REG, REL, Golgi, lisosomas, cloroplastos).
  • Pared celular (mayoría): peptidoglicano en bacterias.
  • Tamaño pequeño (1–10 µm).
  • Pueden tener: cápsula, flagelos, pili, plásmidos (ADN extracromosómico).
  • División por fisión binaria (no mitosis).
  • Pueden ser autótrofas o heterótrofas, aerobias o anaerobias.

Célula eucariota

Protistas, hongos, plantas, animales. Características:

  • Núcleo definido rodeado por envoltura nuclear; ADN lineal, asociado a histonas.
  • Organelas membranosas: REG, REL, Golgi, mitocondrias, lisosomas, peroxisomas.
  • Compartimentalización: cada organela tiene un microambiente especializado.
  • Tamaño mayor (10–100 µm o más).
  • División por mitosis (somáticas) o meiosis (gaméticas).
  • Citoesqueleto desarrollado (microfilamentos, microtúbulos, filamentos intermedios).
Comparación rápida
ProcariotaEucariota
NúcleoNo (nucleoide)Sí, con envoltura
ADNCircular, sin histonasLineal, con histonas
OrganelasNoSí (REG, REL, Golgi, mitocondria...)
Ribosomas70S (más chicos)80S (más grandes)
DivisiónFisión binariaMitosis / meiosis
Tamaño1–10 µm10–100 µm
ParedPeptidoglicano (bacterias)Celulosa (plantas), quitina (hongos), ausente en animales

Célula animal vs vegetal

EstructuraAnimalVegetal
Pared celularNOSÍ (celulosa)
CloroplastosNOSÍ (en órganos verdes)
Vacuola central grandeNO (pequeñas)
LisosomasEquivalentes (vacuolas líticas)
CentríolosNO (en general)
Plástidos / almidónNO (almacenan glucógeno)SÍ (almacenan almidón)

Funciones exclusivas de eucariotas

  • Transporte intracelular de vesículas (Golgi, endosomas, exocitosis).
  • Mitosis y meiosis (división con huso mitótico).
  • Fagocitosis y endocitosis con tráfico vesicular.
  • Compartimentalización del metabolismo.
Función NO exclusiva de eucariotas
La fotosíntesis ocurre en cianobacterias (procariotas) y en plantas/algas (eucariotas). La respiración celular ocurre en procariotas (en su membrana plasmática) y eucariotas (en mitocondrias). La síntesis de proteínas también es universal (ribosomas).

Endosimbiosis: origen de mitocondrias y cloroplastos

Estas organelas habrían surgido cuando una célula eucariota ancestral englobó a procariotas que vivían en simbiosis. Evidencia: ADN propio circular, ribosomas tipo procariota (70S), doble membrana, dividen por fisión binaria.

Errores típicos
• Decir que las procariotas no tienen ribosomas. Sí los tienen (70S, más pequeños que los 80S de eucariotas).
• Pensar que TODA eucariota tiene cloroplastos. Solo las plantas/algas — los animales y hongos no.
• Confundir "no tiene núcleo" con "no tiene ADN". Las procariotas sí tienen ADN, simplemente no está rodeado por envoltura nuclear.
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3 Virus, viroides y priones

¿Qué son los virus?

Los virus son agentes infecciosos no celulares: no son células ni están formados por células. Son partículas extremadamente pequeñas (20–1000 nm) que solo pueden replicarse dentro de una célula huésped — son parásitos intracelulares obligados.

¿Están vivos los virus?

El debate
Argumentos a favor de "sí": tienen información genética, evolucionan por mutación y selección natural, se replican.
Argumentos a favor de "no": no tienen metabolismo propio, no responden a estímulos, no realizan biosíntesis sin la célula huésped, no son sistemas abiertos en sentido estricto.

Postura más aceptada: están en el límite entre lo vivo y lo no vivo.

Estructura de un virus

  • Ácido nucleico: ADN O ARN (nunca ambos), simple o doble cadena, lineal o circular.
  • Cápside: envoltura proteica que protege al material genético. Está formada por subunidades llamadas capsómeros. NO es una membrana, no permite intercambio activo con el medio.
  • Envoltura externa (algunos): membrana lipídica derivada de la célula huésped, con glicoproteínas virales.

Lo que los virus NO tienen

  • NO tienen ribosomas → no pueden sintetizar sus propias proteínas, dependen de los ribosomas de la célula huésped.
  • NO tienen mitocondrias → no producen ATP propio.
  • NO tienen membrana plasmática propia (la cápside es proteica; la envoltura, cuando existe, viene del huésped).
  • NO tienen citoplasma ni metabolismo.

Ciclos virales en procariotas (bacteriófagos)

Ciclo líticoCiclo lisogénico
El virus inyecta su ADN, usa la maquinaria celular para replicar y armar viriones, lisa (rompe) la célula y libera nueva progenie.El ADN viral se integra al cromosoma bacteriano (profago) y se replica con él. Más adelante puede inducirse al ciclo lítico.

Ciclos virales en eucariotas

  1. Adsorción: el virus se une a un receptor específico en la membrana del huésped.
  2. Penetración / entrada: por endocitosis mediada por receptor, fusión de envoltura, o inyección.
  3. Decapsidación: liberación del ácido nucleico viral.
  4. Replicación y biosíntesis: usa ribosomas, ATP, nucleótidos y aminoácidos del huésped.
  5. Ensamblaje: nuevos viriones se arman.
  6. Liberación: por gemación (toman membrana al salir) o lisis celular.

Retrovirus

Tienen ARN y la enzima transcriptasa inversa: convierten su ARN en ADN, que se integra al genoma del huésped. Ejemplo: VIH (causa el SIDA).

Viroides y priones: agentes infecciosos NO virales

AgenteComposiciónA quién afectaEjemplos
ViroidesSolamente ARN circular pequeño, SIN cápsidePlantas (vegetales)Enfermedad del tubérculo en papa
PrionesSolamente PROTEÍNA mal plegada (sin ácido nucleico)Sistema nervioso de animalesEnfermedad de la "vaca loca", Creutzfeldt-Jakob, scrapie
Pregunta de parcial: identificar el agente
Si se aísla una partícula infecciosa solo proteica → es un prión.
Si es solo ARN sin cápside → es un viroide.
Si tiene ARN o ADN + cápside proteica (y a veces envoltura) → es un virus.
Si convierte ARN en ADN para integrarse al genoma → es un retrovirus.

Virus y cáncer

Algunos virus pueden causar cáncer al integrar su material genético en el huésped y alterar genes que controlan la proliferación celular. Ejemplos: VPH (cáncer de cuello uterino), VHB/VHC (cáncer de hígado), virus de Epstein-Barr.

Detección de infección viral

  • PCR: detecta ácido nucleico viral. Muy sensible.
  • Test de antígenos: detecta proteínas virales.
  • Test serológicos / anticuerpos: detecta la respuesta inmune del cuerpo (no el virus en sí).
Errores típicos
• Pensar que los virus son células diminutas. NO son células: no tienen ribosomas ni metabolismo propio.
• Decir que la cápside es una membrana. Es proteica, no permite intercambio activo.
• Confundir lítico con lisogénico. Lítico = mata a la célula al liberarse. Lisogénico = se integra y replica con la célula.
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4 Biomoléculas (agua, HC, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos)

El agua

Molécula polar (oxígeno electronegativo, hidrógenos parcialmente positivos). Forma puentes de hidrógeno entre moléculas. Por eso:

  • Solvente universal de moléculas polares e iones (medio para reacciones celulares).
  • Alta capacidad calorífica → estabiliza la temperatura.
  • Cohesión y adhesión (transporte en plantas: xilema).
  • Participa como reactivo en hidrólisis y como producto en condensación.

El átomo de carbono

Es el átomo central de la vida. Tetravalente: forma 4 enlaces covalentes. Permite cadenas largas, ramificadas y anillos. Grupos funcionales habituales:

  • Hidroxilo (–OH): alcoholes.
  • Carbonilo (–C=O): aldehídos, cetonas.
  • Carboxilo (–COOH): ácidos orgánicos.
  • Amino (–NH2): aminas, aminoácidos.
  • Fosfato (–PO4): nucleótidos, ATP.
  • Sulfhidrilo (–SH): aminoácidos azufrados (cisteína).

Hidratos de carbono (glúcidos)

TipoEjemplosFunción
MonosacáridosGlucosa, fructosa, galactosa, ribosa, desoxirribosaEnergía inmediata; ribosa/desoxirribosa = parte de ác. nucleicos
DisacáridosSacarosa (glu+fru), lactosa (glu+gal), maltosa (glu+glu)Transporte/energía
Polisacáridos: reservaAlmidón (plantas), glucógeno (animales y hongos)Almacén de glucosa
Polisacáridos: estructuralesCelulosa (pared vegetal), quitina (pared de hongos / exoesqueleto de artrópodos), peptidoglicano (pared bacteriana)Soporte estructural
Reserva vs estructural
Reserva energética: almidón, glucógeno, triglicéridos.
Estructurales: celulosa, quitina, colágeno, queratina.
La celulosa NO es reserva (es estructural). El colágeno NO es reserva (es estructural).

Lípidos

Insolubles en agua (apolares o anfipáticos). Tipos principales:

  • Triglicéridos (grasas): 1 glicerol + 3 ácidos grasos. Función de reserva energética. Si los ácidos grasos son saturados (sin doble enlace) → sólidos a temperatura ambiente (manteca). Si son insaturados → líquidos (aceites).
  • Fosfolípidos: glicerol + 2 ácidos grasos + grupo fosfato (cabeza polar). Anfipáticos: cabeza hidrofílica, colas hidrofóbicas. Forman las bicapas de membrana.
  • Esteroides: 4 anillos fusionados. Colesterol (modula fluidez de membrana animal), hormonas esteroideas (testosterona, estrógenos, cortisol), vitamina D.
  • Ceras: impermeabilizantes (cutícula vegetal, cera de abeja).

Proteínas

Polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Hay 20 aminoácidos estándar.

Estructura de un aminoácido

Carbono α central + grupo amino (–NH2) + grupo carboxilo (–COOH) + hidrógeno + cadena lateral R (lo que varía entre los 20 aa).

Niveles estructurales

NivelQué es
PrimariaSecuencia lineal de aminoácidos. Determinada por el ADN.
SecundariaPlegamientos locales: α-hélice y β-plegada. Estabilizada por puentes H entre el esqueleto.
TerciariaPlegamiento 3D global de UNA cadena. Estabilizada por puentes H, puentes disulfuro (–S–S–), interacciones hidrofóbicas, iónicas.
CuaternariaAsociación de varias cadenas polipeptídicas (subunidades). Ejemplo: hemoglobina (4 cadenas).
Ejercicio de parcial
"Una proteína receptor formada por 5 cadenas polipeptídicas. ¿Cuál es el mayor nivel estructural?" → Cuaternaria. La cuaternaria aparece solo cuando hay más de una cadena. Si una proteína es de UNA sola cadena, su mayor nivel es la terciaria.

Funciones de las proteínas

  • Enzimática: aceleran reacciones (todas las enzimas son proteínas, salvo ribozimas de ARN).
  • Estructural: colágeno, queratina, elastina.
  • Transporte: hemoglobina (O2), albúmina (ácidos grasos), carriers de membrana.
  • Defensa / inmunológica: anticuerpos.
  • Hormonal: insulina, glucagón.
  • Receptora: receptores de membrana.
  • Contractil: actina, miosina.
Desnaturalización
Si se altera la estructura terciaria (por temperatura, pH, agentes químicos), la proteína pierde su actividad. La estructura define la función. La huevo cocida es albúmina desnaturalizada.

Ácidos nucleicos

ADNARN
AzúcarDesoxirribosaRibosa
CadenaDoble (doble hélice)Simple (en general)
BasesA, T, G, CA, U, G, C (no tiene T)
ApareamientoA=T, G≡CA=U, G≡C (en estructuras secundarias)
UbicaciónNúcleo, mitocondrias, cloroplastosNúcleo y citoplasma
FunciónAlmacena info genéticaLee/expresa info: ARNm, ARNt, ARNr

El nucleótido (monómero)

Se compone de: 1 azúcar (pentosa) + 1 base nitrogenada + 1 a 3 grupos fosfato. Ejemplo: ATP es un nucleótido con adenina, ribosa y 3 fosfatos.

Errores típicos
• "ADN y ARN se diferencian por la adenina/citosina/bases nitrogenadas". Falso: ambos tienen A, G, C. La diferencia clave es la timina (solo en ADN) vs uracilo (solo en ARN), y el azúcar (desoxirribosa vs ribosa).
• Confundir glucógeno (animal) con almidón (vegetal). Ambos son reserva, pero distintos polisacáridos.
• Decir que la cuaternaria existe siempre. Solo aparece si hay más de una cadena polipeptídica.
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5 Membranas biológicas y transporte

Modelo de mosaico fluido (Singer-Nicolson, 1972)

La membrana es una bicapa de fosfolípidos con proteínas embebidas, que pueden moverse lateralmente (de ahí "fluido") y forman un patrón irregular ("mosaico").

Composición

  • Fosfolípidos (bicapa): cabezas polares hacia afuera (en contacto con agua), colas apolares hacia el interior. Anfipáticos.
  • Proteínas integrales: atraviesan la bicapa (transmembrana). Función: canales, transportadores, receptores, enzimas.
  • Proteínas periféricas: asociadas a una cara, no atraviesan.
  • Colesterol (en animales): regula fluidez. Inserto entre los fosfolípidos.
  • Glúcidos: unidos a proteínas (glicoproteínas) o lípidos (glicolípidos), siempre en la cara extracelular. Función: identificación celular, reconocimiento, receptores.

Fluidez de la membrana

FactorAumenta fluidezDisminuye fluidez
TemperaturaMás altaMás baja
Saturación de ácidos grasosMás insaturados (dobles enlaces "doblan" la cola)Más saturados (colas rectas, empaquetadas)
Colesterol (animales)A bajas T: previene rigidezA altas T: previene exceso de fluidez. Es amortiguador.
Largo de cadenasMás cortasMás largas

Funciones de la membrana plasmática

  • Barrera selectiva: permeabilidad selectiva.
  • Transporte de sustancias (hacia/desde el medio).
  • Comunicación: receptores que detectan señales.
  • Reconocimiento celular (glicoproteínas).
  • Adhesión a otras células o a la matriz.
  • Compartimentalización en organelas internas.

Mecanismos de transporte

Transporte pasivo (sin energía, a favor de gradiente)

MecanismoSustanciasCómo
Difusión simpleGases (O2, CO2), moléculas pequeñas apolares, lípidosAtraviesan directamente la bicapa lipídica
Difusión facilitada por canalesIones (Na+, K+, Cl–, Ca2+), agua (acuaporinas)A través de proteínas canal, a favor de gradiente, sin gastar ATP
Difusión facilitada por carriersGlucosa (GLUT), aminoácidosProteína transportadora cambia conformación; sin ATP
OsmosisAguaDifusión de agua a través de membrana semipermeable, hacia donde hay más solutos

Transporte activo (con energía, contra gradiente)

  • Activo primario: bombas que usan ATP directamente. Ejemplo: bomba Na+/K+ ATPasa (saca 3 Na+ y mete 2 K+, contra gradiente).
  • Activo secundario: usa el gradiente generado por una bomba primaria. Ejemplo: cotransporte de glucosa con Na+ en intestino.

Transporte de macromoléculas

  • Endocitosis: ingresa material englobándolo en una vesícula.
    • Fagocitosis: "comer" partículas grandes (macrófagos comiendo bacterias).
    • Pinocitosis: "beber" líquido extracelular.
    • Endocitosis mediada por receptor: específica, requiere unión al receptor (entrada de virus, hormonas).
  • Exocitosis: sale material en vesícula que se fusiona con la membrana (secreción de hormonas, neurotransmisores).

Soluciones y comportamiento celular

SoluciónConcentraciónQué le pasa a la célula
IsotónicaIgual al medio internoNo cambia: equilibrio
HipotónicaMenos solutos que el medio internoEl agua entra → la célula se hincha. Si es animal, puede romperse (hemólisis).
HipertónicaMás solutos que el medio internoEl agua sale → la célula se encoge (crenación / plasmólisis en plantas).
Truco: el agua va donde hay más solutos
Si una célula aumenta su volumen, el medio externo es hipotónico respecto al interno (menos solutos afuera, agua entra). Si una célula se achica, el medio es hipertónico.

Comunicación celular

Una célula emite una señal (ligando) que se une a un receptor en/dentro de la célula blanco/diana.

  • Ligando hidrofílico (proteínas, péptidos, neurotransmisores) → receptor de membrana (no atraviesa la bicapa).
  • Ligando hidrofóbico / lipofílico (esteroides, hormonas tiroideas) → receptor citosólico o nuclear (atraviesa la membrana).

Tipos de señalización

  • Autocrina: la célula se señala a sí misma.
  • Paracrina: a células vecinas (corta distancia).
  • Sináptica: entre neuronas (a través de la sinapsis).
  • Endocrina: a través del torrente sanguíneo, larga distancia (hormonas).
Errores típicos
• Decir que el O2 y el CO2 requieren proteína. Pasan por difusión simple a través de la bicapa.
• Pensar que el transporte pasivo usa ATP. Nunca: pasivo = sin energía, a favor de gradiente.
• Confundir hipotónico con hipertónico. Hipotónico = menos solutos afuera → la célula gana agua y se hincha.
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6 Endomembranas, citoesqueleto, comunicación y matriz

Sistema de endomembranas

Conjunto de organelas membranosas conectadas entre sí (directamente o por vesículas) que dividen la célula eucariota en compartimentos especializados. Forman parte: envoltura nuclear, REG, REL, Golgi, lisosomas, endosomas, vesículas de transporte y la membrana plasmática (vinculadas vía exo/endocitosis).

Retículo endoplasmático granular (REG)

  • Tiene ribosomas adheridos (de ahí "granular").
  • Síntesis de proteínas de membrana, secretadas (al exterior) y de lisosomas.
  • Glicosilación inicial (agregado de azúcares).
  • Plegamiento y control de calidad de proteínas.

Retículo endoplasmático liso/agranular (REL)

  • Sin ribosomas.
  • Síntesis de lípidos: fosfolípidos de membrana, colesterol, hormonas esteroideas.
  • Detoxificación de drogas/sustancias (especialmente en hígado).
  • Almacén de calcio (sarcoplasmico en músculo).
  • Síntesis de triglicéridos en adipocitos.
Pregunta de parcial
Si se eliminara el REL en células animales, NO se podría: sintetizar colesterol, sintetizar triglicéridos, detoxificar sustancias, almacenar calcio. SÍ podría seguir: síntesis de proteínas (las hace el REG/citosol), respiración celular (mitocondria), endocitosis.

Complejo de Golgi

  • Apilamiento de cisternas (sáculos aplanados).
  • Modificación post-traduccional de proteínas: glicosilación final, fosforilación.
  • Clasificación y empaquetamiento en vesículas (a lisosomas, membrana plasmática, secreción).
  • Síntesis de polisacáridos (pared celular en plantas).
  • NO sintetiza glucosa, NO hace respiración, NO sintetiza ATP.

Lisosomas

  • Vesículas con enzimas hidrolíticas ácidas (pH ~4.5–5).
  • Digestión intracelular de macromoléculas, organelas viejas (autofagia), partículas endocitadas.
  • Las enzimas las sintetiza el REG y las modifica el Golgi.

Peroxisomas

  • Contienen enzimas oxidativas que producen y degradan peróxido de hidrógeno (H2O2).
  • β-oxidación de ácidos grasos (especialmente cadenas muy largas).
  • Detoxificación de etanol en hepatocitos.

Ciclo secretor (síntesis y secreción de una proteína)

  1. Síntesis en ribosomas adheridos al REG.
  2. Plegamiento y glicosilación inicial en REG.
  3. Vesículas transportan al Golgi.
  4. Modificación final en Golgi.
  5. Vesículas de secreción → fusión con membrana plasmáticaexocitosis.
Aplicación: células secretoras
Una célula del estómago que secreta pepsinógeno tendrá muy desarrollados el REG y el complejo de Golgi (la cadena de síntesis y procesamiento de proteínas para secretar).

Citoesqueleto

Red de filamentos proteicos en el citoplasma. Mantiene la forma celular, permite el movimiento, la división y el transporte intracelular.

TipoProteínaDiámetroFunciones
MicrofilamentosActina~7 nm (más finos)Contracción muscular, citoquinesis (división del citoplasma), motilidad celular, microvellosidades
Filamentos intermediosQueratina, vimentina, lamininas, desmina~10 nmResistencia mecánica, anclaje del núcleo, integridad celular
MicrotúbulosTubulina~25 nm (más gruesos)Transporte intracelular de vesículas (motores: kinesina, dineína), huso mitótico, cilios y flagelos, posición de organelas
Asociaciones clave
Microtúbulos = transporte de vesículas + huso mitótico + cilios/flagelos. Si se rompen → se afecta la división celular y el transporte intracelular.
Microfilamentos (actina) = contracción muscular + citoquinesis + cambios de forma celular.
Filamentos intermedios = resistencia mecánica (lo más estable estructuralmente).

Comunicación celular avanzada

El proceso típico:

  1. Síntesis y secreción del ligando por la célula emisora.
  2. Reconocimiento: el ligando se une a un receptor específico en la célula diana.
  3. Transducción: la señal se transmite hacia el interior (segundos mensajeros: AMPc, Ca2+).
  4. Respuesta: cambio en la actividad celular (transcripción, metabolismo, secreción).

Tipos de receptores

  • De membrana (para ligandos hidrofílicos): receptores acoplados a proteína G, tirosina kinasa, ionotrópicos.
  • Citosólicos / nucleares (para ligandos hidrofóbicos): el complejo ligando-receptor regula la transcripción.

Diferenciaciones de membrana (uniones celulares)

  • Uniones estrechas (tight junctions): sellan el espacio intercelular, impiden el paso libre.
  • Uniones adherentes / desmosomas: anclaje mecánico entre células.
  • Uniones comunicantes (gap junctions): conexones que permiten paso de iones y moléculas pequeñas entre células vecinas (comunicación directa).
  • Plasmodesmos (en plantas): canales de citoplasma a través de pared celular que conectan células.

Matriz extracelular (ECM)

Red de macromoléculas que rodea a las células animales (especialmente en tejidos conectivos):

  • Colágeno: proteína estructural más abundante. Resistencia.
  • Elastina: elasticidad.
  • Fibronectina y laminina: proteínas de adhesión.
  • Glicosaminoglicanos (GAGs) y proteoglicanos: retienen agua, dan turgor.
  • Integrinas: proteínas de membrana celular que anclan la célula a la matriz.
Errores típicos
• Decir que el Golgi sintetiza proteínas. NO las sintetiza, las modifica. Las sintetiza el REG.
• Confundir microfilamentos con microtúbulos. Microfilamentos = actina (contracción). Microtúbulos = tubulina (transporte vesicular, división).
• Olvidar que sin citoesqueleto se afecta la división celular (no se forma huso mitótico).
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7 Metabolismo, ATP y enzimas

Bioenergética básica

Las reacciones químicas implican cambios de energía:

ReacciónCaracterísticaEjemplo biológico
ExergónicaLibera energía (ΔG < 0). Espontánea.Catabolismo: glucosa → CO2 + H2O
EndergónicaRequiere energía (ΔG > 0). NO espontánea.Anabolismo: aminoácidos → proteína

Catabolismo y anabolismo

  • Catabolismo: rompe moléculas grandes en pequeñas. Libera energía. Ejemplos: glucólisis, respiración celular, β-oxidación.
  • Anabolismo: sintetiza moléculas grandes a partir de pequeñas. Requiere energía. Ejemplos: fotosíntesis, síntesis de proteínas, formación de glucógeno.
Cómo identificar catabolismo / anabolismo
Si se rompen enlaces y se obtienen moléculas más pequeñascatabólica. Ejemplo: glucosa + O2 → CO2 + H2O.
Si se forman moléculas más grandes a partir de pequeñas (síntesis) → anabólica. Ejemplos: aa + aa + aa → tripéptido; glicerol + 3 ácidos grasos → triglicérido; glucosa + glucosa → maltosa.

Reacciones óxido-reducción (redox)

  • Oxidación: pérdida de electrones (o de H, o ganancia de O).
  • Reducción: ganancia de electrones (o de H, o pérdida de O).
  • Siempre van juntas: si una molécula se oxida, otra se reduce.
  • Transportadores universales de electrones: NAD+/NADH y FAD/FADH2.

El ATP: moneda energética

Adenosina trifosfato. Es un nucleótido con 3 grupos fosfato unidos por enlaces de alta energía (especialmente el último, fosfoanhídrido). Cuando se hidroliza:

ATP + H2O → ADP + Pi + energía (~7.3 kcal/mol)
  • Se forma en: glucólisis, ciclo de Krebs, cadena transportadora de electrones (respiración) y fotofosforilación (fotosíntesis).
  • Se consume en: contracción muscular, transporte activo, biosíntesis, transmisión nerviosa.
  • Es la molécula integradora que acopla reacciones exergónicas (que la producen) con endergónicas (que la consumen).

Enzimas: catalizadores biológicos

  • Son proteínas (algunas, ribozimas, son ARN).
  • Aceleran reacciones bajando la energía de activación.
  • NO se consumen en la reacción: salen intactas.
  • Tienen un sitio activo donde se une el sustrato (modelo "ajuste inducido").
  • Son específicas (cada enzima cataliza una reacción o un grupo de reacciones similares).
  • La especificidad la determina el sitio activo (no el alostérico).

Cinética enzimática

  • A baja [sustrato], la velocidad aumenta linealmente.
  • A medida que aumenta [sustrato], la velocidad se acerca a una velocidad máxima (Vmax).
  • Vmax se alcanza cuando todas las enzimas están saturadas (todos los sitios activos ocupados).
  • Aumentar más [sustrato] no aumenta la velocidad: la enzima está saturada.
  • Para aumentar Vmax habría que aumentar la cantidad de enzima.

Factores que afectan la actividad enzimática

  • Temperatura óptima: generalmente 37 °C en humanos. Por encima → desnaturalización; por debajo → poca actividad.
  • pH óptimo: varía por enzima. Pepsina ~2 (gástrica), tripsina ~8 (intestinal).
  • Cofactores y coenzimas: moléculas no proteicas que la enzima requiere. Cofactores = iones (Mg2+, Zn2+); coenzimas = orgánicas (NAD+, FAD, vitaminas).

Inhibidores enzimáticos

TipoCómo actúaCaracterística
CompetitivoSe une al sitio activo, compitiendo con el sustratoSu efecto se revierte aumentando [sustrato]
No competitivo / alostéricoSe une a un sitio distinto (alostérico), cambia la conformación de la enzimaNO se revierte aumentando [sustrato]
IrreversibleModifica químicamente la enzima de forma permanenteLa enzima queda inactivada

Regulación enzimática

  • Alostérica: moléculas reguladoras (activadores/inhibidores) se unen a un sitio distinto del activo.
  • Modificación covalente: fosforilación / desfosforilación (regula activación).
  • Retroinhibición (feedback): el producto final inhibe la primera enzima de la vía. Evita producir más cuando hay suficiente.
  • Síntesis y degradación: regular cuántas enzimas hay.
Pregunta de parcial
"Si se altera la estructura terciaria de una enzima, puede perder su actividad" → Verdadero. La estructura 3D define el sitio activo. Si se desnaturaliza, el sitio activo cambia y la enzima ya no une el sustrato.

Autótrofos y heterótrofos

TipoFuente de CFuente de EEjemplos
AutótrofosCO2Luz (fotoautótrofos) o química (quimioautótrofos)Plantas, algas, cianobacterias; bacterias del suelo
HeterótrofosCompuestos orgánicosCompuestos orgánicosAnimales, hongos, mayoría de bacterias
Errores típicos
• Decir que las enzimas se consumen. NO se consumen, salen intactas tras catalizar.
• Confundir Vmax con la velocidad de la reacción siempre. Vmax es la asintota a alta [sustrato]; con poca enzima, Vmax es baja.
• Decir que las enzimas son catabólicas o anabólicas. Hay enzimas para ambos; participan tanto en catabolismo como en anabolismo.
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8 Fotosíntesis y respiración celular

Fotosíntesis: visión general

Proceso anabólico en el que organismos autótrofos fijan CO2 usando energía de la luz para sintetizar glucosa.

6 CO2 + 6 H2O + energía lumínica → C6H12O6 + 6 O2

Ocurre en los cloroplastos de plantas y algas, y en la membrana de las cianobacterias.

Estructura del cloroplasto

  • Doble membrana (externa e interna).
  • Estroma: matriz interna con enzimas del ciclo de Calvin, ADN circular propio, ribosomas tipo procariota.
  • Tilacoides: sacos membranosos apilados (grana). Contienen clorofila y los fotosistemas.

Fase fotoquímica / clara (en tilacoides)

  1. Captación de luz por la clorofila en los fotosistemas II y I.
  2. Fotólisis del agua: H2O → 2 H+ + 2 e– + ½ O2. Libera el O2 que respiramos.
  3. Los electrones pasan por una cadena transportadora en la membrana tilacoidal, generando un gradiente de protones.
  4. El gradiente impulsa la ATP sintasa: produce ATP (fotofosforilación).
  5. Se forma NADPH al final de la cadena.

Fase bioquímica / oscura — Ciclo de Calvin (en estroma)

  1. Fijación del CO2: la enzima RuBisCO une CO2 a un compuesto de 5C (RuBP).
  2. Se forman compuestos de 3C que se reducen a gliceraldehído-3-fosfato usando ATP y NADPH (de la fase clara).
  3. De cada 6 CO2 fijados se obtiene 1 glucosa (esquemáticamente).
  4. Se regenera RuBP para mantener el ciclo.
Conexión clave entre fases
La fase clara produce ATP y NADPH; la fase oscura los consume para fijar CO2. La fase oscura NO requiere oscuridad — solo no requiere luz directa. En realidad ocurre cuando la luz hay; el nombre es histórico.

Importancia de la fotosíntesis

  • Produce el O2 de la atmósfera.
  • Es la base de las cadenas tróficas: produce la materia orgánica que consumen los heterótrofos.
  • Captura CO2 atmosférico → mitiga el efecto invernadero.

Respiración celular: visión general

Proceso catabólico en el que se oxida la glucosa con O2 para obtener energía (ATP).

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ~30–32 ATP

Etapas de la respiración celular aeróbica

1. Glucólisis (en CITOSOL)

  • Ocurre en todas las células (procariotas y eucariotas).
  • NO requiere O2 (es anaerobia en sentido estricto).
  • Glucosa (6C) → 2 ácido pirúvico (3C cada uno).
  • Balance neto: +2 ATP, +2 NADH.

2. Oxidación del piruvato (matriz mitocondrial)

  • Cada pirúvico (3C) pierde un CO2 y se convierte en acetil-CoA (2C).
  • Genera 1 NADH por pirúvico (2 NADH por glucosa).

3. Ciclo de Krebs / del ácido cítrico (matriz mitocondrial)

  • El acetil-CoA entra al ciclo, se oxida completamente.
  • Por cada acetil-CoA: +1 ATP, +3 NADH, +1 FADH2, +2 CO2.
  • Por glucosa entera (2 acetil-CoA): +2 ATP, +6 NADH, +2 FADH2, +4 CO2.

4. Cadena transportadora de electrones (membrana interna mitocondrial)

  • NADH y FADH2 ceden sus electrones.
  • Los electrones pasan por complejos proteicos, generan un gradiente de protones.
  • El gradiente impulsa la ATP sintasa → fosforilación oxidativa: ~26–28 ATP.
  • El O2 es el aceptor final de electrones → se forma H2O.
  • Sin O2, la cadena se detiene.
Tabla resumen ATP
Glucólisis: +2 ATP (sustrato) + 2 NADH
Oxidación pirúvico: 2 NADH
Ciclo Krebs: +2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2
Cadena transportadora: ~26–28 ATP (oxida los NADH y FADH2)
Total: ~30–32 ATP por glucosa

Estructura de la mitocondria

  • Doble membrana. La interna está plegada en crestas.
  • Espacio intermembrana: donde se acumulan los protones (H+) bombeados.
  • Matriz mitocondrial: oxidación del piruvato y ciclo de Krebs. Tiene ADN propio circular y ribosomas tipo procariota.
  • Membrana interna: cadena transportadora y ATP sintasa.

Fermentación (respiración anaeróbica)

Si NO hay O2, la cadena transportadora se detiene. Las células recurren a la fermentación para regenerar NAD+ y poder seguir haciendo glucólisis. Solo se obtienen los 2 ATP de la glucólisis.

TipoProducto finalDónde ocurre
LácticaPirúvico → ácido lácticoMúsculo en ejercicio intenso (humano), bacterias del yogur
AlcohólicaPirúvico → etanol + CO2Levaduras (cerveza, pan, vino)

Integración fotosíntesis ↔ respiración

FotosíntesisRespiración celular
TipoAnabólica (síntesis)Catabólica (degrada)
EnergíaCaptura energía solarLibera energía química
CO2Lo consume (lo fija)Lo libera
O2Lo liberaLo consume
GlucosaLa sintetizaLa degrada
LocalizaciónCloroplastosCitosol + mitocondrias
Quién las haceSolo autótrofos (plantas, algas, cianobacterias)TODOS los seres vivos (autótrofos también respiran)
Truco: las plantas también respiran
Las plantas hacen fotosíntesis (en cloroplastos, durante el día) Y respiración celular (en mitocondrias, todo el tiempo). Por eso una planta sin luz prolongada se marchita: no puede generar suficiente glucosa para respirar.

Pregunta integradora frecuente

Si en una respiración celular se marcaran radiactivamente los carbonos del ácido pirúvico, esos carbonos aparecerán en el CO2 liberado en la oxidación del piruvato y en el ciclo de Krebs (ahí se descarboxila completamente).

Errores típicos
• Decir que el ciclo de Calvin produce ATP. NO: lo consume. La fase clara produce ATP/NADPH y la fase oscura los gasta para fijar CO2.
• Decir que la glucólisis ocurre en mitocondria. NO: ocurre en el citosol. El piruvato luego entra a la mitocondria.
• Pensar que solo las plantas respiran. Todos los seres vivos hacen respiración celular (incluso las plantas).
• Confundir fermentación con respiración celular. La fermentación ocurre sin O2, da solo 2 ATP. La respiración aeróbica da ~30–32 ATP.
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Fisiología Digestiva

UBA Medicina · Fisiología y Biofísica · Cátedra 1 · 8 unidades
1 Organización general del tubo digestivo y SNE

Capas del tubo digestivo

De la luz hacia fuera, el tubo digestivo tiene cuatro capas constantes desde el esófago hasta el ano:

CapaContenidoFunción
MucosaEpitelio + lámina propia + muscularis mucosaeAbsorción, secreción, barrera
SubmucosaTejido conectivo, vasos, plexo submucoso (Meissner)Regula secreción y flujo local
Muscular externaCapa circular interna + longitudinal externa, plexo mientérico (Auerbach) entre ambasMotilidad
SerosaTejido conectivo + mesotelioEnvoltura, deslizamiento

Sistema Nervioso Entérico (SNE)

El SNE es el "segundo cerebro": ~100 millones de neuronas intrínsecas, capaz de coordinar reflejos locales independientes del SNC. Dos plexos:

  • Mientérico (Auerbach): entre la capa circular y longitudinal. Controla principalmente la motilidad.
  • Submucoso (Meissner): en la submucosa. Controla la secreción de la mucosa y el flujo sanguíneo local.
Células intersticiales de Cajal (ICC)
Son el marcapasos del músculo liso digestivo. Generan las ondas lentas (despolarizaciones rítmicas oscilatorias) que por sí solas no producen contracción: sólo la producen si, sobre esa onda, se disparan potenciales en espiga (cuando el Vm supera el umbral). Frecuencia típica: 3/min en estómago, 12/min en duodeno, 8/min en íleon.

Inervación extrínseca (autónoma)

ParasimpáticoSimpático
VíasVago (esófago hasta mitad de colon) y pélvicos (resto)Ganglios celíaco, mesentéricos
NTAch sobre muscular (M3), GRP sobre células G, VIP, NONA sobre SNE
EfectoEstimula motilidad y secreciónInhibe motilidad y secreción; contrae esfínteres

Reflejos cortos y largos

  • Cortos: arco reflejo dentro del SNE (receptor → plexo → efector), sin pasar por el SNC. Rápidos, locales.
  • Largos: arco que pasa por SNC (aferencia vagal o espinal → centros bulbares o medulares → eferencia). Integran respuesta con resto del organismo (ej: fase cefálica).

Hormonas digestivas principales

Producidas por células enteroendocrinas diseminadas en la mucosa. Principales:

  • Gastrina (células G de antro): estimula HCl.
  • CCK (células I de duodeno/yeyuno): contrae vesícula, secreción enzimática pancreática.
  • Secretina (células S de duodeno): HCO3 pancreático y biliar.
  • GIP (células K de duodeno/yeyuno): incretina; potencia insulina postprandial.
  • Motilina (células M): CMM en ayuno.
  • Ghrelina (fundus gástrico): orexígena.
  • GLP-1 (células L de íleon/colon): incretina, retrasa vaciamiento gástrico.
Errores típicos
• Confundir Meissner con Auerbach. Meissner = Submucoso = Secreción. Auerbach = Mientérico = Motilidad.
• Creer que las ondas lentas generan contracción por sí solas. Necesitan los potenciales en espiga (cuando se supera umbral).
• Pensar que el SNE depende del SNC. Es autónomo; el SNA modula pero no es indispensable.
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2 Motilidad gastrointestinal

Deglución

Tiene tres fases: oral (voluntaria), faríngea (refleja) y esofágica (refleja). El reflejo de la deglución se dispara cuando el bolo toca los receptores sensoriales de la pared posterior de la faringe. La aferencia viaja por el IX (glosofaríngeo) y X (vago) al centro bulbar, que coordina la secuencia motora (cierre de velo, epiglotis, apertura del EES, peristalsis esofágica).

Esfínter esofágico inferior (EES)

Zona de alta presión (~20 mmHg) entre esófago y estómago. Evita el reflujo. Se relaja ante la onda peristáltica esofágica por acción del VIP y el NO liberados por el SNE.

Motilidad gástrica

  • Relajación receptiva (vagal): el fundus se dilata al llegar el bolo — acomoda grandes volúmenes sin aumentar la presión.
  • Mezcla y trituración (cuerpo y antro): ondas peristálticas de 3/min que trituran contra el píloro cerrado (retropulsión).
  • Vaciamiento gástrico: sólo pasa al duodeno lo triturado a partículas < 2 mm.
Orden de vaciamiento
El estómago vacía en orden decreciente de velocidad: electrolitos y H2O > hidratos de carbono > proteínas > grasas. Por eso las comidas muy grasas generan saciedad y sensación de plenitud: retrasan el vaciamiento.

Regulación del vaciamiento

El duodeno frena el estómago cuando llega un quimo "difícil":

  • Lípidos en duodeno → CCK (enlentece vaciamiento, contrae píloro).
  • pH ácido en duodeno → secretina (enlentece vaciamiento).
  • Distensión duodenal → reflejo enterogástrico (inhibe motilidad gástrica).
  • Hipertonicidad en duodeno → enlentece vaciamiento para evitar dumping.

Complejo Motor Migratorio (CMM)

Es el patrón motor del ayuno: ondas que viajan desde el estómago hasta el íleon cada 90–120 minutos. "Barre" restos, bacterias y secreciones. Controlado por el SNE y la motilina (pico cada 90 min). Se interrumpe con la ingesta: cuando uno come, aparece el patrón postprandial (segmentación + peristaltismo).

Motilidad del intestino delgado

  • Segmentación (predomina): contracciones anulares estacionarias que mezclan el quimo con las secreciones.
  • Peristaltismo: ondas cortas que propulsan distalmente (más lento que en esófago).

Motilidad del colon

  • Haustraciones: contracciones saculares lentas que mezclan.
  • Movimientos en masa: ondas peristálticas potentes 1–3 veces al día, desplazan contenido hacia el recto.
  • Reflejo gastrocólico: al distenderse el estómago con comida, aumenta la motilidad colónica (por eso muchos tienen ganas de defecar después del desayuno).

Defecación

El recto, al distenderse, activa el reflejo rectoesfinteriano: relajación del esfínter anal interno (músculo liso, involuntario) por vía parasimpática. El esfínter externo (músculo estriado, voluntario, N. pudendo) permite o aborta la defecación. La lesión de raíces sacras (S2–S4) abole el reflejo y la respuesta del esfínter externo.

Errores típicos
• Pensar que las grasas aceleran el vaciamiento gástrico. Lo enlentecen (vía CCK y reflejos duodenales).
• Confundir CMM (ayuno) con motilidad postprandial (segmentación). La motilina dispara el CMM; al comer, se suprime.
• Creer que la deglución se inicia con el alimento en la boca. El reflejo dispara cuando toca la pared posterior de la faringe.
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3 Secreción salival

Glándulas salivales

GlándulaTipoCaracterística
ParótidaSerosaRica en amilasa salival (ptialina), acuosa
SubmaxilarMixta (predominio seroso)~70% del volumen total
SublingualMixta (predominio mucoso)Rica en mucina

Composición

  • Amilasa salival (ptialina): inicia digestión de almidón (pH óptimo ~7, se inactiva en el pH gástrico).
  • Lipasa lingual: aporte menor en adultos, relevante en el lactante.
  • Mucina: lubricación y protección.
  • HCO3: neutraliza ácidos, protege el esmalte.
  • IgA secretora, lisozima, lactoferrina: defensa antimicrobiana.
  • EGF (factor de crecimiento epidérmico): favorece reparación de la mucosa.

Formación en dos pasos

  1. Acino: produce una secreción primaria isotónica respecto al plasma (Na+, K+, Cl–, HCO3 similares al plasma).
  2. Ductos: reabsorben Na+ y Cl– y secretan K+ y HCO3. El epitelio ductal es impermeable al agua: por eso el producto final es hipotónico respecto al plasma.
La saliva es siempre hipotónica
Incluso a flujos altos (estimulada). La razón: los ductos quitan solutos (Na+, Cl–) sin dejar salir agua. A mayor flujo hay menos tiempo para la modificación ductal, por lo que la saliva se parece más a la del acino, pero nunca llega a ser isotónica.

Regulación: es 100% nerviosa

La saliva es la única secreción digestiva regulada exclusivamente por el SNA; no hay control hormonal.

  • Parasimpático (vía VII y IX): principal. Produce saliva abundante y acuosa. Receptor M3 → Ca2+ intracelular → secreción acinar.
  • Simpático (ganglio cervical superior): produce saliva escasa y viscosa, rica en proteínas (por estímulo β).
Caso clínico
Un sujeto que va a almorzar tiene reflejo salival anticipatorio (fase cefálica vagal): saliva abundante e hipotónica. La idea opuesta (escasa, hipertónica) es incorrecta porque: (1) nunca es hipertónica, (2) ante estímulo parasimpático es abundante, no escasa.

Funciones

  • Digestión (amilasa).
  • Lubricación y formación del bolo.
  • Defensa (IgA, lisozima, lactoferrina).
  • Protección dental (buffer por HCO3).
  • Gusto (solvente para los sápidos).
Error típico
Pensar que la saliva es hipertónica a flujos altos. Es siempre hipotónica. Lo que varía es cuánto: a flujo basal es muy hipotónica; a flujo alto es menos hipotónica, pero nunca llega a isotónica ni hipertónica.
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4 Secreción gástrica

Las células de la mucosa gástrica

CélulaUbicaciónProduce
Parietal (oxíntica)Cuerpo/fundusHCl y factor intrínseco (FI)
Principal (zimógena)Cuerpo/fundusPepsinógeno, lipasa gástrica
Mucosa (cuello)Todo el estómagoMucus + HCO3 (barrera)
GAntroGastrina
ECL (enterocromafín-like)CuerpoHistamina (efecto paracrino local)
DAntro/cuerpoSomatostatina (frena)

Secreción de HCl (célula parietal)

La bomba H+/K+ ATPasa intercambia un H+ luminal por un K+, consumiendo ATP. El H+ viene de la disociación del H2CO3 intracelular (anhidrasa carbónica). El HCO3 sale por la basolateral intercambiándose por Cl– (antiporter): de ahí la "marea alcalina" postprandial sanguínea.

Tres receptores estimulan la parietal
M3 (Ach del vago), H2 (histamina de ECL) y CCK-B/gastrina (gastrina). Actúan sinérgicamente. La histamina es la vía final común amplificadora: por eso los bloqueantes H2 (ranitidina, famotidina) reducen mucho la secreción. Los inhibidores de la bomba de protones (omeprazol) bloquean el paso final y son más potentes.

La gastrina

  • Producida por células G del antro.
  • Estímulos: aminoácidos y péptidos en la luz, distensión, GRP (péptido liberador de gastrina, del vago — por eso la vagotomía reduce gastrina).
  • Inhibición: pH gástrico < 3 (feedback negativo vía somatostatina).
  • Efectos: estimula HCl (directo y vía histamina ECL), factor trófico de la mucosa gástrica.

Fases de la secreción gástrica

FaseEstímuloVía% del total
CefálicaVer, oler, masticar, pensar en comidaVago (Ach, GRP)~30%
GástricaDistensión gástrica, aminoácidos/péptidosReflejos vago-vagales + gastrina~60%
IntestinalQuimo en duodenoIniciada por gastrina intestinal; pronto domina la inhibición (secretina, GIP, CCK, reflejos enterogástricos)~10% neto

Factor intrínseco (FI)

Glicoproteína secretada por la célula parietal. Se une a la vitamina B12 dietaria y forma el complejo que se absorbe en el íleon terminal por endocitosis. Sin FI → déficit de B12 → anemia megaloblástica/perniciosa.

Barrera mucosa gástrica

Protege al epitelio de sus propias secreciones. Compuesta por:

  • Capa de moco (mucina) atrapando HCO3: pH ~7 en la superficie celular vs pH < 2 en la luz.
  • Uniones estrechas entre células.
  • Renovación epitelial rápida (~3–5 días).
  • Prostaglandinas (PGE2): promueven mucus, HCO3 y flujo sanguíneo.
Por qué la aspirina puede causar úlcera
La aspirina inhibe la COX y bloquea la síntesis de prostaglandinas protectoras (PGE2). Menos moco y HCO3 → barrera más débil → lesión.
Errores típicos
• Olvidar que la histamina actúa por vía paracrina (ECL → parietal vecina) y no pasa a la sangre significativamente.
• Confundir CCK-A (células acinares pancreáticas, vesícula) con CCK-B (parietales, cerebro): ambos ligan CCK y gastrina, pero CCK-B es la de la parietal.
• Creer que la pepsina "digiere a pH neutro". Pepsinógeno se activa a pH < 5; pepsina actúa a pH 1–3.
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5 Secreción pancreática exocrina

Dos componentes

ComponenteOrigenContenidoEstímulo principal
EnzimáticoCélulas acinaresTripsinógeno, quimotripsinógeno, pro-elastasa, pro-carboxipeptidasas, amilasa, lipasa, fosfolipasa A2, colipasaCCK y vago
Acuoso/iónicoCélulas ductalesH2O + HCO3 (hasta 140 mM); Cl– y Na+Secretina

Los zimógenos y su activación

Las proteasas se secretan como zimógenos inactivos para evitar la autodigestión del páncreas. Cascada de activación en el duodeno:

  1. La enterocinasa (enteropeptidasa) del borde en cepillo duodenal convierte tripsinógeno → tripsina.
  2. La tripsina activa en cascada a: quimotripsinógeno → quimotripsina; pro-elastasa → elastasa; procarboxipeptidasas → carboxipeptidasas; y más tripsinógeno (autoactivación).
Mecanismos de protección antiautoactivación
• Secretados como zimógenos.
• La activación requiere enterocinasa (sólo en duodeno).
• Los acinos contienen inhibidor pancreático de tripsina (SPINK1) para neutralizar cualquier tripsina que se active prematuramente.
Si estos mecanismos fallan → pancreatitis aguda (autodigestión).

Secreción de bicarbonato

Los ductos pancreáticos producen un líquido rico en HCO3 (hasta 140 mM a flujos altos) que alcaliniza el quimo duodenal (de pH ~2 a pH ~7). Esto:

  • Permite el funcionamiento de las enzimas pancreáticas (pH óptimo ~7–8).
  • Inactiva la pepsina.
  • Protege la mucosa duodenal del HCl.

Regulación: fases

FaseEstímulo% del total
CefálicaVago → enzimas (CCK-indep)~25%
GástricaDistensión → vago; gastrina~10%
IntestinalCCK (lípidos, proteínas) + secretina (pH < 4.5 en duodeno)~65%, fase principal
Relación entre secretina y CCK
La secretina se libera ante el pH ácido en duodeno → estimula ductos → HCO3 que retroalimenta negativamente su propio estímulo (al neutralizar el ácido, cae la secretina). CCK y secretina se potencian: juntas producen una secreción mucho mayor que cada una por separado.

El CMM interdigestivo y el páncreas

En ayuno, durante la fase III del CMM, hay un pico de secreción pancreática que "barre" el tubo. En reposo, la secreción pancreática es baja.

Errores típicos
• Pensar que la secretina estimula enzimas. No: CCK → enzimas; secretina → HCO3.
• Creer que la Ach inhibe la secreción pancreática. La estimula (vago, M3).
• Confundir el origen: las enzimas vienen de los ácinos, el HCO3 viene de los ductos.
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6 Hígado y secreción biliar

Composición de la bilis

  • Ácidos biliares (50%): cólico, quenodesoxicólico (primarios). En el intestino las bacterias los desconjugan y 7α-dehidroxilan a secundarios: desoxicólico, litocólico.
  • Fosfolípidos (fosfatidilcolina), colesterol.
  • Bilirrubina conjugada.
  • HCO3, electrolitos, agua (ductal, por estímulo de secretina).
  • IgA, productos de detoxificación.

Secreción: canalicular vs ductal

ComponenteOrigenRegulación
CanalicularHepatocitos → canalículosConstante, depende de la sal biliar (coleresis dependiente de ácidos biliares)
DuctalColangiocitosRica en HCO3, estimulada por secretina

Función principal: emulsión de grasas

La bilis no contiene enzimas digestivas. Su rol es emulsionar las grasas de la dieta: los ácidos biliares, anfipáticos, rodean los glóbulos de grasa y forman micelas, aumentando enormemente la superficie disponible para la lipasa pancreática. Sin bilis, la digestión de grasas cae drásticamente → esteatorrea.

Vesícula biliar
Entre comidas, la bilis se almacena y se concentra 5–10× en la vesícula (reabsorción activa de Na+ con seguimiento de agua). Durante la comida, la CCK (liberada por lípidos y proteínas en duodeno) contrae la vesícula y relaja el esfínter de Oddi → la bilis cae al duodeno.

Circulación enterohepática

Los ácidos biliares se reabsorben en el íleon terminal (transporte activo Na+-dependiente, ASBT) y vuelven al hígado por la vena porta. Cada molécula recircula 6–10 veces/día. Sólo se pierde ~5% por heces, que el hígado repone sintetizando a partir de colesterol. Una resección ileal o síndrome de malabsorción de ácidos biliares interrumpe este ciclo y reduce el pool biliar.

Funciones hepáticas no biliares

  • Metabolismo de nutrientes:
    • Postingesta: glucólisis, glucogenogénesis, lipogénesis, síntesis de proteínas.
    • Ayuno: glucogenólisis, gluconeogénesis, cetogénesis, β-oxidación.
  • Captación portal de glucosa: por GLUT2 (independiente de insulina, de alta Km — capta cuando hay mucha glucosa).
  • Síntesis de proteínas plasmáticas: albúmina (principal determinante de la P oncótica), todos los factores de coagulación excepto el VIII, transferrina, ceruloplasmina, α1-antitripsina.
  • Hepcidina: sintetizada en el hígado. Disminuye la absorción intestinal de hierro y su liberación desde los macrófagos (bloquea ferroportina).
  • Detoxificación: conjugación de bilirrubina, metabolismo de fármacos (CYP450), conversión de amonio en urea.
Hipoalbuminemia por fallo hepático
Si el hígado falla, cae la síntesis de albúmina. Baja la presión oncótica plasmática → edema y ascitis. La osmolaridad plasmática, en cambio, no cambia significativamente (la fracción proteica aporta poco a la osmolaridad total, que la determinan electrolitos y urea).

Metabolismo de la bilirrubina

  1. Hemo → bilirrubina no conjugada (insoluble, viaja unida a albúmina).
  2. Hígado: UGT1A1 la conjuga con ácido glucurónicobilirrubina conjugada (hidrosoluble).
  3. Excreción biliar → intestino → bacterias → urobilinógeno → estercobilina (heces) / urobilina (orina, por reabsorción parcial).
Errores típicos
• Pensar que la bilis "digiere" grasas. No: las emulsiona para que la lipasa pancreática las digiera.
• Olvidar que el hígado sintetiza todos los factores de coagulación excepto el VIII (endotelial). Por eso el daño hepático prolonga el RIN.
• Confundir osmolaridad con oncótica: la falla hepática baja la oncótica, no la osmolaridad.
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7 Digestión y absorción

Hidratos de carbono

Digestión en dos etapas:

  • Luminal: amilasa salival y pancreática rompen el almidón en dextrinas y disacáridos.
  • Membrana (borde en cepillo): disacaridasas — lactasa (→ glucosa + galactosa), sacarasa (→ glucosa + fructosa), maltasa, isomaltasa.

Absorción:

  • Glucosa y galactosa: por SGLT1 apical — cotransporte con Na+ (2 Na+ : 1 glucosa). Es un transporte activo secundario que depende del gradiente creado por la Na+/K+-ATPasa basolateral.
  • Fructosa: por GLUT5 apical — difusión facilitada.
  • Salida basolateral: todos por GLUT2.
Por qué las bebidas deportivas tienen glucosa + sal
La glucosa se absorbe con Na+ (SGLT1). El Na+ arrastra agua. Por eso las soluciones orales de rehidratación y las bebidas deportivas contienen glucosa y sal: la glucosa acelera la absorción de agua por el acople al Na+. Sin glucosa (o sin sal), el acople se pierde y la rehidratación es más lenta.

Proteínas

Digestión:

  • Estómago: pepsina (pH 1–3) → péptidos.
  • Duodeno/yeyuno: tripsina, quimotripsina, elastasa, carboxipeptidasas A y B → di/tripéptidos y aminoácidos.
  • Borde en cepillo: aminopeptidasas, dipeptidasas → aa libres.

Absorción:

  • Aa libres: múltiples transportadores Na+-acoplados (por tipo: neutros, ácidos, básicos).
  • Di/tripéptidos: por PepT1 (acoplado a H+). En el citosol los rompe la aminopeptidasa citosólica a aa libres.
  • Salida basolateral: difusión facilitada.

Grasas

La cadena completa:

  1. Emulsión por ácidos biliares → glóbulos pequeños (↑ superficie).
  2. Lipasa pancreática (+colipasa) hidroliza TG → 2-MAG + AG libres.
  3. Formación de micelas mixtas (AG + MAG + ácidos biliares + colesterol + fosfolípidos). Las micelas se acercan al borde en cepillo.
  4. Difusión pasiva de AG y MAG al enterocito (las micelas no entran enteras).
  5. En el enterocito: reesterificación a TG en el REL; ensamblado con apo-B48, colesterol y fosfolípidos → quilomicrones.
  6. Los quilomicrones salen por el polo basolateral vía exocitosis al vaso linfático (quilífero), no directo a la sangre portal.
Por qué la malabsorción de grasas ocurre "por todos lados"
Problemas en cualquier eslabón dan esteatorrea: falta de bilis (hepatopatía, colestasis), falta de lipasa (insuficiencia pancreática), falta de superficie mucosa (celiaquía), falta de quilomicrones (abetalipoproteinemia), falta de vaso linfático (linfangiectasia).

Vitaminas y minerales

NutrienteSitio de absorciónMecanismo
Ca2+Duodeno (principal, activo por vit D) y resto del tubo (paracelular)TRPV6 apical, calbindina, PMCA basolateral; vit D3 (calcitriol) ↑ absorción
Fe2+/3+DuodenoDMT1 apical; ferroportina basolateral. Hepcidina (hepática) bloquea ferroportina → menos absorción
Vit B12Íleon terminalCon factor intrínseco (gástrico) → endocitosis por cubilina
Ác. biliaresÍleon terminalASBT (Na+-dep) — circulación enterohepática
Vit liposolubles (ADEK)Intestino delgadoCon micelas biliares — dependen de grasa y bilis
Folato, vit CYeyunoTransportadores específicos
H2O y electrolitosTodo el tubo; colon reabsorbe el ~90% de lo que llegaSigue al Na+ (paracelular y transcelular)

Pérdida de células parietales y Ca2+

La acidez gástrica favorece la solubilización del Ca2+ dietario. Sin HCl (gastritis atrófica, PPI crónicos, gastrectomía) la absorción de Ca2+ disminuye → riesgo de osteoporosis. Lo mismo vale para el hierro no hemo (se absorbe mejor en medio ácido como Fe2+).

Errores típicos
• Pensar que los quilomicrones van directo a la sangre. Van a la linfa (vía quilífero → conducto torácico → sangre en vena subclavia).
• Confundir GLUT2 con GLUT4. GLUT2: hígado, páncreas, enterocito basolateral, independiente de insulina, alta Km. GLUT4: músculo y adiposo, dependiente de insulina.
• Creer que la B12 se absorbe en estómago. No: se absorbe en íleon terminal, aunque requiere FI gástrico.
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8 Hormonas digestivas y regulación integrada

Tabla integrada de hormonas digestivas

HormonaCélula · SitioEstímuloEfecto principal
GastrinaG · antroAminoácidos/péptidos luminal, distensión, GRP vagal↑ HCl parietal (directo + vía histamina ECL); trofismo
CCKI · duodeno/yeyunoAG de cadena larga, proteínasContrae vesícula; relaja Oddi; ↑ enzimas pancreáticas; retrasa vaciamiento gástrico; saciedad
SecretinaS · duodenopH < 4.5 en duodeno↑ HCO3 pancreático y biliar ductal; ↓ HCl; ↓ vaciamiento
GIPK · duodeno/yeyunoGlucosa, AG, aaIncretina: potencia la liberación de insulina por glucosa oral; ↓ HCl
GLP-1L · íleon/colonNutrientes en íleonIncretina; retrasa vaciamiento; saciedad central
MotilinaM · duodeno/yeyunoAyuno (cada 90 min)Dispara el CMM (fase III)
GhrelinaX/A · fundusAyuno, hipoglucemiaOrexígena (↑ apetito); ↑ GH
SomatostatinaD · páncreas, estómago, intestinopH < 3, muchas hormonas GIInhibidor "universal" (↓ gastrina, ↓ HCl, ↓ enzimas, ↓ motilidad)

Integración: qué pasa cuando comemos

  1. Fase cefálica (ver/oler/masticar): vago → saliva abundante, HCl y pepsinógeno, enzimas pancreáticas.
  2. Fase gástrica: bolo al estómago → distensión → reflejos vago-vagales + gastrina → HCl. Mezcla y trituración.
  3. Fase intestinal: quimo ácido y rico en nutrientes al duodeno →
    • pH ácido → secretina → HCO3 pancreático/biliar.
    • Lípidos/proteínas → CCK → enzimas pancreáticas + vesícula biliar.
    • Glucosa/AG → GIP y GLP-1 → potencian insulina (efecto incretina).
    • Quimo en duodeno → reflejo enterogástrico → inhibe motilidad y secreción gástrica.
  4. Absorción en intestino delgado; agua se reabsorbe en íleon y colon.
  5. Fin de la ingesta → cese del estímulo → vuelve el CMM (motilina).

Incretinas: por qué importa

Efecto incretina
Una carga de glucosa oral libera más insulina que la misma carga por vía intravenosa, porque GIP y GLP-1 potencian a la célula β. Este es el efecto incretina. En DBT tipo 2 el efecto está disminuido — los fármacos análogos de GLP-1 (liraglutide, semaglutide) y los inhibidores de DPP-4 (que frena la degradación de GLP-1) son tratamientos clínicos derivados de esta fisiología.

Neurotransmisores del SNE (recordatorio)

  • Excitatorios (contracción/secreción): Acetilcolina, sustancia P.
  • Inhibitorios (relajación, ej. EEI, píloro): VIP, NO, ATP.

Ejemplos de cómo se pregunta en examen

  • ¿Qué receptor hay que bloquear para frenar a las células ECL sobre las parietales? → H2 (histamina).
  • ¿Qué estimula a la gastrina? → aminoácidos/péptidos en luz, distensión, vago (GRP). No lo hace la somatostatina (la inhibe).
  • ¿Cómo hace el duodeno para evitar el aumento del pH por entrada de HCl gástrico? → secreción pancreática y biliar ductal de HCO3 (respuesta a secretina).
  • ¿Quién controla el CMM? → SNE + motilina; se induce en ayuno, no postingesta; actúa también durante el sueño.
  • ¿Qué pasa si falla el hígado? → baja la P oncótica (menos albúmina); la osmolaridad no cambia.
Errores típicos
• Decir que la somatostatina estimula la gastrina. La inhibe (es inhibidor universal).
• Poner CCK como estimulante del HCO3. CCK = enzimas y vesícula; secretina = HCO3.
• Confundir GIP con GLP-1. Ambas son incretinas, pero GIP viene de células K (proximal) y GLP-1 de células L (distal); GLP-1 es la diana terapéutica principal en DBT2.
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Criminología II

UNSO 2026 · Lic. Bárbara Varela · 1er parcial
1 Foucault: verdad y formas jurídicas

El problema central

Michel Foucault, en La verdad y las formas jurídicas (conferencias de Río, 1973), plantea que la verdad no es un dato natural: cada sociedad, en cada época, construye las formas en que se determina quién dice la verdad, cómo y con qué pruebas. Las prácticas judiciales son uno de los lugares privilegiados donde esa verdad se produce.

Tres regímenes de verdad jurídica

  • Prueba-desafío (sociedades arcaicas): no existe juez neutral. Se resuelve por combate, ordalía o juramento. Quien gana la prueba es quien tiene la verdad.
  • Indagación (Edad Media): aparece la figura del rey-soberano que interroga testigos para reconstruir un hecho pasado. Nace la indagación judicial, modelo del saber moderno.
  • Examen (modernidad): ya no se trata solo de averiguar qué pasó, sino de conocer al sujeto. Criminología, psiquiatría y medicina legal se suman al poder penal: el saber apunta a la peligrosidad, no solo al acto.
Tesis fuerte
El saber no es exterior al poder. Las instituciones (tribunal, escuela, hospital, cárcel) producen tanto sujetos como verdades sobre esos sujetos.

De la soberanía a la disciplina

En Vigilar y castigar Foucault describe el cambio del siglo XVIII al XIX: del suplicio público —que mostraba el poder del rey sobre el cuerpo del condenado— a la prisión disciplinaria que corrige el alma. Ya no se castiga menos, se castiga mejor: más oculto, más continuo, más normalizador.

El panóptico

Jeremy Bentham diseñó el panóptico: edificio circular con una torre central desde la cual un vigilante puede ver a todos los presos sin ser visto. Foucault lo toma como metáfora de la modernidad: el poder se vuelve invisible pero omnipresente, y el vigilado termina vigilándose solo.

Dispositivos disciplinarios
Cárcel, escuela, fábrica, hospital, cuartel. Todos comparten: encierro, distribución del espacio, control del tiempo, jerarquía, examen. Producen cuerpos dóciles y útiles.

Biopoder

A la disciplina sobre el cuerpo individual se suma el biopoder: gestión de la población (natalidad, salud, higiene, raza). El Estado moderno no solo castiga, administra la vida.

Errores típicos
• Creer que Foucault dice que "antes había libertad y ahora no". No: dice que cambia la forma de poder, no que aumenta o disminuye.
• Reducir el panóptico a "vigilancia con cámaras". Es una lógica, no un aparato técnico.
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2 Beccaria y la escuela clásica

Contexto

Cesare Beccaria publica De los delitos y de las penas en 1764, en plena Ilustración. Es un texto breve y polémico que ataca al derecho penal del Antiguo Régimen: tortura, penas arbitrarias, desigualdad ante la ley, secreto del proceso, pena de muerte.

Principios centrales

  • Legalidad: solo la ley, sancionada por el soberano, puede definir delitos y penas. Ningún juez puede crear delitos.
  • Igualdad ante la ley: la pena debe ser igual para nobles y plebeyos.
  • Proporcionalidad: la pena debe corresponder al daño social del delito, no a la inmoralidad del acto.
  • Utilidad preventiva: la pena no se impone por venganza, sino para disuadir (prevención general) y corregir (prevención especial).
  • Publicidad del proceso: nada de juicios secretos.
  • Abolición de la tortura: no sirve para averiguar la verdad; el débil confiesa aunque sea inocente, el fuerte resiste aunque sea culpable.
  • Rechazo de la pena de muerte: ni legítima (nadie cedió al Estado el derecho sobre su vida) ni útil (más disuade la certeza que la severidad).
Tesis disuasoria de Beccaria
Lo que previene el delito no es la severidad sino la certeza y la prontitud de la pena. Una pena segura y rápida aunque moderada disuade más que una pena brutal pero improbable.

Supuesto antropológico

Beccaria supone un sujeto libre y racional (homo economicus) que calcula costos y beneficios antes de delinquir. El delito es una decisión, no una enfermedad ni una fatalidad. Por eso la escuela clásica es una criminología del acto: importa lo que se hizo, no quién lo hizo.

Contrato social

Recoge de Rousseau y Hobbes la idea de contrato social: los individuos cedieron al Estado la menor porción de libertad necesaria para garantizar la paz. El Estado no puede exceder ese mandato: toda pena desproporcionada es tiranía.

Aportes a la dogmática penal moderna

Nullum crimen, nulla poena sine lege
(No hay delito ni pena sin ley previa)

De Beccaria derivan principios que hoy son constitucionales: legalidad, reserva, proporcionalidad, irretroactividad de la ley penal más gravosa, presunción de inocencia.

Límites de la escuela clásica
Al centrarse en el acto y suponer sujetos iguales y libres, invisibiliza las diferencias sociales (pobreza, educación, género) y las causas del delito. De ahí la reacción positivista del siglo XIX: "no basta con castigar, hay que entender por qué delinquen".
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3 Objeto de estudio de la Criminología (Vidaurri)

Definiciones

Siguiendo a Manuel Vidaurri Aréchiga, la Criminología es la ciencia empírica e interdisciplinaria que estudia el fenómeno delictivo. No es derecho penal (eso estudia la norma); la criminología estudia la realidad del delito y sus actores.

Los cuatro objetos

ObjetoQué estudia
DelitoEl hecho delictivo como fenómeno social e individual: frecuencia, distribución, modalidades.
DelincuenteEl autor: trayectoria, condiciones biográficas, psicológicas y sociales.
VíctimaIncorporada tardíamente (victimología, años 60): vulnerabilidad, cifra negra, relación con el victimario.
Control socialLas respuestas sociales e institucionales al delito: prevención, policía, justicia, ejecución penal.

Métodos

  • Empíricos: observación, estadística, encuestas de victimización, autoconfesión.
  • Interdisciplinarios: sociología, psicología, antropología, medicina legal, derecho, economía.
Criminología vs. Derecho penal
El derecho penal parte del delito como norma infringida; la criminología parte del delito como hecho social y se pregunta por sus causas, autores y reacción social. Son complementarias pero distintas.

Criminología clínica, sociológica y crítica

  • Clínica: estudia al individuo delincuente (raíz positivista). Diagnóstico, pronóstico, tratamiento.
  • Sociológica: busca causas en la estructura social (anomia, subculturas, control).
  • Crítica: pregunta por el proceso de criminalización (quién define qué es delito y contra quién se aplica).

Cifra negra

La cifra negra (Dunkelfeld) es el conjunto de delitos no denunciados o no registrados. Las estadísticas oficiales solo muestran la cifra clara. La criminología moderna recurre a encuestas de victimización para aproximar la cifra negra.

Ejemplo
En violencia de género o abuso infantil, la cifra negra supera con mucho a la cifra clara: la mayoría de los casos no llegan al sistema penal. Leer solo estadísticas oficiales es sesgar el diagnóstico.
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4 Escuelas positiva, eclécticas y Chicago

Escuela positiva italiana

Reacción al clasicismo en la segunda mitad del siglo XIX. Aplica el método científico (observación, medición) al estudio del delincuente. Tres grandes figuras:

  • Cesare Lombroso (L'uomo delinquente, 1876): teoría del delincuente nato. A partir de autopsias y mediciones craneales postuló que el criminal es un atavismo, un regreso evolutivo. Estigmas físicos: asimetría craneal, mandíbula prominente, orejas en asa, insensibilidad al dolor. Hoy está refutada, pero inaugura el estudio empírico del delincuente.
  • Enrico Ferri: sociólogo del grupo. Propone la ley de saturación criminal (cada sociedad tiene un nivel "normal" de delito) y los sustitutivos penales: mejor prevenir cambiando las condiciones sociales que castigar. Tipología de delincuentes: nato, loco, habitual, ocasional, pasional.
  • Rafael Garófalo: jurista. Acuña el concepto de delito natural (atentado a los sentimientos de piedad y probidad) y la peligrosidad (temibilitá) como medida de la pena.
Ruptura con el clasicismo
La escuela positiva pasa de una criminología del acto a una criminología del autor: lo que importa no es qué hizo, sino quién es. Sustituye la responsabilidad moral por la peligrosidad y el castigo por el tratamiento.

Escuelas eclécticas

A principios del siglo XX, escuelas de compromiso entre clásicos y positivistas:

  • Terza Scuola italiana (Carnevale, Alimena): acepta responsabilidad moral pero reconoce factores sociales.
  • Escuela de la Defensa Social (Gramatica, Ancel): el derecho penal debe proteger a la sociedad pero respetar los derechos del condenado. Influye en la política penitenciaria moderna.

Escuela de Chicago

Primer gran programa sociológico en EE.UU. (años 1920-40). Universidad de Chicago, ciudad industrial de aluvión. Estudian el delito como fenómeno urbano y ecológico.

  • Park y Burgess – Teoría de zonas concéntricas: la ciudad se organiza en anillos (central comercial, zona de transición, obrera, residencial, suburbana). Las zonas de transición (deterioradas, inmigración, alquileres bajos) concentran el delito.
  • Shaw y McKay – Desorganización social: en esas zonas se rompen los controles informales (familia, vecinos, iglesia). Las tasas altas de delito persisten aunque cambie la población, porque el problema es el barrio, no los individuos.
Implicancia
Si el delito depende del entorno, la prevención debe ser comunitaria (programas barriales, integración, mejoramiento urbano), no solo policial o carcelaria.
Error típico
Lombroso sigue siendo "referenciado" pero su tesis biológica fue descartada por la propia ciencia. Si en un parcial te preguntan por la vigencia de Lombroso, la respuesta correcta es: valor histórico (fundó el método empírico) pero no vigencia explicativa.
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5 Teorías psicologicistas y psicopatía

Marco general

Las teorías psicologicistas explican el delito por procesos mentales individuales: personalidad, aprendizaje, conflictos inconscientes, estructura del yo. No niegan lo social, pero el nivel de análisis es intrapsíquico.

Psicoanálisis (Freud y herederos)

  • Aichhorn – Juventud desamparada (1925): el delincuente juvenil sufre una neurosis de carácter por fallas tempranas en la identificación con figuras normativas.
  • Alexander y Staub – El delincuente y sus jueces: el delito como actuación de conflictos inconscientes. Algunos delincuentes buscan ser castigados para aliviar la culpa.
  • Bowlby – Apego: la ruptura del vínculo madre-hijo temprano se asocia con conductas antisociales posteriores.

Teorías del aprendizaje

El delito se aprende como cualquier otra conducta:

  • Condicionamiento clásico y operante (Pavlov, Skinner): el delito se refuerza por sus consecuencias.
  • Aprendizaje social (Bandura): se aprende por observación e imitación de modelos. La delincuencia se transmite si hay modelos delictivos próximos y éxitosos.
  • Eysenck – Personalidad y delito: combina biología y aprendizaje. Personas con alto neuroticismo y alta extraversión condicionan peor las respuestas inhibitorias y tienden más al delito.

Psicopatía

La psicopatía es un trastorno de personalidad caracterizado por falta de empatía, frialdad afectiva, manipulación, impulsividad y ausencia de remordimiento. Robert Hare construyó la PCL-R (Psychopathy Checklist-Revised), instrumento estándar: 20 ítems, dos factores (interpersonal-afectivo y conducta antisocial).

Psicopatía ≠ delincuencia
No todos los psicópatas delinquen ni todos los delincuentes son psicópatas. La psicopatía es un perfil de personalidad; el delito, una conducta. La correlación es significativa solo en una fracción pequeña de delincuentes violentos reincidentes.

Diferencia con el trastorno antisocial (TAP)

TAP (DSM)Psicopatía (PCL-R)
Diagnóstico basado en conductas observables.Incluye dimensión afectiva e interpersonal.
Frecuente en poblaciones carcelarias.Mucho más restringida.
Respuesta parcial al tratamiento.Respuesta muy limitada; hay discusión sobre si es "tratable".
Error típico
Llamar "psicópata" a cualquier delincuente cruel o violento. Es un diagnóstico técnico, no un insulto. Y llamar "loco" al psicópata: no presenta alteración del juicio de realidad.
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6 Criminología en Argentina (Ingenieros)

Contexto

Fines del siglo XIX y principios del XX. Argentina recibe inmigración masiva, se urbaniza aceleradamente, consolida el Estado nacional y la penalidad moderna. La criminología llega en la ola positivista: es ciencia de moda y elemento de legitimación del orden oligárquico.

José Ingenieros (1877-1925)

Figura central: médico, psiquiatra, sociólogo, político socialista. Fundó el Instituto de Criminología (1907) en la Penitenciaría Nacional, primero de su tipo en América Latina. Obras: Criminología (1916), Simulación de la locura, Las multitudes argentinas.

Aportes

  • Clasificación de delincuentes según anomalías: morales (sin sentido ético), intelectuales (dementes, oligofrénicos) y volitivas (impulsivos). Mezcla biología, psicología y sociología.
  • Estudio clínico del condenado para orientar el tratamiento. Propone la criminología aplicada al régimen penitenciario.
  • Psicología de las multitudes: cómo se contagia la conducta en masas urbanas.
Tensión ideológica
Ingenieros fue positivista y socialista. Defendía la prevención social (educación, trabajo, salud) pero su tipología patologizaba a inmigrantes y pobres. La criminología argentina hereda esa ambivalencia: ciencia humanitaria y, a la vez, instrumento de control.

Otras figuras

  • Francisco de Veyga: maestro de Ingenieros. Estudió simuladores y marginales en Buenos Aires.
  • Eusebio Gómez: impulsó el Código Penal de 1921 (vigente hasta hoy con reformas).
  • Juan P. Ramos, Helvio Fernández, Luis M. Drago: difusores de la defensa social.

Siglo XX tardío y contemporáneo

  • Elías Neuman: victimología y cárcel.
  • Eugenio Raúl Zaffaroni: criminología crítica y derecho penal humanista. Central en la Corte Suprema argentina.
  • Marcelo Sain: sociología del delito organizado y de la policía.

Palacios Pámanes y la escuela mexicana

Gerardo Saúl Palacios Pámanes (México) aporta una criminología del siglo XXI orientada al conflicto, los derechos humanos y la política criminal democrática. Discute con el positivismo biológico y con los reduccionismos sociológicos.

Dato contextual
La Penitenciaría Nacional de la calle Las Heras (CABA) fue sede del Instituto de Criminología de Ingenieros. Se demolió en los años 60. Hoy el edificio ya no existe, pero marca el inicio institucional de la criminología argentina.
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7 Control social y anomia

Control social (López Puerta)

El control social es el conjunto de mecanismos por los cuales una sociedad mantiene la conformidad de sus miembros a las normas. Para López Puerta, se distinguen:

  • Control social informal: familia, escuela, religión, vecinos, trabajo. Interiorización temprana de pautas. Es el más efectivo y silencioso.
  • Control social formal: policía, tribunales, cárcel, códigos. Entra en juego cuando fallan los controles informales.
Hipótesis central
El delito no explota por "falta de policía"; explota cuando se debilita el control social informal. Reforzar solo el formal sin recuperar el informal es ineficaz y costoso.

Anomia durkheimiana

Émile Durkheim (fines s. XIX) acuña el término anomia para nombrar el estado de desregulación normativa que sufren las sociedades modernas cuando los cambios económicos y sociales son tan rápidos que las normas quedan sin asidero. La anomia no es ausencia de normas: es pluralidad contradictoria y falta de legitimidad.

Robert Merton – Anomia como tensión estructural (1938)

Merton relee a Durkheim para EE.UU. La sociedad promete a todos los mismos fines culturales (éxito económico, consumo, "sueño americano") pero distribuye desigualmente los medios legítimos (educación, trabajo, capital). Ese desfasaje genera tensión (strain) y abre cinco modos de adaptación:

ModoFinesMedios legítimosEjemplo
ConformidadAceptadosAceptadosEstudiante, trabajador típico
InnovaciónAceptadosRechazadosDelito económico, fraude
RitualismoRechazadosAceptadosBurócrata resignado
RetraimientoRechazadosRechazadosAdicciones, "dropouts"
RebeliónNuevosNuevosMovimientos revolucionarios

La innovación es la más criminógena: el sujeto acepta el mandato de éxito pero usa medios ilegítimos porque los legítimos le están vedados.

Albert Cohen – Subculturas delictivas (1955)

Cohen estudia pandillas juveniles masculinas de clase baja en EE.UU. Observa que su delincuencia es no utilitaria, maliciosa y negativista: no roban por necesidad, dañan por placer. Propone que desarrollan una subcultura delictiva como reacción formativa (reaction formation) al fracaso escolar: invierten los valores de la clase media (trabajo, respeto, propiedad) y se apoyan mutuamente en el desafío a la norma.

Huertas Díaz – Lectura latinoamericana

Omar Huertas Díaz (Colombia) reformula la anomia para contextos de desigualdad extrema y Estados débiles: donde el Estado no garantiza ni los fines ni los medios legítimos, la anomia es estructural y permanente, no coyuntural.

Error típico
Confundir anomia con "no hay reglas". Anomia = reglas contradictorias, debilitadas o no legitimadas. En un barrio puede haber muchas reglas (del grupo, del narco, de la familia) pero ser todas anómicas respecto al Estado.
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8 Vínculos sociales y curso de la vida

Pregunta invertida

Las teorías clásicas preguntan ¿por qué algunos delinquen?. Travis Hirschi invierte: ¿por qué la mayoría no delinque?. Respuesta: porque tienen vínculos sociales que les hacen costoso perder lo que tienen.

Hirschi – Teoría de los vínculos sociales (1969)

Cuatro tipos de vínculos inhiben la conducta delictiva:

  • Apego (attachment): afecto y lazos con otros significativos (padres, maestros, amigos no delictivos).
  • Compromiso (commitment): inversión en metas convencionales (estudio, trabajo, carrera). Delinquir pone en riesgo lo invertido.
  • Participación (involvement): ocupación del tiempo en actividades convencionales (deporte, estudio, trabajo). El que está ocupado tiene menos tiempo para delinquir.
  • Creencia (belief): internalización de la legitimidad moral de las normas.
Consecuencia práctica
Prevención = construir y sostener vínculos. Escuela que retiene, trabajo digno, familia presente, clubes, parroquias, sindicatos. Todo lo que vincula previene.

Gottfredson y Hirschi – Teoría general del delito (1990)

Agregan el concepto de baja autocontrol (low self-control): rasgo estable desde la infancia, formado por la crianza, que predispone al delito y también a conductas imprudentes (accidentes, adicciones, abandono escolar). Tesis general: "el delincuente es imprudente en todo, no solo en el delito".

David Farrington – Criminología del desarrollo y curso de la vida (DLC)

Estudio longitudinal de Cambridge: siguió a 411 varones londinenses desde los 8 años durante décadas. Resultados clave:

  • Factores de riesgo: bajo CI, crianza pobre, familia numerosa, ingresos bajos, padres delictivos, conducta antisocial infantil.
  • Curva edad-delito: el delito sube en la adolescencia (pico 15-19) y baja naturalmente con la adultez (desistimiento).
  • Pequeño grupo persistente: ~6% de los sujetos explica ~50% de los delitos. Los life-course persistent (Moffitt) comienzan temprano y siguen de adultos; los adolescence-limited delinquen solo en la adolescencia y desisten solos.

Sampson y Laub – Desistimiento (1993, 2003)

Releen los datos de Glueck: por qué ex-delincuentes dejan el delito. Los puntos de inflexión (turning points) son vínculos adultos que reestructuran la vida: matrimonio estable, trabajo fijo, servicio militar. No curan por sí solos: funcionan si generan supervisión, rutina y redes pro-sociales.

Implicancia de política
Políticas que facilitan empleo formal, reinserción educativa, programas para padres jóvenes y redes comunitarias son más eficientes para bajar el delito a largo plazo que endurecer penas.
Ojo
"Factor de riesgo" no es "causa". Ser varón, adolescente, de clase baja aumenta probabilidades, pero no determina. La mayoría de quienes tienen factores de riesgo no delinquen.
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9 Asociación diferencial y cuello blanco

Edwin Sutherland (1883-1950)

Sociólogo estadounidense, figura central de la criminología sociológica del siglo XX. Dos aportes indispensables: la teoría de la asociación diferencial y el concepto de delito de cuello blanco.

Asociación diferencial (1939)

El delito se aprende en la interacción con otros, como cualquier otra conducta. Nueve proposiciones famosas. Las más importantes:

  1. La conducta delictiva es aprendida, no heredada ni inventada.
  2. Se aprende en interacción con otras personas, a través de la comunicación.
  3. El aprendizaje ocurre sobre todo en grupos íntimos (familia, pares).
  4. Incluye técnicas de delinquir y motivos, actitudes, racionalizaciones.
  5. Las definiciones pueden ser favorables o desfavorables a la ley.
  6. Principio clave: una persona delinque cuando predominan las definiciones favorables al delito sobre las desfavorables.
  7. Las asociaciones diferenciales varían en frecuencia, duración, prioridad e intensidad.
  8. El aprendizaje usa los mismos mecanismos que cualquier aprendizaje.
  9. Aunque la conducta delictiva exprese necesidades y valores generales, no se explica solo por ellos (también los no delincuentes tienen esas necesidades).
Tesis fuerte
La criminalidad no depende de la pobreza, la enfermedad o la herencia: depende del balance de definiciones que rodean al sujeto. Un joven rico aprende a evadir impuestos si en su entorno evadir es normal; un joven pobre no delinque si su entorno desalienta el delito.

Delito de cuello blanco (1940)

Sutherland acuña el término white-collar crime en una conferencia de la Sociedad Americana de Sociología. Lo define como "delito cometido por una persona respetable y de alto estatus social en el curso de su ocupación".

Tipos

  • Fraude corporativo, estafa financiera.
  • Evasión tributaria.
  • Cohecho y corrupción pública.
  • Publicidad engañosa, monopolios, prácticas anticompetitivas.
  • Delitos ambientales empresariales, daños a la salud pública.

Consecuencias conceptuales

  • La estadística oficial miente: si solo se persigue el delito callejero, la criminalidad parece un problema de pobres. El cuello blanco es masivo e invisible.
  • Igualación teórica: la asociación diferencial explica tanto al ladrón callejero como al CEO corrupto: ambos aprendieron en sus grupos de pertenencia.
  • Daño social: el cuello blanco causa mucho más daño económico, sanitario y social que el delito tradicional.
Ejemplos clásicos
Enron, Lehman Brothers, cartel del cemento, mafia del oxígeno, escándalos de corrupción política. En Argentina: fraudes bancarios, evasión previsional sistemática, cartelización de obra pública.

Cressey – Violación de confianza

Donald Cressey, discípulo de Sutherland, estudió específicamente el fraude ocupacional: profesionales que traicionan la confianza depositada. Tres condiciones: presión no compartible, oportunidad percibida y racionalización ("lo devuelvo", "todos lo hacen", "es préstamo").

Error típico
Reducir el cuello blanco a "corrupción política". Incluye todo delito empresarial-profesional: ingeniero que firma lo que no corresponde, médico que factura prestaciones falsas, abogado que lava activos. No es solo el funcionario.
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10 Criminología crítica (Baratta)

Contexto

Años 70: convergen el labeling approach (Becker, Lemert), la nueva criminología inglesa (Taylor, Walton, Young) y lecturas marxistas del derecho penal. De esa convergencia nace la criminología crítica, que redefine el objeto.

Alessandro Baratta – Criminología crítica y crítica del derecho penal (1982)

Italiano, sociólogo del derecho. Sistematiza el enfoque crítico en América Latina y Europa.

Desplazamiento del objeto

La criminología tradicional pregunta: "¿por qué delinque este sujeto?". La crítica reformula: "¿por qué este acto es definido como delito y perseguido, y no otros?". Pasa del delincuente al proceso de criminalización.

Niveles de criminalización

  • Criminalización primaria: la ley penal define qué es delito. Es selectiva: persigue más a pobres, jóvenes, varones, racializados.
  • Criminalización secundaria: la práctica policial y judicial aplica esa ley también selectivamente (quién es investigado, quién es detenido, quién es condenado).
Tesis central
El sistema penal produce sus clientes. No persigue al "delincuente" en abstracto: construye a los "delincuentes" visibles a través de un filtro clasista, racista y patriarcal. De ahí su función ideológica: hace aparecer como natural lo que es una selección política.

Principios mínimos de política penal crítica

Baratta propone principios de mínimo derecho penal para contener el daño del sistema:

  • Principio de legalidad estricta y reserva de ley.
  • Subsidiariedad: el derecho penal es último recurso.
  • Proporcionalidad y humanidad.
  • Protección de bienes jurídicos efectivos, no de moralidades.
  • Igualdad sustancial ante la ley: combatir la selectividad.

Labeling approach (Becker)

Base teórica: el etiquetamiento. Nadie es delincuente, alguien es etiquetado como tal por quienes tienen poder de definir. La etiqueta produce desviación secundaria (Lemert): el sujeto reorganiza su identidad alrededor de la etiqueta impuesta.

Implicancia
Dos jóvenes que roban un auto: uno es clase alta, lo cubre la familia, la escuela lo retiene, termina en terapia. Otro es clase baja, va a comisaría, recibe etiqueta, la escuela lo expulsa. El segundo tiene muchas más chances de reincidir —no por ser "peor" sino por haber sido procesado.

Vinculaciones con Foucault

Baratta y Foucault comparten: el poder produce el saber criminológico; el sistema penal cumple funciones de control social más allá del "delito"; hay que desnaturalizar la equivalencia "delito = mal moral".

Ojo
La criminología crítica no niega que existan hechos dañosos ni víctimas reales. Niega que el sistema penal tal como está los atienda con eficacia o igualdad. Es crítica del dispositivo, no de las víctimas.
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11 Realismo criminológico y elección racional

Contexto

Años 80 y 90: reacción al exceso idealista de la criminología crítica y al reduccionismo estructural. Aparecen dos grandes corrientes realistas: una de derecha (EE.UU., Reino Unido conservador) y una de izquierda (Reino Unido laborista).

Realismo de derecha

  • James Q. WilsonThinking about crime (1975). El delito no se explica por "causas sociológicas profundas": se controla con policía visible, penas ciertas y prevención situacional. Objetivo: proteger al ciudadano medio.
  • Wilson y KellingBroken windows (1982). Si se deja un vidrio roto, pronto habrá muchos más: los pequeños desórdenes (grafitis, vagancia, ebrios) son señal de que nadie vigila y habilitan escaladas. Receta: "tolerancia cero" a las incivilidades. Aplicada en NYC por Bratton (años 90). Crítica: produjo criminalización de pobres y abuso policial.

Realismo de izquierda

  • Jock Young, John Lea, Roger Matthews. "Tomarse el delito en serio": no hay que romantizar al delincuente, las víctimas existen y suelen ser pobres como sus agresores. El delito intraclase es devastador en barrios populares.
  • Cuadrado del delito: analizar cuatro vértices: víctima, ofensor, Estado y público. Toda política debe atender a los cuatro.
  • Propuesta: reforma policial democrática, participación comunitaria, intervenciones sociales, no más policía sin más justicia.

Elección racional (Cornish y Clarke, 1986)

Derek Cornish y Ronald Clarke proponen la rational choice theory: el delincuente es un sujeto que decide (no "enfermo", no "determinado"). Calcula beneficios esperados, costos (sanción, riesgo) y esfuerzo. Esto se llama criminología del acto moderna.

  • Decisión de involucramiento: entrar o no a la carrera delictiva.
  • Decisión de evento: delinquir en esta oportunidad concreta.

Prevención situacional

Derivada de la elección racional: si el delito es una decisión, se puede desalentar la decisión modificando el entorno. Técnicas (Clarke, 25 técnicas clasificadas):

  • Aumentar el esfuerzo (cerraduras, controles de acceso).
  • Aumentar el riesgo (iluminación, vigilancia, testigos).
  • Reducir la recompensa (marcaje de bienes, dinero electrónico).
  • Reducir provocaciones (gestión de multitudes, alcohol).
  • Quitar excusas (señalización clara, normas visibles).

Cohen y Felson – Actividades rutinarias (1979)

El delito requiere tres elementos convergentes en tiempo y espacio: (1) delincuente motivado, (2) blanco adecuado y (3) ausencia de guardián capaz. Cambios en las rutinas sociales (mujer trabajadora, familias chicas, bienes portátiles) explican fluctuaciones del delito sin necesitar "más delincuentes".

Complementariedad con Hirschi
Actividades rutinarias y elección racional son compatibles con los vínculos sociales: quien tiene vínculos fuertes percibe más costo y tiene más guardianes en la vida. Las tres teorías convergen en prevención situacional + integración social.
Error típico
Asumir que elección racional implica "cálculo perfecto". Cornish y Clarke hablan de racionalidad limitada: decisiones rápidas, imperfectas, con información parcial. No es el homo economicus de Beccaria, es un decisor real.
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12 Criminología feminista

Punto de partida

La criminología tradicional —clásica, positivista, crítica— se construyó sobre varones estudiando varones. La mujer apareció como anomalía, curiosidad o víctima pasiva. La criminología feminista (desde los años 70) hace dos preguntas:

  • ¿Por qué las mujeres delinquen menos? (y cuando delinquen, ¿en qué delitos?).
  • ¿Cómo las trata el sistema penal como víctimas y como ofensoras?

Primeras críticas

  • Carol SmartWomen, Crime and Criminology (1976): denuncia el androcentrismo de la disciplina y la condescendencia de teorías que trataban a la mujer delincuente como "doblemente desviada" (del delito y del rol femenino).
  • Pat Carlen: mujeres encarceladas sufren doble sanción (por el delito y por transgredir el mandato de género).

Elena Larrauri y Elena Maqueda Abreu (España)

  • Larrauri: ¿por qué el sistema penal que normalmente protege poco a las mujeres se vuelve "punitivo simbólico" cuando se trata de violencia de género? Tensión entre garantismo y respuesta efectiva.
  • Maqueda Abreu: trabajó el concepto de violencia de género como categoría jurídico-política, distinta de la violencia genérica. Aporta al encuadre de la Ley Orgánica 1/2004 española.

Interseccionalidad (Kimberlé Crenshaw, 1989)

La jurista afroestadounidense Kimberlé Crenshaw acuña el término intersectionality en Demarginalizing the Intersection of Race and Sex. Tesis: las opresiones de género, raza y clase no se suman, se cruzan, produciendo experiencias singulares que ningún movimiento unidimensional capta.

Aplicación criminológica
Una mujer afro pobre no enfrenta "machismo + racismo + clasismo" por separado: enfrenta un sistema que la ve como amenaza racializada, como hipersexualizada y como descartable de clase. Las estadísticas carcelarias de EE.UU. y Argentina lo muestran.

Conceptos clave de criminología feminista

  • Violencia de género: estructural, patriarcal, con continuum de acoso, violencia sexual, femicidio.
  • Femicidio / feminicidio: asesinato de mujeres por razones de género. Incorporado al Código Penal argentino como agravante del homicidio (art. 80 inc. 11, CP).
  • Cifra negra: especialmente alta en delitos sexuales e intrafamiliares.
  • Victimización secundaria: sistema penal que revictimiza a la denunciante (interrogatorios, pericias invasivas, descrédito).
  • Trabajo de cuidado y prisión: cuando se encarcela a mujeres, las criaturas a cargo quedan en situación crítica. La pena tiene impacto extendido.

Normativa relevante

  • CEDAW (1979), Convención de Belém do Pará (1994).
  • Ley 26.485 (Argentina, 2009) – Protección integral a las mujeres.
  • Ley 26.791 (2012) – Femicidio como agravante.
  • Ley 27.610 (2020) – IVE. Desplaza parte de la respuesta punitiva hacia salud.
Error típico
Confundir criminología feminista con "criminología para mujeres". Es un enfoque transversal: también estudia masculinidades violentas, funcionamiento del sistema penal, delitos cometidos por mujeres, etc.
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13 Crimen organizado: concepto y tipos

El problema de la definición

Eugenio Raúl Zaffaroni habló del "concepto frustrado" de crimen organizado: cada autor y cada país lo define distinto, lo que produce pánico y legitima poderes de excepción. Aun así, hay núcleos de consenso.

Definición de Naciones Unidas (Convención de Palermo, 2000)

"Grupo estructurado de tres o más personas que exista durante cierto tiempo y actúe concertadamente con el propósito de cometer delitos graves con miras a obtener, directa o indirectamente, un beneficio económico u otro beneficio material".

Elementos característicos

  • Estructura estable (no reunión espontánea).
  • División de tareas y jerarquía (o red con roles).
  • Fin de lucro.
  • Uso de violencia, corrupción o intimidación.
  • Capacidad de lavar activos y reinvertir.
  • Conexiones con poder político o económico legítimo.

Delincuencia común vs. organizada (Sain)

Marcelo Sain diferencia tajante:

ComúnOrganizada
Actos individuales o grupos inestables.Estructura durable.
Bajo nivel de planificación.Alta planificación y logística.
Sin actividad económica sistemática.Empresa criminal; economía paralela.
Sin necesidad de regulación policial.Requiere regulación policial: no funciona sin connivencia.
Tesis de Sain
En Argentina, el delito organizado (narco, trata, desarmaderos, juego ilegal) no existe sin complicidad estatal. No hay "mafia contra el Estado": hay partes del Estado que regulan y cobran. Por eso las reformas policiales son centrales.

Rodríguez Manzanera – Criminogénesis y criminodinámica

Luis Rodríguez Manzanera (México) distingue:

  • Criminogénesis: conjunto de causas que llevan a un sujeto al delito (origen).
  • Criminodinámica: proceso concreto por el cual esas causas se actualizan en un acto delictivo.
  • Factores endógenos: biológicos y psicológicos internos del sujeto.
  • Factores exógenos: ambientales, sociales, culturales.

Rodríguez Manzanera aplica esto al crimen organizado: no es "un tipo malo", es un entramado de endógenos (personalidad, aprendizaje) con exógenos (mercado, debilidad estatal, cultura de la ilegalidad).

García-Pablos de Molina – Subcultura criminal

Antonio García-Pablos describe el crimen organizado como subcultura: sistema de valores alternativos, lealtades internas, códigos de silencio, estratificación, ritos de iniciación. Reclutamiento preferente en barrios con vínculos débiles al Estado.

Asociación diferencial aplicada

Sutherland vuelve relevante: en zonas donde predominan definiciones favorables al delito organizado (el narco como empleador, el tranza como figura de éxito), el aprendizaje se acelera y naturaliza.

Error típico
Pensar el crimen organizado como "la mafia" de las películas: padrino, pirámide rígida, ritual. Muchas organizaciones contemporáneas son redes flexibles, policéntricas, interconectadas (ver Unidad 14).
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14 Modelos estructurales y ciclo de vida

Garzón Vergara – Modelos jerárquico y de red

Juan Carlos Garzón Vergara distingue dos grandes modelos de organización del crimen organizado contemporáneo:

Modelo jerárquico

  • Estructura piramidal: jefe, lugartenientes, operadores, soldados.
  • Territorio controlado por una sola organización.
  • Reglas internas estrictas, códigos de silencio, sanciones brutales.
  • Ejemplos clásicos: Cosa Nostra siciliana, Yakuza japonesa, viejos carteles colombianos (Medellín, Cali).
  • Fortaleza: disciplina, previsibilidad interna.
  • Debilidad: descabezar al jefe debilita toda la red.

Modelo de red

  • Estructura horizontal: múltiples nodos interconectados, sin jefe único.
  • Cooperación puntual entre grupos pequeños (células).
  • Alta resiliencia: caer un nodo no derriba la red.
  • Ejemplos: redes post-Medellín (carteles descentralizados), bandas multinacionales de trata, lavado transnacional, narco argentino contemporáneo ("narcomenudeo" urbano, clanes familiares).
  • Fortaleza: adaptabilidad.
  • Debilidad: menos disciplina interna, más violencia por disputas.
Implicancia estratégica
Desarticular una red no se logra con operativos de captura de jefes (modelo jerárquico), sino con inteligencia financiera, seguimiento de flujos, y desconexión de nodos (decomiso, lavado). La política de "capos" es inadecuada para redes.

Ciclo de vida de las organizaciones criminales

Garzón describe fases típicas:

  1. Emergencia: grupo local aprovecha un vacío o una oportunidad (mercado ilegal nuevo, debilidad estatal).
  2. Consolidación: territorialización, acumulación, corrupción de funcionarios.
  3. Expansión: diversificación de rubros (narco + trata + lavado), expansión geográfica, profesionalización.
  4. Conflicto: disputa territorial con otras organizaciones o con el Estado. Pico de violencia.
  5. Adaptación o fragmentación: sobrevive negociando con nuevos actores, migrando a otra modalidad (red), o se fragmenta en células menores.

Mercados ilegales y economía criminal

El crimen organizado es, ante todo, mercado. Funciona porque hay:

  • Demanda (droga, trabajo barato, bienes robados, servicios sexuales).
  • Oferta (productores, traficantes).
  • Infraestructura (rutas, transportes, finanzas, logística).
  • Protección (corrupción pública, violencia privada).
Aplicación
Un análisis serio del narcotráfico en el AMBA no empieza por "capturar al jefe": mapea rutas, identifica puntos de lavado, detecta redes familiares, cruza con datos de precios de droga. Lo hace con economía aplicada + sociología, no solo policía.

Tercerización de la violencia

Organizaciones jerárquicas solían administrar la violencia internamente. Las redes tercerizan: contratan sicarios para hechos puntuales. Esto explica la volatilidad de la violencia urbana contemporánea: muchos hechos no son "guerras entre bandas" sino encargos puntuales.

Error típico
Romantizar el modelo jerárquico (Padrino, Escobar) ignora que la mayor parte del daño social actual proviene de redes difusas que no tienen rostro mediático pero mueven más dinero.
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15 Narco, trata, lavado, violencia y Síndrome de Estocolmo

Narcotráfico

Mercado ilegal de mayor volumen económico global. Estructura: producción (cultivo, síntesis), transporte (rutas transnacionales), distribución mayorista y menudeo. En Argentina predomina el país de tránsito y consumo más que productor.

  • Ley 23.737 (1989) – Ley de estupefacientes argentina.
  • Ley 26.052 (2005) – desfederalización parcial del narcomenudeo (provincias pueden asumir competencia).
  • Fallo Arriola (CSJN, 2009) – declara inconstitucional la penalización de la tenencia para consumo personal en ámbito privado.

Trata de personas

Definición (Protocolo de Palermo, 2000): "captación, transporte, traslado, acogida o recepción de personas, recurriendo a la amenaza, uso de fuerza, coacción, rapto, fraude, engaño, abuso de poder o situación de vulnerabilidad, o concesión o recepción de pagos, con fines de explotación".

Fines de explotación

  • Sexual: principal en América Latina, afecta sobre todo a mujeres y niñas.
  • Laboral: servidumbre, trabajo forzado (textil, agrario, doméstico).
  • Servidumbre y esclavitud por deudas.
  • Extracción de órganos.
  • Reclutamiento forzado (niñez soldado, vínculos con crimen organizado).

Argentina

  • Ley 26.364 (2008) – Prevención y sanción de la trata.
  • Ley 26.842 (2012) – Reforma: elimina el consentimiento como defensa, crea el programa nacional de rescate.
  • Caso Marita Verón – visibiliza la trata en la agenda pública.

Lavado de activos

Lavado (o blanqueo) = conjunto de operaciones para introducir al circuito formal dinero o bienes de origen delictivo, ocultando su procedencia. Es la fase final sin la cual el crimen organizado no podría reinvertir sus ganancias.

Fases clásicas

  1. Colocación (placement): entrada del efectivo al sistema financiero (depósitos fraccionados, cambios, compraventa).
  2. Estratificación (layering): múltiples transferencias, sociedades pantalla, operaciones en el exterior, para borrar la trazabilidad.
  3. Integración (integration): el dinero reingresa como "limpio" en inversiones legítimas (inmuebles, empresas, valores).
  • Ley 25.246 (Argentina, 2000) – crea la UIF (Unidad de Información Financiera).
  • Ley 26.683 (2011) – autonomiza el lavado como delito.

Violencia estratégica (Martín-Baró)

Ignacio Martín-Baró (psicólogo jesuita salvadoreño, asesinado en 1989) distingue la violencia criminal común de la violencia estratégica: la violencia estratégica es planificada, dirigida, y busca producir un efecto político sobre una comunidad. Aterrorizar, desplazar, disciplinar. El crimen organizado y los regímenes represivos la usan.

Benyakar – Entornos disruptivos

Moty Benyakar conceptualiza los entornos disruptivos: situaciones extremas (guerra, catástrofe, violencia sistemática) que desbordan la capacidad psíquica normal. No hablamos solo de un trauma puntual: hablamos de vivir bajo violencia continua, que altera los modos de representar el mundo, de confiar, de planificar el futuro.

Síndrome de Estocolmo (Spalletti)

Nombre acuñado tras un asalto a un banco en Estocolmo (1973) donde rehenes defendieron a los captores. Noemí Spalletti lo describe como un vínculo paradojal entre víctima y agresor, sostenido por:

  • Desequilibrio extremo de poder: el agresor tiene vida y muerte sobre la víctima.
  • Aislamiento de la víctima respecto a otras redes de apoyo.
  • Amabilidad ocasional del agresor: un gesto mínimo de humanidad se vive como salvación.
  • Imposibilidad percibida de escape.
  • Tiempo prolongado bajo la relación violenta.

Mecanismos primitivos implicados

  • Negación: se desmienten aspectos aterradores de la situación.
  • Idealización: se sobrevaloran los mínimos gestos positivos del agresor.
  • Identificación con el agresor (Anna Freud): mecanismo defensivo que convierte la amenaza externa en postura interna.
  • Indefensión aprendida (Seligman): tras intentos fallidos de escape, la víctima deja de intentar aunque existan oportunidades.
Aplicación criminológica
El Síndrome de Estocolmo explica conductas de víctimas de secuestros, trata, violencia intrafamiliar y sectas: no son "cómplices" ni "consentimiento". Son respuestas psíquicas adaptativas al terror, que requieren intervención especializada (no judicialización de la víctima).

Roles diferenciados por género en la violencia

En contextos de crimen organizado y violencia estratégica, los roles suelen distribuirse por género: varones en la violencia directa y liderazgo visible; mujeres en logística, cuidado, transporte invisible, y también como víctimas principales de explotación sexual y trata. Reconocer esa asimetría es central para políticas con perspectiva de género.

Errores típicos
• "La víctima podía irse y no se fue, algo querrá". Desconoce indefensión aprendida y Síndrome de Estocolmo.
• "Es solo psicológico, no es delito". Al contrario: es efecto del delito y parte del daño que el sistema debe reparar.
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Psicología

UNSO 2026 · Psicología · 8 unidades
1 La conducta (Bleger)

Psicología como ciencia

Para José Bleger (Psicología de la conducta, 1963), la psicología es una ciencia cuyo objeto es la conducta de los seres humanos. No es "la mente", no es "el alma": es lo que la persona hace en tanto ser concreto que vive en una situación. La psicología estudia al ser humano como totalidad en situación.

Definición de conducta

Bleger define la conducta como "toda manifestación del ser humano" en la que interviene su personalidad. Toda conducta es comprensible si se la sitúa en su contexto: no hay conducta absurda, solo conducta cuyo sentido no se ha descifrado.

Áreas de la conducta

Bleger distingue tres áreas en las que la conducta se manifiesta. En toda conducta las tres están presentes, aunque una predomine:

ÁreaManifestaciónEjemplo
Área 1: menteFenómenos simbólicos, pensamientos, fantasías"Estoy pensando en lo que dijo mi jefe"
Área 2: cuerpoFenómenos corporalesTaquicardia, rubor, dolor de estómago
Área 3: mundo externoActuación en el mundoDiscutir, caminar, escribir
Coexistencia, no separación
Las tres áreas coexisten siempre. No hay pensamiento puro sin correlato corporal ni conducta externa sin fantasía interna. Un dolor de estómago antes de un examen es conducta en área 2 con fantasías de área 1.

Conducta molar y molecular

  • Molar: unidades de significado amplias ("hizo una escena", "está deprimido").
  • Molecular: elementos discretos (un gesto, un movimiento, una palabra).

El campo psicológico

La conducta ocurre en un campo (concepto tomado de Kurt Lewin): organización dinámica de relaciones entre el sujeto y su mundo. Toda conducta se entiende en su campo, no aisladamente.

Personalidad

La personalidad es la estructura de pautas relativamente estables que organiza la conducta de un sujeto. No es "lo que uno es": es el modo típico de responder a las situaciones.

El psicólogo y las escuelas

Bleger critica el dogmatismo: ser psicólogo no es adherir a una escuela y cerrar la puerta a las demás. Requiere integrar teoría y práctica, trabajar en equipo, tolerar ansiedades frente al objeto (el otro ser humano). El instrumento del psicólogo es su propia personalidad.

Error típico
Reducir la conducta a "lo que se ve desde afuera" (conductismo clásico). Para Bleger la conducta incluye el pensar y el sentir. Se opone tanto al mentalismo puro como al conductismo radical.
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2 Conductismo: psicología como ciencia (Skinner)

Posición epistemológica

B. F. Skinner (1904-1990) sostiene que la psicología sólo puede ser ciencia si se limita a lo que es observable y medible: la conducta. Rechaza los términos mentalistas ("mente", "voluntad", "intención", "alma") no porque no existan subjetivamente, sino porque no son verificables experimentalmente.

Crítica al mentalismo

Para Skinner, explicar una conducta diciendo "lo hizo porque lo decidió" o "porque tenía ganas" es una tautología: se postula una causa interna a la que sólo se accede por la conducta misma. Skinner propone reemplazar esas "explicaciones mentales" por el análisis de las contingencias (antecedentes + conducta + consecuencia).

Condicionamiento clásico (Pavlov) vs. operante (Skinner)

Clásico (Pavlov)Operante (Skinner)
Asocia un estímulo nuevo con uno que ya produce la respuesta.Asocia una conducta con su consecuencia.
Respuesta involuntaria (reflejo).Respuesta voluntaria (operante).
Perro saliva ante campana.Rata acciona palanca porque recibe comida.

Reforzadores y castigos

  • Refuerzo positivo: se agrega un estímulo agradable tras la conducta → aumenta la conducta. Ej: elogio.
  • Refuerzo negativo: se retira un estímulo aversivo tras la conducta → aumenta la conducta. Ej: dejar de taladrar cuando el niño se acuesta.
  • Castigo positivo: se agrega un estímulo aversivo → disminuye la conducta. Ej: reto.
  • Castigo negativo: se retira un estímulo agradable → disminuye la conducta. Ej: sacar el celular.
Refuerzo ≠ castigo
El refuerzo aumenta la conducta. El castigo la disminuye. "Positivo" o "negativo" indica si se agrega o se retira un estímulo, no si es bueno o malo.

Programas de reforzamiento

  • Continuo: cada conducta recibe refuerzo. Aprendizaje rápido, extinción rápida.
  • Intermitente: el refuerzo se da de vez en cuando. Aprendizaje más lento pero mucho más resistente a la extinción.
  • Razón fija / variable (cada N respuestas, o cada X respuestas promedio).
  • Intervalo fijo / variable (después de un tiempo determinado, o promedio).

Moldeamiento (shaping)

Para enseñar conductas complejas se refuerzan aproximaciones sucesivas a la conducta meta: primero cualquier acercamiento, luego más y más específico. Es la base del entrenamiento de animales y de muchas intervenciones educativas.

Aplicaciones

  • Terapia conductual (fobias, adicciones, educación especial).
  • Economías de fichas en instituciones.
  • Diseño de ambientes (escuelas, cárceles) basados en contingencias.
Error típico
Pensar que Skinner "niega la mente". Skinner no niega que haya vida interna: dice que no es objeto de ciencia porque no se puede medir intersubjetivamente. Es una posición metodológica, no metafísica.
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3 Cultura, función paterna y deseo (Freud–Lacan)

Tótem y tabú (Freud, 1913)

En Tótem y tabú, Freud explora el origen de la cultura desde el psicoanálisis. El libro articula cuatro ensayos; el cuarto ("El retorno del totemismo en la infancia") propone un mito fundacional del lazo social.

El mito de la horda primitiva

Freud imagina un estado anterior a la civilización: una horda dominada por un padre violento que posee a todas las mujeres. Los hijos, excluidos, un día se alían, matan y devoran al padre. Tras el asesinato surge la culpa: imposibilitados de reemplazarlo, instituyen dos prohibiciones universales:

  • Prohibición del parricidio (no matar al tótem, sustituto del padre).
  • Prohibición del incesto (no unirse con las mujeres del clan).
Tesis freudiana
La cultura no surge del amor sino del asesinato y la culpa. La ley que prohíbe, que organiza la convivencia, nace de un acto originario de violencia contra el padre y de la culpa consecuente. El padre muerto se vuelve más fuerte que el padre vivo: opera como ley internalizada.

Tabú

El tabú es la prohibición más antigua: ambivalente, sagrada e impura al mismo tiempo. Protege lo que teme y teme lo que desea. Freud la encuentra en pueblos originarios y en los neuróticos: ambos muestran esa misma ambivalencia frente a lo prohibido.

Necesidad, demanda y deseo (Lacan)

Jacques Lacan retoma a Freud y distingue tres registros:

RegistroQué esObjeto
NecesidadExigencia biológica del organismo (hambre, frío)Específico, saturable
DemandaNecesidad articulada en palabra, dirigida al OtroDemanda de amor (siempre excede al objeto)
DeseoResiduo entre la demanda y lo que la necesidad podía saturarInconsciente, insatisfecho, indestructible

El hombre es un viviente que habla: el lenguaje desnaturaliza la necesidad. Al pedir leche, el bebé demanda más que alimento: demanda amor. Esa diferencia entre lo que se pide y lo que se necesita es el lugar del deseo.

Función paterna (Nombre-del-Padre)

Para Lacan, el padre como función no se identifica con el padre biológico. Es el operador simbólico que corta la relación dual madre-hijo e introduce la ley. Esta función es el Nombre-del-Padre: un significante que transmite la prohibición del incesto y habilita al sujeto a desear fuera de la madre.

Por qué importa clínicamente
Si el Nombre-del-Padre no opera (forclusión, término de Lacan), la ley no se inscribe y sobrevienen fenómenos de la psicosis: alucinaciones, delirio, certeza. Por eso función paterna no es "tener papá": es que alguien/algo opere el corte simbólico.

Relación con Tótem y tabú

Lacan lee el mito freudiano como lógica estructural, no como hecho histórico: no importa si hubo una horda real. Importa que todo sujeto, al entrar en el lenguaje, se encuentra con una ley previa que viene del lado del padre simbólico.

Errores típicos
• Leer Tótem y tabú como antropología literal. Es mito estructural.
• Confundir padre biológico, padre real y Nombre-del-Padre: son tres registros distintos en Lacan.
• Creer que "deseo" es "necesidad intensa". No: el deseo se distingue de la necesidad.
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4 El inconsciente y las tópicas (Freud)

El inconsciente como hipótesis fundante

Para Freud, la conciencia es solo una pequeña parte de la vida psíquica. La mayor parte está fuera de la conciencia. El inconsciente no es "lo que no recuerdo ahora": es un sistema con leyes propias, dinámico, que produce efectos (sueños, síntomas, actos fallidos, lapsus, chistes).

Primera tópica (1900)

Freud distingue tres sistemas:

  • Inconsciente (Icc): contenidos reprimidos, regidos por el proceso primario (condensación, desplazamiento), sin contradicción, sin tiempo, sin negación.
  • Preconsciente (Pcc): contenidos no presentes en la conciencia pero accesibles voluntariamente.
  • Consciente (Cc): lo que percibimos ahora.

Caracteres del inconsciente

  • Atemporalidad: no existe el tiempo; un recuerdo de infancia puede operar como si fuera presente.
  • Ausencia de contradicción: pueden coexistir deseos opuestos.
  • Ausencia de negación: el "no" es un producto tardío; el Icc no lo maneja.
  • Proceso primario: condensación (varias ideas en una) y desplazamiento (carga emocional migra de un objeto a otro).
  • Predominio del principio de placer, no del principio de realidad.

La represión

La represión es el mecanismo que mantiene fuera de la conciencia contenidos inaceptables. Dos momentos:

  • Represión primaria (originaria): constitutiva del Icc; establece el primer núcleo reprimido.
  • Represión secundaria (propiamente dicha): opera sobre retoños o derivados de lo ya reprimido.
Lo reprimido no desaparece
Lo reprimido insiste y retorna: sueños, síntomas, lapsus. La energía pulsional no se aniquila; busca salidas alternativas. Por eso el método analítico se orienta a hacer consciente lo inconsciente a través de la asociación libre y la interpretación.

Segunda tópica (1923): Yo, Ello, Superyó

En El Yo y el Ello, Freud reorganiza su modelo. Ya no son sistemas (Cc/Pcc/Icc) sino instancias:

InstanciaNaturalezaFunción
Ello (Es)Inconsciente total, pulsional"Reservorio de las pulsiones". Principio de placer puro.
YoParte consciente y parte inconscienteMediar entre Ello, Superyó y realidad. Principio de realidad.
SuperyóMayormente inconscienteHeredero del complejo de Edipo; instancia moral, ideal del yo.
Relación entre tópicas
La segunda tópica no reemplaza a la primera: la complementa. El Ello corresponde al Icc; el Yo y el Superyó tienen partes conscientes e inconscientes. Por eso Freud dice que también se reprime desde el Yo sin saberlo.

Mecanismos de defensa (Anna Freud)

Anna Freud (hija de Freud) sistematizó los mecanismos defensivos del Yo: represión, proyección, formación reactiva, racionalización, desplazamiento, sublimación, identificación con el agresor, regresión, aislamiento, anulación. Son recursos del Yo para manejar la angustia.

Error típico
Confundir "Inconsciente" (sistema) con "inconsciente" adjetivo (no consciente). Para Freud hay contenidos no conscientes que no pertenecen al sistema Icc: pueden estar en el Pcc. No todo lo que no recordamos está reprimido.
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5 Relaciones objetales y espacio transicional (Winnicott)

Contexto

Donald Winnicott (1896-1971), pediatra y psicoanalista británico, parte de la escuela de relaciones objetales. Aporta conceptos centrales sobre el desarrollo temprano: la importancia de la relación madre-bebé para la constitución del sí mismo.

Madre suficientemente buena

No hay que ser "madre perfecta". Winnicott acuña la expresión "good enough mother": madre suficientemente buena. Se adapta a las necesidades del bebé al principio casi totalmente y, gradualmente, falla en grado dosificable para permitir la diferenciación. La frustración óptima es constitutiva, no dañina.

Holding y handling

  • Holding (sostén): la función psíquica de contener al bebé, ofrecerle un entorno emocional previsible y seguro.
  • Handling (manejo): el cuidado físico, la forma de bañar, vestir, alimentar.
  • Ambos, junto con la presentación del objeto, constituyen el marco para que el bebé desarrolle un sí-mismo.

Objeto transicional

El objeto transicional es el primer objeto "no-yo" que el bebé ama y posee: el osito, la manta, el chupete. No es ni puro mundo interno ni pura realidad externa: ocupa un espacio entre ambos. Es el precursor de la simbolización y la creatividad.

Paradoja del objeto transicional
El objeto transicional es a la vez creado y encontrado. La madre lo pone a disposición; el bebé lo inviste. No preguntarle al bebé "¿esto lo creaste vos o estaba?": la paradoja es constitutiva.

Espacio potencial

Entre el mundo interno subjetivo y el mundo externo compartido existe un espacio potencial: lugar donde ocurren el juego, el arte, la cultura, la religión. No es ni "solo fantasía" ni "pura realidad": es una tercera zona donde se despliega la experiencia creativa. Sin espacio potencial no hay cultura posible.

El juego

El juego, para Winnicott, no es un pasatiempo: es una actividad psíquica fundamental, precursora de la simbolización. En el juego el niño elabora experiencias, ensaya roles, construye su mundo. Lo mismo vale para el adulto: la creatividad depende de conservar capacidad de juego.

Self verdadero y self falso

  • Self verdadero: organización espontánea del propio sentirse vivo; surge cuando la madre sostiene al bebé.
  • Self falso: adaptación a las demandas del entorno cuando la madre no sostiene adecuadamente. Protege al verdadero. En exceso, deja al sujeto "viviendo una vida que no es la suya".
Aplicación
Un adolescente que siente que su vida "no es suya" o que "hace lo que se espera" puede describir la experiencia del predominio del self falso. La clínica apunta a habilitar el self verdadero en un entorno confiable (holding terapéutico).
Error típico
Reducir el objeto transicional a "el apego a un juguete". Lo decisivo es su función: ser el lugar donde comienzan la simbolización y la cultura. Por eso se lo llama transicional: hace de puente.
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6 Complejo de Edipo y su sepultamiento (Freud)

El complejo de Edipo

Concepto central del psicoanálisis freudiano. Nombra la constelación de deseos amorosos y hostiles que el niño experimenta en la primera infancia hacia sus padres. En su forma positiva: deseo sexual por el progenitor del sexo opuesto y hostilidad hacia el del mismo sexo. En su forma negativa: deseo por el del mismo sexo y hostilidad por el del opuesto. En todos los casos coexisten ambos en lo que Freud llama "complejo de Edipo completo".

Edad

El Edipo se despliega entre los 3 y los 5-6 años aproximadamente, coincidiendo con la fase fálica del desarrollo libidinal. Su resolución marca el paso al período de latencia (6 años a pubertad).

El sepultamiento del complejo de Edipo (Freud, 1924)

En este breve texto, Freud aclara que el Edipo no desaparece por olvido (como podría creer una teoría evolutiva): es sepultado, reprimido activamente bajo el efecto de la amenaza de castración. La amenaza fuerza la renuncia a los objetos edípicos y da origen al Superyó como heredero del Edipo.

Diferencias por sexo anatómico (según Freud)

Niño varónNiña mujer
Entra al Edipo con amor por la madre y rivalidad con el padre.Entra al Edipo en un movimiento más complejo (del amor primario por la madre al amor por el padre).
Sale del Edipo por amenaza de castración: sepulta sus deseos edípicos por miedo a perder el órgano.Queda en el Edipo más tiempo: no tiene amenaza equivalente. La salida es menos abrupta.
Formación más tajante del Superyó.Superyó menos rígido (tesis muy criticada por la psicología feminista).
El Superyó como heredero
Al sepultar el Edipo, el niño introyecta la ley parental. El Superyó es heredero de los objetos edípicos: lo que antes eran padres amados y temidos se convierte en instancia interna de exigencia y castigo.

Complejo de castración

La castración no es un hecho físico sino una operación simbólica. En el niño opera como amenaza; en la niña, Freud teorizaba una envidia del pene que la lectura posterior (sobre todo feminista y lacaniana) reformulará como falta simbólica que afecta a ambos sexos.

Amnesia infantil

Tras el sepultamiento del Edipo sobreviene la amnesia infantil: los primeros años quedan olvidados. No porque no hayan sucedido, sino porque fueron reprimidos. Freud considera que esa amnesia es una de las pruebas más contundentes del inconsciente y de la represión.

Relecturas

  • Lacan: el Edipo no es evento evolutivo sino estructura simbólica. Lo central es la inscripción del Nombre-del-Padre y el corte que introduce la ley.
  • Psicología feminista: crítica del sesgo patriarcal de la formulación freudiana (envidia del pene, Superyó débil en mujeres). Relectura en términos de desigualdad simbólica de género.
  • Perspectivas contemporáneas: Edipo en familias no tradicionales (monoparentales, homoparentales): la función, no la figura anatómica, es lo que importa.
Errores típicos
• Leer el Edipo literalmente como "el nene quiere acostarse con la mamá". Es una estructura que organiza deseo, identificación y ley.
• Confundir sepultamiento con olvido evolutivo: es represión activa, no desaparición natural.
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7 Psicopatología y trastornos de personalidad (DSM-5 TR)

Normalidad y patología

¿Qué es un trastorno mental? No hay una línea clara entre lo normal y lo patológico. La psicopatología se apoya en criterios múltiples:

  • Estadístico: lo raro en la población general.
  • Normativo: lo que se aparta de las normas sociales.
  • Funcional: lo que afecta significativamente la vida cotidiana y el sufrimiento subjetivo.
  • Clínico: conjunto de signos y síntomas que configuran un cuadro reconocible.

DSM-5 TR (2022)

El Manual Diagnóstico y Estadístico de los Trastornos Mentales (DSM), publicado por la American Psychiatric Association, es el sistema de clasificación más utilizado. La edición DSM-5 TR (Text Revision, 2022) actualiza la DSM-5 (2013). Alternativa: la CIE-11 de la OMS (2022), con clasificación similar pero no idéntica.

Trastornos de la personalidad

La personalidad es un patrón estable de pensar, sentir y relacionarse. Un trastorno de la personalidad es un patrón inflexible y desadaptativo, estable en el tiempo, que aparta al sujeto de las expectativas culturales y le produce malestar o disfuncionalidad. DSM-5 TR agrupa 10 trastornos en tres clusters:

ClusterCaracterizaciónTrastornos
A: raro o excéntricoRetraimiento, desconfianza, rarezasParanoide, esquizoide, esquizotípico
B: dramático, emocional o erráticoAlta impulsividad, inestabilidad, violenciaAntisocial, límite (TLP), histriónico, narcisista
C: ansioso o temerosoAnsiedad, inhibiciónEvitativo, dependiente, obsesivo-compulsivo (TOC-P)

Trastorno antisocial de la personalidad (TAP)

Patrón dominante de desprecio y violación de los derechos de los demás. Criterios DSM-5 TR (requiere ≥ 3):

  • Incumplimiento de normas sociales (actos delictivos).
  • Deshonestidad (mentiras, estafas).
  • Impulsividad.
  • Irritabilidad y agresividad.
  • Imprudencia para la propia seguridad o la ajena.
  • Irresponsabilidad.
  • Ausencia de remordimiento.

Requisitos adicionales: mayor de 18 años, evidencia de trastorno de conducta antes de los 15, no atribuible a esquizofrenia ni a episodio maníaco.

Psicopatía (Hare) vs. TAP (DSM)

TAP (DSM)Psicopatía (PCL-R)
Basado en conductas observables.Incluye dimensión afectiva e interpersonal (falta de empatía, manipulación, frialdad).
Frecuente en poblaciones carcelarias (~50-70%).Mucho más restringida (~15-25% de quienes cumplen TAP).
Responde parcialmente al tratamiento.Respuesta muy limitada.

Trastorno límite de la personalidad (TLP)

Inestabilidad en relaciones, autoimagen, afectos; impulsividad marcada. Criterios destacados: miedo al abandono, relaciones intensas e inestables, identidad alterada, conductas autolesivas o suicidas, sensación crónica de vacío, ira inapropiada. Tratamiento de referencia: terapia dialéctico-conductual (Linehan).

Otros cuadros de psicopatología relevantes

  • Trastornos depresivos: depresión mayor, distimia, trastorno premenstrual disfórico.
  • Trastornos bipolares: tipo I, tipo II, ciclotímico.
  • Trastornos de ansiedad: pánico, fobias, ansiedad generalizada, ansiedad social.
  • Trastornos del espectro esquizofrénico: esquizofrenia, delirante, breve, esquizoafectivo.
  • Trastornos relacionados con traumas y estrés: TEPT, estrés agudo, de adaptación.
Errores típicos
• Usar "psicópata" como insulto para cualquier delincuente cruel. Es un diagnóstico técnico.
• Confundir DSM con la última palabra: el DSM es una herramienta operativa, no una ontología. Existen críticas serias a su enfoque.
• Confundir personalidad con trastorno de personalidad: todos tenemos personalidad; pocos, un trastorno.
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8 Víctima y victimología

Definición

La víctima es una persona que sufre daño (físico, psíquico, económico, simbólico) como consecuencia de la acción u omisión de otro, de un hecho colectivo o de una situación de vulnerabilidad. La victimología es la disciplina que estudia a la víctima, sus características, el proceso de victimización y la reparación.

Evolución histórica del concepto

ÉpocaConcepción de la víctima
AntigüedadSacrificio (Pharmakós griego). Chivo expiatorio que carga con los males del grupo.
Derecho romanoVíctima como parte del pleito privado; compensación económica.
Edad mediaSe borra la víctima: el soberano absorbe el conflicto (el delito es ofensa al rey).
Modernidad penal (siglo XIX)El Estado monopoliza la reacción; la víctima sigue marginada.
Victimología clásica (años 40-50)Von Hentig y Mendelsohn: estudio científico de la víctima.
Años 70-80Reconocimiento institucional: declaraciones ONU, leyes de protección, inclusión en políticas públicas.
Siglo XXIVíctima como sujeto activo: no derrotada sino sufriente que puede reconstruirse.

Hans von Hentig y Benjamin Mendelsohn

Pioneros de la victimología científica (años 40-50). Von Hentig propuso tipologías de víctimas (pasivas, provocadoras, etc.) y la idea de pareja penal: víctima y victimario forman una diada que explica mejor el hecho que cada uno por separado. Sus categorías hoy están parcialmente criticadas por su tono culpabilizador de la víctima, pero inauguraron el campo.

Victimogénesis y victimodinámica

  • Victimogénesis: conjunto de factores que hacen que una persona se vuelva víctima (vulnerabilidad, exposición, relación previa con el victimario).
  • Victimodinámica: el proceso concreto por el cual esos factores se actualizan en un acto victimizante.

Victimización primaria, secundaria y terciaria

  • Primaria: el daño directo del hecho delictivo o traumático.
  • Secundaria: daño adicional producido por las instituciones que debían asistirla (policía que revictimiza, justicia que duda, medios que exponen). Especialmente grave en delitos sexuales y violencia de género.
  • Terciaria: estigmatización y efectos a largo plazo en la vida social, laboral, familiar.
Deber ético del profesional
Nombrar lo que sucede, reconocer a la víctima como sujeto, comprender la diada víctima-victimario, y ofrecer un encuadre de cuidado, no de sospecha. La víctima no debe ser objeto de juicio moral: necesita reconocimiento, autonomía y reparación.

Implicancias psicológicas

  • Trauma agudo y crónico: TEPT, estrés agudo, disociación.
  • Culpa del sobreviviente: se cuestiona por qué sobrevivió, por qué no hizo otra cosa.
  • Autoatribución de responsabilidad: "algo habré hecho" (culpabilización internalizada).
  • Indefensión aprendida (Seligman): tras intentos fallidos, deja de intentar escapar aun cuando hay salidas.
  • Síndrome de Estocolmo: vínculo paradojal con el agresor en cautividad prolongada (ver Criminología II, unidad 15).

Políticas de reparación

Instrumentos internacionales como la Declaración sobre los principios fundamentales de justicia para las víctimas (ONU, 1985) establecen derechos: acceso a la justicia, trato justo, resarcimiento, indemnización, asistencia. En Argentina: Ley 27.372 de Derechos y Garantías de las Personas Víctimas de Delitos (2017) y creación del Centro de Asistencia a las Víctimas.

Psicoterapia con víctimas

Enfoques específicos (EMDR, terapia cognitivo-conductual para trauma, terapia narrativa) buscan:

  • Reestablecer la seguridad.
  • Procesar la memoria traumática.
  • Reintegrar la experiencia al relato biográfico.
  • Restaurar vínculos y proyecto vital.
Errores típicos
• Tratar a la víctima como "derrotada" o "pasiva". La victimología moderna la entiende como sujeto sufriente activo que puede reconstruirse.
• Preguntarle "por qué no te fuiste", "por qué no denunciaste antes". Revictimización.
• Confundir pareja penal con "la víctima se lo buscó". Es una categoría analítica, no moral.
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Papiloscopía y Rastros

UNSO · Papiloscopía y Rastros · 8 unidades
1 Introducción: definición, ramas y principios

¿Qué es la papiloscopía?

La papiloscopía (o dermopapiloscopía) es la disciplina técnico-científica, parte esencial de la Criminalística, que estudia la conformación y el diseño de las crestas papilares humanas situadas en:

  • La cara interna de la tercera falange digital (yemas de los dedos).
  • La cara interna de la palma de las manos.
  • La cara interna de la planta de los pies.

Su finalidad es establecer, en forma categórica, indubitable e infalible, la identidad física humana.

Etimología

La palabra está compuesta por dos vocablos:

  • "papilos" — del latín, significa papila o prominencia.
  • "skopein" — del griego, significa mirar o examinar.

Ramas de la papiloscopía

Según el Sistema Dactiloscópico Argentino, la papiloscopía se compone de tres ramas sistematizadas más una cuarta no sistematizada:

RamaQué estudiaEstado
DactiloscopíaDibujos papilares de los dígitos (yemas, 3ra falange)Sistematizada
Palametoscopía (o Palmoscopía)Dibujos papilares de las palmas de las manosSistematizada
PelmatoscopíaDibujos papilares de las plantas de los piesSistematizada
PoroscopíaEstudio de los poros (salida de conductos sudoríparos en las crestas)No sistematizada (en desarrollo)
Los tres principios científicos
La papiloscopía se apoya en tres principios comprobados, todos deben cumplirse para que la identificación sea válida:
  • Perennidad: los diseños papiloscópicos comienzan a formarse entre el tercer y sexto mes de vida intrauterina, acompañan a la persona toda su vida y persisten después de su muerte hasta que la putrefacción de los tejidos los destruye.
  • Inmutabilidad: los diseños no cambian naturalmente a lo largo de la vida, salvo en tamaño. Solo pueden modificarse por cicatrices (lesiones que comprometen la dermis).
  • Variedad (o diversidad): no existen dos diseños iguales, ni entre personas distintas, ni entre los diez dígitos de una misma persona.

Principio de identidad

La papiloscopía descansa sobre el principio de identidad o mismidad: "Todo es igual a sí mismo y distinto a los demás de la misma especie". La identidad física humana, por huellas papilares, es la aplicación más categórica y científicamente sólida que existe para individualizar a una persona.

¿Por qué es tan confiable?

Por la conjunción de los tres principios: las huellas no se modifican con el tiempo (inmutabilidad), acompañan a la persona durante toda la vida (perennidad) y son únicas en el mundo (variedad). Un cambio en cualquiera de los tres —por ejemplo, que las huellas cambiaran con la edad— eliminaría su valor identificativo.

Errores típicos
• Confundir papiloscopía (el todo) con dactiloscopía (solo una rama, la de los dígitos).
• Poner la poroscopía dentro de las ramas sistematizadas. Es la cuarta rama no sistematizada.
• Pensar que los diseños se forman al nacer. Se forman entre el tercer y sexto mes de vida intrauterina.
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2 Historia de la papiloscopía y Vucetich

Antecedentes antiguos

Desde la antigüedad, el hombre usó la impresión de la mano como adorno, firma o marca:

  • Prehistoria: el Dr. Edmond Locard señala que el hombre de Aurignac reproducía su mano como elemento decorativo. Grabados similares en Europa, América y Asia.
  • Babilonia / Nínive: tablillas con dibujos papilares grabados (Museo Británico).
  • Siglo XVI a.C.: el Libro de Job (Antiguo Testamento) menciona el sello de la mano como señal de identidad divina.
  • China (Código Yung Hwui, 650 d.C.): el marido analfabeto debía firmar el documento de divorcio con su impresión digital.
  • Japón (Ley de Tahig, 702): ordena impresiones digitales al pie de documentos para analfabetos.
  • Turkestán/Tibet (782): manuscritos con la frase "imprimen las impresiones de sus dígitos que son marcas inconfundibles".

Precursores científicos

AñoAutorAporte
1684Nehemiah GrewMédico inglés; describe crestas y poros, sin finalidad identificativa.
1687Marcello MalpighiAnatomista italiano; estudio fisiológico de los "arabescos digitales". Considerado el abuelo de los dactilóscopos.
1747HintzeDescribe los surcos papilares de palmas y plantas.
1823Jan Evangelista PurkinjeMédico checo; clasifica los diseños digitales en 9 categorías. Considerado el padre de los dactilóscopicos. No propuso su uso identificativo.
~1858William HerschelFuncionario británico en India; utiliza las huellas para firmar contratos con nativos y evitar suplantaciones.
1880Henry FauldsPublica en Nature sobre el uso criminalístico de las huellas.
1892Francis GaltonPublica Fingerprints: clasifica los dibujos en arcos, presillas y verticilos. Establece científicamente la variedad.
~1897Edward HenryEn India, estructura el sistema Henry (adoptado por Scotland Yard en 1901).

Juan Vucetich y el Sistema Dactiloscópico Argentino

Juan Vucetich (1858–1925), nacido en Croacia, empleado en la Policía de la Provincia de Buenos Aires, es el creador del Sistema Dactiloscópico Argentino (SDA).

Hitos de Vucetich
1 de septiembre de 1891: primera aplicación mundial de la identificación dactiloscópica sobre 23 detenidos en el Departamento Central de Policía (La Plata). Es la primera vez en el mundo que se usa un sistema dactiloscópico administrativo.

1892 (Necochea): primer caso criminal del mundo resuelto por huellas dactilares — el doble filicidio de Francisca Rojas. Las huellas ensangrentadas en la puerta identificaron a la propia madre como autora del crimen de sus dos hijos.

Iconofalangometría: primer nombre del sistema. Inicialmente tenía 101 tipos (inspirados en Galton).

1896: Vucetich reduce a 4 tipos fundamentales: arco, presilla interna, presilla externa y verticilo. Así nace el SDA propiamente dicho.

Crea por primera vez en el mundo la ficha decadactilar: los 10 dígitos tomados sistemáticamente.

Expansión del SDA

El SDA se adoptó oficialmente en Argentina (1903 por ley provincial, luego nacional) y fue exportado a numerosos países latinoamericanos. Convive a nivel mundial con el Sistema Henry (de origen inglés, usado por Scotland Yard y países anglosajones).

José Engel y la formación intrauterina

José Engel demostró mediante estudios anatómicos que las crestas papilares tienen diseño definido a partir del 6º mes de vida intrauterina. Éste es el sustento del principio de perennidad.

Errores típicos
• Atribuir la paternidad del sistema a Galton. Galton aportó la clasificación en 3 grandes grupos (arco, presilla, verticilo), pero el sistema práctico de individualización argentino es de Vucetich.
• Confundir a Purkinje con Malpighi: Malpighi (1687) = abuelo; Purkinje (1823) = padre.
• Decir que Vucetich creó 101 tipos: los redujo a 4 desde los 101 originales de la Icnofalangometría.
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3 Vocabulario técnico y topografía papilar

Vocabulario básico

TérminoDefinición
Cresta papilarAlto relieve de la piel. Papilas dérmicas dispuestas en dos líneas paralelas que, al llegar a la superficie, forman cordones visibles en la epidermis. Se generan en la capa superficial de la dermis.
Surco interpapilarBajo relieve. Espacio entre las crestas papilares que las separa longitudinalmente.
Dibujo papilarFigura formada por la combinación de altos relieves (crestas) y bajos relieves (surcos) en las regiones idóneas del cuerpo.
PapilogramaTérmino general; puede ser dactilograma, palametograma o pelmatograma según la zona.
HuellaImpresión papilar dejada involuntariamente, en actos de la vida diaria, por humedad natural o secreción sudoríparo-sebácea sobre una superficie.
Rastro papilarMarca visible o latente dejada por contacto directo del tejido epidérmico; adquiere esta denominación al estar vinculada a un hecho criminal.
ImpresiónResultado de estampar voluntariamente, sobre un soporte adecuado (ficha), los dibujos papilares con entintado previo.
Huella vs. rastro
Huella: marca involuntaria de la vida cotidiana. Rastro: es la misma marca pero al estar ligada a un hecho criminal adopta el nombre técnico de "rastro". La diferencia no es física — es contextual y legal.

Dactilograma natural y artificial

Dactilograma naturalDactilograma artificial
Qué esConjunto de crestas y surcos en el pulpejo, observado directamente sobre el dígitoEstampa o calco del natural, obtenido por entintado del dígito y presión sobre papel
ObservaciónDe visu, con lupa y luz adecuadaSobre papel (lo que comúnmente usamos en las fichas)
ComponentesCrestas papilares + surcos interpapilaresLíneas (impresión de las crestas) + espacios (no impresión de los surcos)
OrientaciónOriginalInvertida respecto del natural

Importante: todas las definiciones del sistema están basadas en el cotejo de papilogramas artificiales. El artificial se encontrará siempre invertido respecto del natural.

Límites (limbos) del dactilograma natural

  • Inferior: pliegue de flexión entre la 3ra y la 2da falange.
  • Laterales y superior: limbo del campo visual del observador (aureola), demarcado por el espacio y el pulpejo.

Topografía del dactilograma artificial

El dactilograma se divide en tres regiones, delimitadas por los deltas:

  • Región nuclear: la parte central del dactilograma.
  • Región marginal: rodea al núcleo en los laterales y la parte superior.
  • Región basilar: parte inferior, paralela al pliegue de flexión.

El delta (outer terminus)

El delta es la figura más importante para la clasificación. Es la confluencia o convergencia de tres sistemas de líneas: dos que forman un ángulo y una tercera unida a su vértice. Forma una figura similar al signo matemático < o >, y delimita las tres regiones (nuclear, marginal, basilar).

Tipos de delta

CriterioTipoCaracterística
NaturalezaVerdaderoDelimitado por tres sistemas de líneas. Se origina por fusión (negro) o aproximación (blanco).
Falso / pseudodeltaNo cumple requisitos (carece de punto déltico). Común en algunos arcos. No delimita regiones.
EspecíficoDelimitado por crestas de una sola región (visto en verticilos trideltos).
ImpresiónNegro (saliente)Originado por fusión. Líneas negras visibles (cúspides de las crestas entintadas).
Blanco (hundido)Originado por aproximación. Espacio blanco triangular.

Elementos constitutivos del delta

  • Punto déltico: intersección/confluencia de las tres limitantes.
  • Línea directriz: ascendente o descendente. Desde el punto déltico, encierra o circunscribe la zona nuclear.
Errores típicos
• Confundir "huella" con "rastro". Son la misma marca; la diferencia es contextual (involuntaria cotidiana vs. ligada a hecho criminal).
• Olvidar que el dactilograma artificial está invertido respecto del natural. Todas las clasificaciones se hacen sobre el artificial.
• Contar el pseudodelta como delta verdadero. El pseudodelta carece de punto déltico y no delimita regiones.
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4 Sistema Dactiloscópico Argentino (SDA)

Origen del SDA

Ideado por Juan Vucetich. Inicialmente se llamó Icnofalangometría con 101 tipos. En 1896, Vucetich lo redujo a 4 tipos fundamentales, dando forma al SDA actual. Entró en funcionamiento el 1 de septiembre de 1891 con la identificación de 23 detenidos en el Departamento Central.

Criterio del SDA

Para clasificar un dactilograma, el SDA observa la presencia o ausencia de deltas, y en caso de haberlos, su posición y cantidad. Sobre esto define los cuatro tipos fundamentales:

TipoDeltasCaracterísticaClave pulgaresClave resto dígitos
ArcoNingunoLíneas paralelas atraviesan el dactilograma de un extremo a otro, algo curvas hacia arriba. Carece de líneas directrices y núcleo.A1
Presilla interna1 deltaDelta a la derecha del observador; las líneas directrices envuelven al núcleo y se dirigen hacia la izquierda.I2
Presilla externa1 deltaDelta a la izquierda del observador; las líneas directrices envuelven al núcleo y se dirigen hacia la derecha.E3
Verticilo2 deltas (o más)Dos deltas opuestos y enfrentados; las líneas directrices circunscriben al núcleo en diferentes formas.V4
Regla de oro para recordar
Arco = A / 1 (sin deltas).
Presilla Interna = I / 2 (delta a la DErecha — asas hacia la IZquierda; la "I" es la INcluida dentro del observador).
Presilla Externa = E / 3 (delta a la IZquierda — asas hacia la DErecha; la "E" es la EXcluida o externa).
Verticilo = V / 4 (dos deltas opuestos).

Truco práctico: la presilla toma el nombre del lado donde están sus asas (el lado contrario al delta).

Tipos puros e impuros

Un tipo es puro cuando se ajusta estrictamente a la definición; es impuro cuando presenta variantes.

Arcos

  • Arco normal (puro): líneas transversales, algo curvas y paralelas.
  • Arco con inclinación izquierda/derecha (impuro): líneas con caída brusca hacia un lado.
  • Arco pseudodelta derecho/izquierdo (impuro): líneas forman un signo > o < y de la línea superior se desprenden ramas que simulan un delta.
  • Arco angular o quebrado: líneas elevadas en forma de ángulo.
  • Arco piramidal alto / bajo: las líneas centrales se elevan en forma piramidal.
  • Arco piniforme: líneas centrales con forma de omega (Ω).

Presillas internas y externas

Se subclasifican según el conteo de líneas desde el punto déltico hasta la cúspide del asa central. La línea de Galton es una recta imaginaria trazada desde el punto déltico hasta la cúspide del asa central y se utiliza como guía para contar. El asa central es la línea más central que asciende, forma cúspide curva y desciende en la misma dirección de su nacimiento.

Verticilos

Se subclasifican por el recorrido de las líneas directrices: verticilo común, espiral, ovoidal, sinuoso, doble asa, etc.

Dactilogramas tendenciosos

Son aquellos que quedan en la "frontera" entre dos tipos y requieren criterio experto. Ejemplo: una presilla con un delta muy desplazado puede confundirse con arco, o un verticilo con un delta difuso puede parecerse a una presilla.

Individual dactiloscópica

Es la fórmula que identifica a la persona con los 10 dígitos. Se escribe como:

Mano derecha: pulgar-índice-medio-anular-meñique · Mano izquierda: pulgar-índice-medio-anular-meñique

Ejemplo: A1111-A1111 (arco en pulgar derecho, luego 1 (arco) en índice, medio, anular y meñique derechos; mismo patrón en la izquierda).

La ficha decadactilar

Creada por Vucetich, es el documento donde se toman sistemáticamente los 10 dígitos. Permite archivar y clasificar por individual dactiloscópica. Hoy existe su versión digital (AFIS: Automated Fingerprints Identification System) que compara millones de huellas en segundos.

Caso cotejo
Si dos fichas tienen individuales dactiloscópicas distintas, por ejemplo A1111-A1111 vs I2222-I2222, la no correspondencia de la individual permite concluir que los dactilogramas no pertenecen al mismo individuo. El cotejo falla en la clasificación, sin necesidad de llegar a puntos característicos.
Errores típicos
• Confundir presilla interna con externa. Regla: la interna tiene delta a la DERECHA; la externa, a la IZQUIERDA del observador.
• Pensar que el arco no tiene deltas "siempre". Los arcos impuros pueden tener pseudodeltas que simulan delta pero carecen de punto déltico.
• Olvidar que la clasificación primero (A/I/E/V o 1/2/3/4) define la identidad; sólo en dactilogramas del mismo tipo se pasa a buscar puntos característicos.
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5 Puntos característicos y normas de cotejo

¿Qué son los puntos característicos?

Son los pequeños detalles o particularidades que presentan las crestas papilares en su recorrido dentro del dactilograma. Son la clave para individualizar a una persona: dos dactilogramas del mismo tipo fundamental pueden distinguirse por la distinta disposición de sus puntos característicos. También se los llama minucias.

Cuántos puntos tiene una huella y cuántos bastan
Una huella completa tiene entre 60 y 120 puntos característicos. Para la identificación pericial en el SDA, basta con 12 puntos coincidentes en ubicación, situación y dirección para afirmar categóricamente la identidad.

Los puntos característicos del SDA

Los ocho (8) puntos característicos más utilizados en el Sistema Dactiloscópico Argentino son:

PuntoDefinición
PuntoImpresión de un poro aislado, no forma parte de una línea. Es la mínima expresión de una cresta papilar.
IslotePequeña porción de cresta aislada, mayor que un punto, formada por la impresión de 2 a 5 poros.
CortadaLínea que empieza y termina dentro del dactilograma. Debe estar aislada entre dos líneas.
EncierroLínea que en un momento de su recorrido se abre en dos para volver a cerrarse, dejando en su centro un espacio (limpio o intervenido).
HorquillaLínea que en su recorrido vuelve sobre sí misma, pudiendo presentar en el punto de mayor curvatura una cola o apéndice.
BifurcaciónLínea a la que se le adhiere otra en cualquier punto de su recorrido, formando un ángulo agudo.
Extremo de líneaLínea que posee un extremo dentro del dactilograma, perdiéndose fuera de él por uno de sus límites.
EmpalmeDos líneas contiguas unidas entre sí por una tercera, formando dos ángulos agudos.

Normas de cotejo: identidad dactiloscópica

La identidad dactiloscópica exige cuatro requisitos que deben cumplirse simultáneamente:

1. Idoneidad

Las impresiones deben ser aptas para el cotejo. Se divide en:

  • Nitidez suficiente: los trazos deben verse claramente, sin manchas ni borrones.
  • Integridad suficiente: debe haber suficiente superficie legible (no una esquina mínima).

2. Similitud

Ambos dactilogramas deben pertenecer al mismo tipo fundamental (A, I, E, o V) y subclasificarse igual. Dos tipos distintos nunca pueden pertenecer al mismo pulpejo.

3. Cantidad suficiente de puntos característicos

Se exigen al menos 12 puntos característicos coincidentes, "igualmente ubicados, situados y dirigidos".

4. Calidad de los puntos característicos

Cada uno de los 12 puntos debe cumplir con tres condiciones:

  • Ubicación: misma posición relativa dentro del dactilograma.
  • Situación: misma posición respecto del punto déltico (o de referencias internas).
  • Dirección: misma orientación y sentido.
Los tres requisitos de calidad deben ser CONCURRENTES
Los tres (ubicación, situación, dirección) deben cumplirse en simultáneo en cada punto. Si falta uno, ese punto no cuenta para los 12 mínimos. La concurrencia absoluta es lo que eleva la identificación a categoría de fehaciente e indubitable.

Técnica de la figura geométrica

Una vez marcados los 12 (o más) puntos característicos en ambas macrofotografías (dubitada e indubitada), se unen los puntos en secuencia (1, 2, 3, ... 15) con una línea. El resultado es una figura geométrica. Si las dos figuras obtenidas son coincidentes, queda demostrada la identidad dactiloscópica.

Aplicación práctica en pericia
Se emplea para el análisis: lupa cuenta-hilo (típicamente 10x), lupa estereoscópica, luz oblicua y cámara fotográfica para macro. Los recuadros del dactilograma dubitado se marcan en rojo, los del indubitado en verde. Ambas imágenes deben tener tamaño, nitidez y proporción adecuados.
Errores típicos
• Confundir horquilla con bifurcación. Horquilla: una línea vuelve sobre sí misma (giro de 180°). Bifurcación: dos líneas se unen en ángulo agudo.
• Pensar que basta con contar 12 puntos. Deben ser coincidentes en ubicación, situación y dirección: los tres requisitos concurrentes, no uno solo.
• Cotejar puntos característicos en dactilogramas de tipos distintos. Primero hay que verificar similitud de tipo fundamental (mismo A, I, E, V).
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6 Rastros papilares y reactivos

Clasificación de los rastros papilares

Se clasifican según su visibilidad y su mecanismo de formación:

TipoCómo se formaCómo se encuentra
VisiblesEntre el pulpejo y el soporte media una sustancia impresora no específica: sangre, tinta, polvo, pintura, grasa.A simple vista o con lupa. No requiere reactivos.
LatentesNo media sustancia entre pulpejo y soporte. La impresión queda por la secreción sudoríparo-sebácea natural.Invisibles al ojo desnudo. Requieren reactivos físicos, químicos o instrumentales para hacerse visibles.
Moldeadas (plásticas)El soporte está blando o deformable (gelatina, chocolate, jabón, masilla). La presión del pulpejo deja la impresión.Visibles en relieve invertido (crestas hundidas, surcos en alto relieve). Se colecta el objeto y se hace vaciado con yeso o látex.

Composición de la secreción papilar (latente)

Los rastros latentes se componen de la mezcla de secreción sudorípara y sebácea:

  • Agua (se evapora rápido — dura minutos u horas).
  • Sales (cloruros, reactivos con nitrato de plata).
  • Grasas y aceites (sebo — reaccionan con vapor de yodo, cianocrilato).
  • Proteínas y aminoácidos (los últimos en evaporarse: pueden durar años — reaccionan con ninhidrina, DFO).
Por qué los aminoácidos son los mejores aliados del perito
El agua y las sales se evaporan rápido. Las grasas se disipan en semanas. Los aminoácidos, en cambio, pueden persistir años. Por eso los reactivos químicos que reaccionan con aminoácidos (ninhidrina, DFO) son los más útiles para rastros antiguos, especialmente sobre papel.

Reactivos físicos (polvos)

Son polvos finamente tamizados, sin aceites, que se adhieren a las secreciones del rastro.

  • Polvos convencionales: carbón (negro, para superficies claras), blanco de titanio (para superficies oscuras), aluminio, ioduro de almidón.
  • Polvos magnéticos: se aplican con lápiz imantado. Útiles en cualquier superficie menos metálicas.
  • Polvos fluorescentes: requieren luz UV; útiles en superficies multicolores o oscuras.

Se adhieren tanto al agua como a las grasas de la secreción. Útiles en rastros recientes sobre superficies relativamente suaves, secas y sin adhesivos. Se usan después del láser fluorescente y después del cianocrilato, pero antes de la ninhidrina.

Reactivos químicos

ReactivoReacciona conColor resultanteUso principal
Vapor de yodoGrasas y aceites (sublimación)Ocre/purpúreoReactivo de exploración por excelencia. Reacción desaparece rápido: fotografiar inmediatamente. Antes de ninhidrina y nitrato.
NinhidrinaAminoácidosPúrpura ("Púrpura de Rhuemann")Superficies porosas, especialmente papel. Revelado hasta 10 días (se acelera con calor/humedad). No útil si el elemento estuvo expuesto al agua.
DFO (diazafluorescencia)Aminoácidos (fluorescente)Fluorescente (requiere luz)Análogo de la ninhidrina. Usar antes de la ninhidrina. También útil en manchas débiles de sangre.
Nitrato de plataCloruros (sales)Gris al exponer a la luzPapel, tarjetas, plásticos, maderas claras sin barniz. Después de ninhidrina y yodo. No útil si estuvo expuesto al agua.
Amido negroProteínas en sangreNegroSolo huellas contaminadas con sangre. Muy sensible. Útil incluso sobre piel humana de cadáveres.

Reactivos instrumentales

  • Cianocrilato (superglue): vapor de pegamento que reacciona con el agua y componentes de las huellas formando un depósito sólido blanco. Es el método de referencia para superficies no porosas: vidrio, plástico, metal, piel humana. Se hace en cámara de ahumado.
  • Láser verde, láser argón, luz forense: detecta la fluorescencia natural de algunas secreciones o los polvos fluorescentes.
  • Luz ultravioleta: útil con polvos fluorescentes o tintes flurocromados.
  • AFIS (Automated Fingerprints Identification System): digitaliza la huella y la coteja en segundos contra millones de fichas archivadas.

Orden de aplicación

Regla crítica: químicos antes que físicos
Si se combinan reactivos químicos y físicos: primero los químicos, después los físicos — nunca al revés. Un polvo físico contamina la superficie y puede impedir la reacción posterior de un químico. Secuencia típica sobre superficies porosas: DFO → ninhidrina → nitrato de plata.

Guía de reactivos por superficie

SuperficieReactivos recomendados
Suaves no porosas (vidrio, plástico duro, pintura, barniz)Polvos, yodo, cianocrilato, tintes fluorescentes
Papel y cartón (sin encerar)Yodo, ninhidrina, DFO, nitrato de plata
Metales sin tratarPartículas pequeñas, cianocrilato, polvos
Madera sin tratarNinhidrina (porosa); polvos (madera suave); nitrato de plata (madera liviana)
Superficies enceradas / cerasPolvos no metálicos, cianocrilato, tintes fluorescentes
Errores típicos
• Usar físicos antes que químicos. Siempre al revés: químicos primero, físicos después.
• No fotografiar un revelado con yodo o nitrato de plata. Ambos se desvanecen rápido: fotografiar inmediatamente.
• Usar ninhidrina sobre papel mojado. El agua arrastra los aminoácidos y la reacción no ocurre.
• Confundir rastro moldeado con visible. El moldeado tiene relieve invertido (crestas hundidas) y requiere vaciado con yeso/látex.
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7 Revelado, levantamiento y necropapiloscopía

Procedimiento de revelado del rastro

  1. Localización: ubicar una linterna oblicuamente al soporte para reflejar el rastro por incidencia angular. Recorrer toda la superficie.
  2. Elección del reactivo: considerar color, contextura y superficie del soporte, presencia de humedad. Para rastro reciente seco, polvo. Para rastro antiguo en papel, ninhidrina.
  3. Carga del pincel: derramar en la tapa del frasco una pequeña porción (no meter el pincel directamente en el frasco — contaminación). Mover el pincel en la tapa en forma circular para que se adhiera sin recargar. El exceso daña el rastro.
  4. Aplicación: tocar la superficie apenas con la punta del pincel, en movimientos circulares. Si se apoya todo el pincel, la fuerza del raspado corre el rastro.
  5. Revelado: el polvo se adhiere a las secreciones y el rastro se hace visible.
  6. Fijación fotográfica: una vez visible, fotografiar con escala métrica y contraste adecuado (blanco/negro según el soporte).

Procedimiento de levantamiento con cinta

  1. Pegar la cinta arriba del rastro, no sobre él. La cinta engomada debe tener adherencia pareja, sin burbujas de aire.
  2. Con el dígito del perito, desplazarse de derecha a izquierda y hacia abajo, pegando poco a poco.
  3. Evitar que quede aire entre cinta y rastro — el aire impide la adherencia.
  4. Una vez bien adherido, levantar la cinta en sentido contrario: de abajo hacia arriba, con mucho cuidado.
  5. Transportar y montar: pegar la cinta sobre un soporte apto (vidrio) con papel de contraste (claro u oscuro según el color del rastro).
Clave: adherencia pareja y sin aire
La cinta debe tener goma sin burbujas. Un aire atrapado durante el levantamiento implica que esa porción del rastro no queda adherida y puede perderse o distorsionarse. Lo mismo vale para la cinta de embalaje usada como alternativa: sólo sirve si tiene engomado parejo.

Fijación fotográfica: claves

  • Máquina fotográfica con lentes de aumento (+1, +2, +3).
  • Fuente óptica-lumínica halógena para buena iluminación.
  • Fotografía general (contexto del hallazgo) y particular/macro (detalle del rastro).
  • Patrón métrico en la foto (regla o escala).
  • Contraste perfecto: blanco del reactivo contra soporte oscuro, o viceversa.

Necropapiloscopía

Es la rama de la papiloscopía dedicada a obtener impresiones papilares de cadáveres. Se basa en el principio de perennidad: las crestas papilares acompañan a la persona tras su muerte, hasta que la putrefacción de los tejidos las hace desaparecer.

Tiempo de conservación según el estado

EstadoTiempo de conservación útil de la huella
Vivo (rastros recientes, intencionales)1–2 horas
Cadáver (antes de putrefacción)Hasta ~120 horas (5 días)
Huellas latentes sobre papel con ninhidrinaMáxima: 10 a 40 años
Rastros con cianocrilato sobre superficie no porosaHasta varias semanas

Técnicas necropapiloscópicas

  • Cadáver fresco: se toma la ficha como a un vivo — entintado directo del pulpejo y presión sobre la tira. Puede requerir presión sobre un cilindro por la rigidez.
  • Cadáver con rigidez cadavérica: masaje y calentamiento local para aflojar el dígito, o amputación del mismo para su toma en laboratorio (casos extremos y previa orden judicial).
  • Cadáver con macerado por agua: técnica de rehidratación y uso del tejido epidérmico aislado sobre un molde.
  • Cadáver carbonizado: si la dermis sobrevive, se puede reconstituir la huella. Si la cara interna está destruida, se recurre a la cara externa/dorsal (dedo en guante).
  • Cadáver en putrefacción avanzada o esqueletización: ya no se puede. Se pasa a identificación por otros medios (odontológica, genética).
Importancia forense
La necropapiloscopía permite identificar cadáveres NN (sin identificar), víctimas de accidentes masivos, catástrofes y crímenes cuando la identificación visual falla o el rostro está destruido. Es el primer método a intentar por su rapidez y bajo costo (comparado con ADN).

Dactilograma "impronta dactilar artificial" obtenida de cadáver

Una vez tomada, la impresión del cadáver se procesa exactamente como cualquier ficha decadactilar. Se clasifica por SDA, se busca la individual y se coteja contra archivos (AFIS) o fichas indubitadas del presunto.

Errores típicos
• Creer que el rastro dura lo mismo siempre. Depende de: estado del soporte, humedad, temperatura, secreción del sujeto y tipo de reactivo empleado.
• Pensar que los cadáveres no dan huellas. Hasta ~120 hs post-mortem se pueden obtener en buenas condiciones.
• Intentar levantar cinta sin que la adherencia sea pareja: el rastro queda parcial o se rompe.
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8 Informe pericial dactiloscópico

¿Qué es un informe pericial?

Es el documento técnico-científico que el perito presenta al juez o fiscal explicando cómo realizó el estudio y cuál es su conclusión sobre un hecho controvertido. En el caso dactiloscópico, el objeto típico es "determinar identidad dactiloscópica" entre un rastro dubitado (incierto, de la escena) y una muestra indubitada (conocida, generalmente de ficha decadactilar).

Tipos de perito

  • De oficio: designado por el juez (sorteo de lista).
  • Oficial: funcionario de una fuerza (policía, gendarmería, fiscalía).
  • De parte: propuesto por una de las partes del proceso.
  • Consultor técnico: similar al de parte pero con función asesora limitada (CPCCN).

Estructura del informe

  1. Encabezado: datos del perito, carátula de los autos, juzgado/secretaría, número de expediente, designación como perito.
  2. I. Objeto del informe: fin concreto (ej: "DETERMINAR IDENTIDAD DACTILOSCÓPICA").
  3. II. Elementos ofrecidos:
    • Dubitados: rastros obtenidos en la escena (lo que hay que identificar).
    • Indubitados: muestra de referencia (ficha decadactilar del presunto, generalmente de la policía).
  4. III. Operaciones realizadas:
    • Fundamentos técnicos: definir papiloscopía y sus ramas, los tres principios, identidad dactiloscópica, grupos de dactilograma (SDA: 4 tipos), normas de cotejo (idoneidad, similitud, cantidad, calidad), definición de puntos característicos.
    • Análisis realizados: instrumental usado (lupas con aumento, luz, cámara); clasificación y subclasificación de cada dactilograma; tipo fundamental al que pertenecen; fijación fotográfica; marcado de puntos característicos (numeración 1 a 15); técnica de la figura geométrica.
  5. IV. Conclusiones: en MAYÚSCULAS, negrita e inclinadas si corresponde. Responden estrictamente a lo pedido. Ejemplo: "LAS IMPRESIONES DACTILARES OBRANTES EN EL DOCUMENTO DUBITADO, COMO EN EL INDUBITADO OBTENIDO DE FICHA DECADACTILAR, FUERON ESTAMPADAS POR EL MISMO PULPEJO DEL MISMO DÍGITO DE UNA MISMA MANO DE UNA MISMA Y ÚNICA PERSONA, SIENDO ESTA DE [NOMBRE]".
  6. Fórmula final de cortesía: "Se tenga por cumplimentada la pericia solicitada. Proveer de conformidad que SERÁ JUSTICIA." Seguido por firma, nombre y DNI.
  7. Anexos: con títulos claros — Anexo I: Rastro dubitado. Anexo II: Ficha decadactilar. Anexo III: Clasificación dubitado e indubitado (cotejo). Anexo IV: Cotejo con puntos característicos.

Convenciones de formato

Reglas prácticas del informe
  • Letra Arial 12, hoja A4, márgenes razonables.
  • Sangría al comienzo de cada párrafo; dos espacios entre títulos y un espacio entre párrafos (mejora la lectura).
  • No poner fecha (la coloca el juzgado con su timbrado) salvo que sea informe privado.
  • No poner número de página (los juzgados folian) salvo pericia particular.
  • Nombre de actora/demandada: negrita, mayúscula, entre comillas.
  • Conclusiones: MAYÚSCULAS, negrita, inclinada.
  • Saludo final al juez si es informe oficial.
  • Usar latiguillos al pasar de un tema a otro: "De acuerdo a lo analizado, se determina que...", "Atento lo precedentemente expuesto y el material analizado...".

Consideraciones sobre anexos

  • Recuadros del dubitado en marcador rojo; del indubitado en marcador verde.
  • Imágenes de tamaño y nitidez suficiente, proporción adecuada.
  • Para la técnica de figura geométrica: perforar cada punto característico, unir los orificios del 1 al 15 en el reverso de la lámina. La figura geométrica resultante debe ser coincidente en ambas macrofotografías.

Ejemplo de conclusión ante NO identidad

Cuando las individuales dactiloscópicas no coinciden, la conclusión se redacta señalando la no correspondencia. Ejemplo: "La no correspondencia en cuanto a la Individual Dactiloscópica (FICHA A: A1111-A1111; FICHA B: I2222-I2222) permite establecer, en forma categórica y fehaciente, que los dactilogramas sometidos a estudio NO PERTENECEN AL MISMO INDIVIDUO."

Los "latiguillos" típicos del lenguaje pericial

  • "Quien suscribe... se dirige a V.S. a fin de elevar el resultado de la tarea encomendada".
  • "Dándose cumplimiento a la requisitoria pericial...".
  • "De la observación analítica comparada entre ambos dactilogramas, se pudo establecer fehacientemente que...".
  • "Atento lo precedentemente expuesto y el material analizado, se concluye que...".
  • "Es cuanto se puede informar. Saludo a V.S., muy atentamente".
Errores típicos al redactar
• Poner fecha o número de página en informe oficial: los juzgados folian y timbran ellos.
• No aclarar qué es dubitado y qué es indubitado: las fotos y el texto deben identificarlos sin ambigüedad.
• Concluir con ambigüedad. La conclusión debe ser categórica ("fueron estampadas por el mismo pulpejo del mismo dígito…" o bien "no pertenecen al mismo individuo"), nunca probabilística.
• Olvidar anexar las láminas (rastro dubitado, ficha, cotejo): el cuerpo del informe refiere a ellas.
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Lógica y Estructuras Discretas

UTN FRBA · Cátedra Ing. María Alicia Piñeiro · 10 unidades
Primer parcial Unidades 1–5
1 Unidad 1: Lógica proposicional y razonamientos

¿Qué es una proposición?

Una proposición lógica es un enunciado declarativo del que se puede afirmar, sin ambigüedad, si es verdadero (V) o falso (F). Las proposiciones se denotan con letras minúsculas (p, q, r, …) y su valor de verdad se escribe v(p).

Proposición vs. no proposición
  • "Cuatro es un número impar" — proposición, v(p) = F.
  • "París es la capital de Francia" — proposición, v(q) = V.
  • "El cielo es verde" — proposición, v = F.
  • "¿Qué hora es?" — NO es proposición (es pregunta).
  • "¡Hola!" — NO es proposición (es exclamación).
  • "x es un número entero" — NO es proposición (depende de x; es una función proposicional).
  • "Esta materia es muy útil" — es proposición (tiene valor de verdad, aunque subjetivo).
Error típico: confundir "abierto" con "no proposición"

"2x + 5 = 8" sola NO es proposición (depende de x). Pero "existe un x entero que cumple 2x + 5 = 8" SÍ es proposición (y es verdadera). La cuantificación transforma predicados en proposiciones.

Las proposiciones que enuncian una sola idea se llaman proposiciones simples. Combinando varias mediante conectivos lógicos se forman proposiciones compuestas.

Conectivos lógicos y tablas de verdad

Negación (¬)

Es el único conectivo unario: se aplica a una sola proposición. Invierte el valor de verdad. Se lee "no p" o "es falso que p".

p¬p
VF
FV
Ejemplos de negación
  • "El tres no es un número par."
  • "No es cierto que hoy es domingo."
  • "Es falso que la división es cerrada en ℝ."

Conjunción (∧)

Expresa simultaneidad: "p y q". Es verdadera solo cuando ambas proposiciones son verdaderas; en cualquier otro caso es falsa.

pqp ∧ q
VVV
VFF
FVF
FFF
Otras formas de expresar conjunción
"Estamos en invierno pero hace calor." | "Debo estudiar, además no me gusta el fútbol." | "Tu prima es bonita, también es inteligente."

Disyunción inclusiva (∨)

Expresa "al menos una de las dos". Es falsa solo cuando ambas proposiciones son falsas. En el lenguaje cotidiano usa "o".

pqp ∨ q
VVV
VFV
FVV
FFF
Ejemplo
"Podés pagar en efectivo o con tarjeta." — Si pagás con los dos a la vez, la promesa igual se cumple (disyunción inclusiva).

Disyunción exclusiva (⊕)

Es verdadera solo cuando las proposiciones tienen valores de verdad distintos. En el lenguaje debe expresarse explícitamente: "uno u otro, pero no ambos".

pqp ⊕ q
VVF
VFV
FVV
FFF

La disyunción exclusiva se puede expresar con la equivalencia: p ⊕ q ≡ (p ∨ q) ∧ ¬(p ∧ q).

Ejemplo
"Pueden recuperar el primer parcial o el segundo, pero no ambos." — Si recuperaran los dos, la propuesta no se cumpliría.

Condicional (→)

Expresa "si p, entonces q". La única forma en que un condicional es falso es que el antecedente sea verdadero y el consecuente falso. Cuando la premisa es falsa, no se puede reprochar nada: el condicional resulta verdadero (análogo a la inocencia por falta de pruebas).

pqp → q
VVV
VFF
FVV
FFV
Formas equivalentes de expresar p → q
  • "Si p, entonces q."
  • "p es suficiente para q."
  • "q es necesario para p."
  • "q siempre que p."
  • "El cuadrado de todo número par es par." (≡ "Si un número es par, su cuadrado es par.")
  • "Es necesario ser mayor de edad para ingresar al casino." (≡ "Si ingresás al casino, entonces sos mayor de edad.")
Condicionales asociados a p → q
Dado p → q, se definen tres condicionales relacionados:
  • Recíproco: q → pno es equivalente al original.
  • Contrario: ¬p → ¬qno es equivalente al original.
  • Contrarrecíproco: ¬q → ¬p es equivalente al original: p → q ≡ ¬q → ¬p.

Bicondicional (↔)

Expresa "si y solo si": es verdadero cuando ambas proposiciones tienen el mismo valor de verdad. Si el bicondicional es verdadero, se dice que p y q son equivalentes.

pqp ↔ q
VVV
VFF
FVF
FFV
Formas de expresar p ↔ q
  • "p si y solo si q."
  • "p es necesario y suficiente para q."
  • "Una matriz cuadrada es inversible si y solo si su determinante no es nulo."
Orden de precedencia de los conectivos
Cuando no hay paréntesis, el orden de evaluación es (de mayor a menor precedencia):
  1. ¬ (negación)
  2. ∧ (conjunción)
  3. ∨ (disyunción)
  4. → (condicional)
  5. ↔ (bicondicional)
Ejemplo: ¬p ∧ q → r se interpreta como (¬p ∧ q) → r.

Tablas de verdad de proposiciones compuestas

Si una proposición tiene n variables distintas, la tabla tiene 2n renglones. Se construye columna por columna, haciendo una operación por vez.

Ejemplo: tabla de q → (¬p ∧ ¬q)
pq¬p¬q¬p ∧ ¬qq → (¬p ∧ ¬q)
VVFFFF
VFFVFV
FVVFFF
FFVVVV
La última columna tiene V y F: es una contingencia.

Tautología, contradicción y contingencia

TipoDefiniciónSímboloEjemplo
Tautología Siempre verdadera para cualquier valores de las variables V p ∨ ¬p
Contradicción Siempre falsa para cualquier valores de las variables F p ∧ ¬p
Contingencia Verdadera en algunos casos, falsa en otros p → q
Relación entre tautología y equivalencia
Dos proposiciones p y q son equivalentes (p ≡ q) si y solo si p ↔ q es una tautología.

Equivalencias lógicas principales

Dos proposiciones compuestas son equivalentes si tienen idéntica tabla de verdad. Las equivalencias se usan para simplificar proposiciones y demostrar razonamientos.

#NombreEquivalencia
1Involución (doble negación)¬(¬p) ≡ p
2Conmutatividadp ∧ q ≡ q ∧ p  |  p ∨ q ≡ q ∨ p
3Asociatividadp ∧ (q ∧ r) ≡ (p ∧ q) ∧ r  |  p ∨ (q ∨ r) ≡ (p ∨ q) ∨ r
4Distributividadp ∧ (q ∨ r) ≡ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r)
p ∨ (q ∧ r) ≡ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r)
5Idempotenciap ∧ p ≡ p  |  p ∨ p ≡ p
6De Morgan¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q
¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q
7Absorciónp ∧ (p ∨ q) ≡ p  |  p ∨ (p ∧ q) ≡ p
8Identidadp ∧ V ≡ p  |  p ∨ F ≡ p
9Dominaciónp ∨ V ≡ V  |  p ∧ F ≡ F
10Tercero excluidop ∨ ¬p ≡ V
11Condicionalp → q ≡ ¬p ∨ q
12Contrarrecíprocop → q ≡ ¬q → ¬p
13Bicondicionalp ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)
De Morgan en la práctica
Para negar una conjunción o disyunción: la negación "entra" cambiando ∧ por ∨ (o viceversa) y negando cada parte.
  • ¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q — "no (llueve y hace frío)" ≡ "no llueve o no hace frío"
  • ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q — "no (llueve o hace frío)" ≡ "no llueve y no hace frío"
Simplificación usando leyes lógicas
Simplificar p → ¬[(¬p → q) → ¬(¬p → r)]:
  1. Equivalencia del condicional en ¬p → q: p ∨ q
  2. Equivalencia del condicional en ¬p → r: p ∨ r
  3. Involución: ¬(¬p) ≡ p
  4. Distributiva de ∨ respecto de ∧: p ∨ (q ∧ r)
  5. De Morgan + equivalencia condicional
  6. Absorción: resultado final ¬p
(Ver ejemplo completo en el teórico, pág. 22.)
Error típico: confundir ≡ con ↔
  • p ≡ q es una afirmación metalógica: dice que p y q tienen siempre la misma tabla.
  • p ↔ q es una proposición compuesta: puede ser V o F dependiendo de los valores de p y q.
  • La relación: p ≡ q si y solo si p ↔ q es tautología.

Implicación lógica vs. equivalencia lógica

Implicación lógica (p ⇒ q)Equivalencia lógica (p ≡ q)
Qué significa Siempre que p es V, q también es V (el condicional p → q es tautología) p y q tienen idéntica tabla de verdad (el bicondicional p ↔ q es tautología)
Simbología p ⇒ q p ≡ q
Dirección Un solo sentido Ambos sentidos (p ⇒ q y q ⇒ p)
Ejemplo p ∧ q ⇒ p p → q ≡ ¬p ∨ q
Verificación práctica
Para probar p ≡ q: hacer tabla de verdad de p ↔ q y verificar que todos los renglones sean V.
Para probar p ⇒ q: hacer tabla de p → q y verificar que sea tautología, o usar equivalencias para transformar p en q.

Razonamientos

Un razonamiento es un conjunto de proposiciones en el cual una, llamada conclusión, se afirma sobre la base de las demás, llamadas premisas.

P1, P2, …, Pn ∴ C

El símbolo ∴ se lee "por lo tanto".

Razonamiento del ladrón (ejemplo clásico)

Definimos: p: "el ladrón tenía llave", v: "entró por la ventana", m: "pisoteó las macetas".

PremisaSimbólico
El ladrón tenía llave o entró por la ventana.p ∨ v
Si entró por la ventana, pisoteó las macetas.v → m
Las macetas no están pisoteadas.¬m
Conclusión: el ladrón tenía llave.∴ p

¿Cuándo es válido un razonamiento?

Un razonamiento es válido cuando es imposible que todas las premisas sean verdaderas y la conclusión sea falsa. Dicho de otro modo: si las premisas son verdaderas, la conclusión necesariamente lo es.

Validez ≠ verdad de las premisas
Un razonamiento válido no garantiza que las premisas sean verdaderas en el mundo real. Solo garantiza que si las premisas fueran verdaderas, la conclusión también lo sería.

Métodos para probar la validez

1. Método directo (reglas de inferencia): se parte de asumir que las premisas son verdaderas y se trabaja con ellas hasta llegar a la conclusión.

2. Método del condicional asociado: se arma el condicional (P1 ∧ P2 ∧ … ∧ Pn) → C y se demuestra que es tautología. Técnica rápida: intentar encontrar un renglón falso; si es imposible, el razonamiento es válido.

3. Método demostrativo (formal): lista numerada de proposiciones donde cada una es una premisa, una equivalencia lógica de una anterior, o se obtiene por una regla de inferencia de anteriores. Si la conclusión aparece en la lista, el razonamiento es válido.

Demostración del razonamiento del ladrón (método demostrativo)
#ProposiciónJustificación
1p ∨ vPremisa
2v → mPremisa
3¬mPremisa
4¬vModus Tollens (2, 3)
5pSilogismo disyuntivo (1, 4)
Se llega a la conclusión en el paso 5: el razonamiento es válido.

Reglas de inferencia

Son pequeños razonamientos ya demostrados válidos, que permiten construir demostraciones más complejas.

NombreSiglaEsquemaLectura
Modus PonensM.P. A → B; A ∴ B Si tengo el condicional y el antecedente, obtengo el consecuente.
Modus TollensM.T. A → B; ¬B ∴ ¬A Si tengo el condicional y el consecuente es falso, el antecedente es falso.
Silogismo hipotéticoS.H. A → B; B → C ∴ A → C Cadena de condicionales.
Silogismo disyuntivoS.D. A ∨ B; ¬A ∴ B Si la disyunción es V y uno es F, el otro es V.
Ley de combinación (Adjunción)L.C. A; B ∴ A ∧ B De dos proposiciones verdaderas por separado, se obtiene su conjunción.
SimplificaciónSimp. A ∧ B ∴ A De una conjunción se puede extraer cualquier parte.
Errores frecuentes con reglas de inferencia
  • Afirmación del consecuente (inválido): A → B; B ∴ A — No vale. Ejemplo: "Si llueve hay nubes. Hay nubes. Por lo tanto llueve." Puede haber nubes sin lluvia.
  • Negación del antecedente (inválido): A → B; ¬A ∴ ¬B — No vale. El condicional solo promete algo cuando A es verdadero.
Razonamiento resuelto más complejo

Premisas: p → q ∨ r; q → t; ¬t ∴ ¬p ∨ r

#ProposiciónJustificación
1p → q ∨ rPremisa
2q → tPremisa
3¬tPremisa
4¬qM.T. (2, 3)
5¬p ∨ (q ∨ r)Equiv. condicional (1)
6(¬p ∨ q) ∨ rAsociativa (5)
7¬p ∨ rS.D. (6, 4)

Funciones proposicionales (predicados) y cuantificadores

Función proposicional (predicado)

Una función proposicional o predicado es una expresión p(x) que depende de una o más variables: sola no es proposición, pero al asignar valores o cuantificar las variables, se convierte en una.

Ejemplo introductorio
  • p(x): "x es un número par" — NO es proposición (depende de x).
  • p(8): "8 es un número par" — Proposición, V.
  • ∀x ∈ ℤ: p(x): "Todos los enteros son pares" — Proposición, F.
Formas de transformar un predicado en proposición:
  1. Particularizando: asignar un valor concreto a la variable.
  2. Cuantificando: anteponer un cuantificador que abarque todas las variables.

Cuantificadores

CuantificadorSímboloLecturaVerdadero cuando…
Universal"Para todo"p(x) es verdadera para todos los elementos del dominio.
Existencial"Existe al menos un"p(x) es verdadera para al menos un elemento del dominio.
Ejemplos con cuantificadores
Sean A = {10, 15, 20}, P(x): "x es múltiplo de 5", Q(x): "x es par".
  • ∀x ∈ A: P(x) — "Todos los elementos de A son múltiplos de 5." (V)
  • ∃x ∈ A: Q(x) — "Algún elemento de A es par." (V: 10 y 20)
  • ∀x ∈ A: Q(x) — "Todos los de A son pares." (F: 15 no lo es)

Negación de cuantificadores

La negación de una proposición cuantificada cambia el cuantificador y niega el predicado:

¬[∀x: p(x)] ≡ ∃x: ¬p(x)
¬[∃x: p(x)] ≡ ∀x: ¬p(x)
Cómo funciona la negación de cuantificadores
  • María: "Todos los alumnos aprobaron." → Hernán la refuta: "Existe un alumno que no aprobó." (∃x: ¬p(x))
  • María: "Algún alumno aprobó." → Para refutarla: "Ningún alumno aprobó." (∀x: ¬p(x))

Ejercicio tipo examen: Negación de ∀x ∈ ℝ: (x > 0 → x + 2 > 3):
∃x ∈ ℝ: ¬(x > 0 → x + 2 > 3)∃x ∈ ℝ: (x > 0 ∧ x + 2 ≤ 3)

Negar un condicional dentro de un cuantificador
¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q
Entonces: ¬[∀x: (p(x) → q(x))] ≡ ∃x: (p(x) ∧ ¬q(x))

Variables libres y acotadas

Una variable está acotada si hay un cuantificador que la afecta. Está libre si no hay cuantificador sobre ella. Para tener una proposición lógica, todas las variables deben estar acotadas (un cuantificador por variable).

Ejemplo
∀x: (x + y < 5) — la "x" está acotada, la "y" está libre. No es proposición completa.

Cuantificadores anidados

Cuando hay más de una variable, se usa un cuantificador por cada una. El orden importa: los cuantificadores no conmutan (excepto cuando son del mismo tipo).

El orden del cuantificador cambia el significado
Sea p(x,y): "x + y = 5" en ℝ.
  • ∀x ∈ ℝ: ∃y ∈ ℝ: x + y = 5 — "Para cada x, existe un y tal que x + y = 5." (V: basta tomar y = 5 − x)
  • ∃y ∈ ℝ: ∀x ∈ ℝ: x + y = 5 — "Existe un único y que, sumado a cualquier x, da 5." (F: no hay un y fijo que funcione para todo x)
Dos existenciales consecutivos
Si ambas premisas son existenciales (∃x: p(x) y ∃x: q(x)), al particularizar hay que usar dos elementos distintos: el que cumple p puede no coincidir con el que cumple q. Este es uno de los errores más comunes en razonamientos categóricos.

Razonamientos categóricos

Los razonamientos con proposiciones cuantificadas se llaman categóricos. Para demostrarlos, se necesitan reglas adicionales que permiten "poner" o "sacar" cuantificadores.

ReglaSiglaEsquemaRestricción
Particularización universalP.U. ∀x: p(x) ∴ p(a) "a" es cualquier elemento del dominio (genérico).
Generalización universalG.U. p(a) ∴ ∀x: p(x) Solo si "a" es genérico (no provino de un existencial).
Particularización existencialP.E. ∃x: p(x) ∴ p(a) "a" no es genérico; no se puede reusar para otro existencial.
Generalización existencialG.E. p(a) ∴ ∃x: p(x) Siempre válida.
Orden de aplicación en razonamientos categóricos
Las particularizaciones (P.U. y P.E.) deben aplicarse antes de usar M.P., M.T., S.H., etc. No se pueden usar esas reglas mientras haya cuantificadores.
Ejemplo clásico: Sócrates es mortal

Premisas: ∀x: [h(x) → m(x)] ; h(Sócrates). Conclusión: m(Sócrates).

#ProposiciónJustificación
1∀x: [h(x) → m(x)]Premisa
2h(Sócrates) → m(Sócrates)P.U. (1)
3h(Sócrates)Premisa
4m(Sócrates)M.P. (2, 3)

Razonamientos categóricos inválidos

Para demostrar que un razonamiento categórico es inválido, no basta con no poder demostrarlo: hay que dar una interpretación concreta (conjunto + predicados) donde las premisas sean verdaderas y la conclusión sea falsa.

Razonamiento inválido con cuantificadores

Razonamiento: ∀x: [a(x) → b(x)] ; c(m) → b(m) ; ¬c(m) ∴ ∃x: ¬a(x)

Interpretación inválida: U = {3, 4, 6}, m = 6,
a(x): "x es entero", b(x): "x es par", c(x): "x es múltiplo de 4".

  • Premisa 1: todos son enteros y pares? No, 3 no es par — pero a(x) → b(x) con x=3 tiene antecedente verdadero y consecuente falso... esperar: 3 es entero (V) y 3 no es par (F), así que la premisa 1 sería falsa para x=3. Esto muestra que encontrar la interpretación correcta requiere cuidado.
  • La idea: se busca un conjunto donde las premisas sean V y la conclusión F. Si la conclusión ∃x: ¬a(x) es F, significa que todos son enteros, y se puede construir el escenario apropiado.
Interpretación conjuntista de razonamientos categóricos

Un predicado p(x) define un conjunto P = {x ∈ U / p(x) es V}. Entonces:

  • ∀x: [p(x) → q(x)] equivale a P ⊆ Q.
  • ∃x: p(x) equivale a P ≠ ∅.
  • ∀x: ¬p(x) equivale a P = ∅.
Esto permite usar diagramas de Venn para visualizar la validez de un razonamiento (especialmente útil al estudiar conjuntos en la Unidad 2).
Errores frecuentes en razonamientos categóricos
  • Usar M.P. directamente sobre ∀x: [p(x) → q(x)] sin particularizar primero.
  • Reutilizar el mismo elemento para dos existenciales distintos.
  • Confundir G.U. (requiere elemento genérico) con G.E. (no lo requiere).
  • Concluir ∃x: [p(x) ∧ q(x)] desde ∃x: p(x) y ∃x: q(x) por separado — esto es inválido.
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2 Unidad 2: Conjuntos e Inducción completa

¿Qué es un conjunto?

Un conjunto es una colección bien definida de objetos de una misma especie. Esos objetos se llaman elementos del conjunto. La idea de "bien definida" es clave: dado cualquier objeto, debe ser posible determinar sin ambigüedad si pertenece o no al conjunto.

Convenciones de notación: los conjuntos se denotan con letras mayúsculas (A, B, C, …) y los elementos con letras minúsculas (a, b, x, …).

Formas de definir un conjunto

Hay tres formas principales de describir un conjunto:

  • Por extensión: se listan todos los elementos entre llaves, separados por comas. Ejemplo: A = {2, 4, 6, 8}.
  • Por comprensión: se indica una propiedad característica que cumplen exactamente los elementos del conjunto. Ejemplo: A = {x / x es un número par positivo menor que 9}.
  • Por diagrama de Venn: se dibuja una curva cerrada (generalmente una elipse) y dentro se colocan los elementos. El conjunto universal se representa como un rectángulo que contiene todo.
Extensión vs. comprensión

Mismo conjunto, dos formas de escribirlo:

  • Por extensión: A = {a, e, i, o, u}
  • Por comprensión: A = {x / x es una letra vocal del español}

Otro ejemplo con números:

  • B = {1, 4, 9, 16, 25}
  • B = {x ∈ ℕ / x es un cuadrado perfecto y x ≤ 25}

Cardinal de un conjunto

El cardinal de un conjunto A es la cantidad de elementos que tiene, y se denota |A|. Si el conjunto tiene infinitos elementos, escribimos |A| = ∞.

Cardinales
  • A = {a, e, i, o, u}|A| = 5
  • B = {2, 4, 6, 8}|B| = 4
  • ℕ = {0, 1, 2, 3, …}|ℕ| = ∞

Conjunto vacío y conjunto universal

Conjunto vacío (∅)

El conjunto vacío es aquel que no tiene ningún elemento. Se denota o también {}. Puede definirse mediante una contradicción: ∅ = {x / x ≠ x} (ningún elemento puede ser distinto de sí mismo, así que no hay ningún elemento que satisfaga esa condición).

¡Cuidado! ∅ ≠ {∅}

El conjunto vacío no tiene elementos. En cambio, {∅} es un conjunto que tiene un elemento: el conjunto vacío. Es como una bolsa vacía vs. una bolsa que contiene otra bolsa vacía. La segunda bolsa tiene algo adentro (la bolsa interior), por más que esa bolsa interior esté vacía.

Por lo tanto: |∅| = 0 pero |{∅}| = 1.

Conjunto universal (U)

El conjunto universal (o referencial) es el que contiene todos los elementos del universo de discurso que estamos considerando. Se denota U. Puede definirse como U = {x / x = x} (todo elemento es igual a sí mismo). En diagramas de Venn se representa como un rectángulo que contiene todo.

Conjunto universal según el contexto
  • Si trabajamos con números enteros: U = ℤ
  • Si trabajamos con letras: U = {a, b, c, …, z}
  • Si queremos estudiar subconjuntos de A = {1,2,3}: podemos tomar U = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}

Pertenencia e inclusión

Relación de pertenencia (∈)

La pertenencia es una relación entre un elemento y un conjunto. Decimos que el elemento x pertenece al conjunto A, y escribimos x ∈ A. Si no pertenece, escribimos x ∉ A.

Pertenencia en los números

Usando los conjuntos numéricos estándar:

  • -2 ∉ ℕ (los naturales no incluyen negativos)
  • 0,75 ∈ ℝ (es un real, aunque no es entero)
  • √2 ∉ ℚ (la raíz de 2 no es racional)
  • 169 ∈ ℤ (169 = 13², es entero)
  • ∅ ∉ ℤ (el conjunto vacío no es un número entero)
Pertenencia vs. inclusión: error muy frecuente

La pertenencia relaciona un elemento con un conjunto. La inclusión relaciona dos conjuntos. Son relaciones distintas y no son intercambiables.

  • 3 ∈ {1, 2, 3} — correcto (3 es un elemento)
  • {3} ⊆ {1, 2, 3} — correcto ({3} es un subconjunto)
  • {3} ∈ {1, 2, 3} — FALSO ({3} no es un elemento de ese conjunto)
  • 3 ⊆ {1, 2, 3} — no tiene sentido (3 es un número, no un conjunto)

Relación de inclusión (⊆)

La inclusión es una relación entre dos conjuntos. Decimos que A está incluido en B (o que A es subconjunto de B) cuando todo elemento de A también pertenece a B. Formalmente:

A ⊆ B ⟺ ∀x: [x ∈ A → x ∈ B]

Si A no está incluido en B, escribimos A ⊄ B. Hay un elemento de A que no está en B.

Inclusión estricta (⊊)

Decimos que A está estrictamente incluido en B (notación A ⊊ B o a veces A ⊂ B) cuando A ⊆ B y además A ≠ B. Es decir, A está dentro de B pero B tiene al menos un elemento que A no tiene.

Inclusión e inclusión estricta

Sean X = {a, e, i, o, u}, Y = {a, e, o}, Z = {a, b}.

  • Y ⊆ X: verdadero (a, e, o están todos en X)
  • Y ⊊ X: verdadero (además, X tiene i y u que Y no tiene)
  • Z ⊆ X: falso (la b no está en X)
  • X ⊆ X: siempre verdadero (todo conjunto se incluye en sí mismo)
  • ∅ ⊆ X: siempre verdadero (el vacío está incluido en todo conjunto)

Propiedades básicas de la inclusión

PropiedadEnunciado
Reflexiva∀A: A ⊆ A
Vacío∀A: ∅ ⊆ A
Universal∀A: A ⊆ U
TransitivaA ⊆ B ∧ B ⊆ C → A ⊆ C

Igualdad de conjuntos

Dos conjuntos son iguales cuando tienen exactamente los mismos elementos. Formalmente, la igualdad se define como inclusión mutua:

A = B ⟺ A ⊆ B ∧ B ⊆ A

Esto es fundamental para demostrar igualdades de conjuntos: hay que demostrar las dos inclusiones por separado.

Para demostrar A = B

La estrategia estándar es demostrar las dos inclusiones:

  1. Primera inclusión: tomar un x ∈ A arbitrario y demostrar que x ∈ B.
  2. Segunda inclusión: tomar un x ∈ B arbitrario y demostrar que x ∈ A.

Si todos los pasos son bicondicionales (⟺), se pueden hacer ambas inclusiones en una sola cadena.

Operaciones entre conjuntos

Dados dos conjuntos A y B (dentro de un universal U), se definen las siguientes operaciones:

OperaciónSímboloDefinición formalSignificado intuitivo
UniónA ∪ B{x / x ∈ A ∨ x ∈ B}Lo que está en A, en B, o en ambos
IntersecciónA ∩ B{x / x ∈ A ∧ x ∈ B}Lo que está en A y también en B
DiferenciaA − B{x / x ∈ A ∧ x ∉ B}Lo que está en A pero no en B
ComplementoĀ{x ∈ U / x ∉ A} = U − ATodo lo que no está en A (dentro del universo)
Dif. simétricaA △ B(A − B) ∪ (B − A)Lo que está en uno solo de los dos
Operaciones con conjuntos concretos

Sea U = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}, A = {1,2,3,4,5}, B = {2,4,6}.

  • A ∪ B = {1,2,3,4,5,6}
  • A ∩ B = {2,4}
  • A − B = {1,3,5}
  • B − A = {6}
  • Ā = {6,7,8,9,10}
  • B̄ = {1,3,5,7,8,9,10}
  • A △ B = {1,3,5,6} (lo que está solo en A o solo en B)

Nótese: A ∩ C = ∅ cuando C = {7}. Decimos que A y C son disjuntos.

Equivalencia de la diferencia

Una propiedad muy usada en demostraciones: A − B = A ∩ B̄. La diferencia A−B se puede expresar como la intersección de A con el complemento de B. Esto permite pasar de diferencias a intersecciones y viceversa, lo que suele facilitar las cuentas.

Conjuntos disjuntos

Dos conjuntos A y B son disjuntos cuando A ∩ B = ∅, es decir, no tienen ningún elemento en común.

Diagramas de Venn

Los diagramas de Venn son representaciones gráficas de conjuntos y sus operaciones. Se dibuja un rectángulo para el universo U, y dentro del rectángulo se dibujan elipses o círculos para cada conjunto. Las regiones resultantes representan las distintas combinaciones.

Para dos conjuntos A y B, el diagrama tiene cuatro regiones posibles:

  • Solo en A: A − B
  • En A y en B: A ∩ B
  • Solo en B: B − A
  • En ninguno: Ā ∩ B̄

Los diagramas son útiles para visualizar, pero no son demostraciones formales. Para demostrar propiedades, se trabaja a nivel de elementos o con propiedades ya demostradas.

Propiedades de las operaciones entre conjuntos

#NombreUniónIntersección
1InvoluciónĀ̄ = A (complemento del complemento es el original)
2ConmutativaA ∪ B = B ∪ AA ∩ B = B ∩ A
3AsociativaA ∪ (B ∪ C) = (A ∪ B) ∪ CA ∩ (B ∩ C) = (A ∩ B) ∩ C
4DistributivaA ∪ (B ∩ C) = (A ∪ B) ∩ (A ∪ C)A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C)
5IdempotenciaA ∪ A = AA ∩ A = A
6De MorganA ∪ B̄ = Ā ∩ B̄A ∩ B̄ = Ā ∪ B̄
7Neutro / AbsorbenteA ∪ ∅ = A · A ∪ U = UA ∩ U = A · A ∩ ∅ = ∅
8AbsorciónA ∪ (A ∩ B) = AA ∩ (A ∪ B) = A
9ComplementaciónA ∪ Ā = UA ∩ Ā = ∅
10Equiv. diferenciaA − B = A ∩ B̄
Leyes de De Morgan para conjuntos

Las leyes de De Morgan son las más importantes para simplificar expresiones con complementos:

A ∪ B̄ = Ā ∩ B̄     (complemento de la unión = intersección de complementos)
A ∩ B̄ = Ā ∪ B̄     (complemento de la intersección = unión de complementos)

Son análogas a las leyes de De Morgan de la lógica proposicional, con ∪ ↔ ∨ e ∩ ↔ ∧.

Ejemplo de demostración de propiedad (nivel de elementos)

Demostración: A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C)

Para demostrar la igualdad demostramos dos inclusiones. Como todos los pasos son bicondicionales, los hacemos juntos:

∀x:

x ∈ A ∩ (B ∪ C)

x ∈ A ∧ x ∈ (B ∪ C) — por definición de intersección

x ∈ A ∧ (x ∈ B ∨ x ∈ C) — por definición de unión

(x ∈ A ∧ x ∈ B) ∨ (x ∈ A ∧ x ∈ C) — por distributiva de ∧ sobre ∨ (lógica)

x ∈ (A ∩ B) ∨ x ∈ (A ∩ C) — por definición de intersección

x ∈ (A ∩ B) ∪ (A ∩ C) — por definición de unión

Como todos los pasos son ⟺, queda demostrada la igualdad en ambas inclusiones. ∎

Demostración: A − (B ∩ C) = (A − B) ∪ (A − C)

∀x:

x ∈ A − (B ∩ C)

x ∈ A ∧ x ∉ (B ∩ C) — definición de diferencia

x ∈ A ∧ ¬(x ∈ B ∧ x ∈ C) — definición de intersección

x ∈ A ∧ (x ∉ B ∨ x ∉ C) — De Morgan lógico

(x ∈ A ∧ x ∉ B) ∨ (x ∈ A ∧ x ∉ C) — distributiva

x ∈ (A − B) ∨ x ∈ (A − C) — definición de diferencia

x ∈ (A − B) ∪ (A − C) — definición de unión ∎

No suponer la tesis verdadera antes de probarla

Un error clásico al demostrar igualdades de conjuntos es escribir lo que hay que demostrar como si ya fuera verdad, y luego "verificarlo". Eso es razonamiento circular.

La forma correcta: partir de un miembro (por ejemplo el lado izquierdo) y llegar al otro mediante pasos justificados por definiciones o propiedades ya conocidas.

Conjunto de partes P(A)

Dado un conjunto A, el conjunto de partes de A (también llamado conjunto potencia) es el conjunto formado por todos los subconjuntos de A:

P(A) = {X / X ⊆ A}

Observar que tanto ∅ como A siempre están en P(A) (el conjunto vacío es subconjunto de todo conjunto, y todo conjunto es subconjunto de sí mismo).

Conjuntos de partes
  • A = {a, b}P(A) = {∅, {a}, {b}, {a,b}}, con |P(A)| = 4
  • B = {1, 2, 3}P(B) = {∅, {1}, {2}, {3}, {1,2}, {1,3}, {2,3}, {1,2,3}}, con |P(B)| = 8
  • C = {m}P(C) = {∅, {m}}, con |P(C)| = 2
  • D = ∅P(D) = {∅}, con |P(D)| = 1
Cardinalidad de P(A)

Si |A| = n (finito), entonces |P(A)| = 2n.

¿Por qué? Para construir un subconjunto de A, cada elemento tiene dos opciones: está o no está en el subconjunto. Con n elementos independientes, son 2 × 2 × … × 2 (n veces) = 2n subconjuntos posibles.

Ejemplo: si |A| = 4, entonces |P(A)| = 24 = 16.

P(A) vs. partición vs. elemento de A

Los elementos de P(A) son conjuntos (los subconjuntos de A), no elementos de A. Si A = {1, 2}:

  • {1} ∈ P(A) — verdadero ({1} es un subconjunto de A)
  • 1 ∈ P(A) — FALSO (1 no es un subconjunto de A, es un elemento)
  • {1} ⊆ A — verdadero
  • 1 ⊆ A — no tiene sentido (1 no es un conjunto)

Familias de conjuntos y operaciones generalizadas

Una familia de conjuntos es un conjunto cuyos elementos son conjuntos. Cuando tenemos una familia indexada {A1, A2, …, An}, podemos generalizar las operaciones de unión e intersección:

i=1n Ai = A1 ∪ A2 ∪ … ∪ An = {x / ∃i ∈ {1,…,n}: x ∈ Ai}
i=1n Ai = A1 ∩ A2 ∩ … ∩ An = {x / ∀i ∈ {1,…,n}: x ∈ Ai}

Estas operaciones generalizadas son fundamentales cuando se trabaja con inducción sobre conjuntos (ver más adelante la demostración del Ej. 15).

Particiones de un conjunto

Sea A ≠ ∅. Un conjunto P = {A1, A2, …, An} es una partición de A si cumple las tres condiciones siguientes simultáneamente:

  1. Ai ≠ ∅ para todo i — ninguna celda está vacía
  2. Ai ∩ Aj = ∅ para todo i ≠ j — las celdas son disjuntas entre sí
  3. A1 ∪ A2 ∪ … ∪ An = A — la unión de todas las celdas es el conjunto original

Los subconjuntos Ai se llaman celdas de la partición. En palabras: partir A es dividirlo en partes no vacías, sin traslapes, que juntas cubren todo A.

¿Cuál es partición de A = {a, b, c, d, e}?
  • P1 = {{a,b,c}, {d,e}} — SÍ es partición (celdas no vacías, disjuntas, cubren A)
  • P2 = {{a,b}, {c,d}, {b,e}} — NO: b aparece en dos celdas (falla condición 2)
  • P3 = {{a,b}, {c}, {e}} — NO: d no aparece en ninguna celda (falla condición 3)
  • P4 = {{a}, {b}, {c}, {d,e}} — SÍ es partición
  • P5 = {{a}, {b,c,d}, {∅}, {e}} — NO: ∅ es una celda vacía (falla condición 1)
Partición vs. conjunto de partes

Diferencia fundamental:

  • P(A) contiene todos los subconjuntos de A, incluyendo ∅ y A mismo. Es uno solo.
  • Una partición de A es una colección de subconjuntos de A que cumple las tres condiciones. Excluye ∅ como celda. Puede haber muchas particiones distintas de A.

Las particiones de un conjunto se vinculan íntimamente con las relaciones de equivalencia (tema de la Unidad 3).

Producto cartesiano A × B

Dados dos conjuntos A y B, el producto cartesiano de A por B es el conjunto de todos los pares ordenados (x, y) donde la primera componente x viene de A y la segunda componente y viene de B:

A × B = {(x, y) / x ∈ A ∧ y ∈ B}

El orden importa: (x, y) ≠ (y, x) en general (a menos que x = y). Por eso se llama "par ordenado".

Producto cartesiano concreto

Sean A = {m, p, h} y B = {1, 2}:

A × B = {(m,1), (m,2), (p,1), (p,2), (h,1), (h,2)}

B × A = {(1,m), (2,m), (1,p), (2,p), (1,h), (2,h)}

Claramente A × B ≠ B × A (el producto cartesiano no es conmutativo).

Cardinal del producto cartesiano

Si |A| = n y |B| = m, entonces |A × B| = n · m.

Tiene sentido: hay n elecciones para la primera componente y m para la segunda, independientemente.

Casos especiales: si A = ∅ o B = ∅, entonces A × B = ∅.

Propiedades del producto cartesiano

El producto cartesiano distribuye sobre la unión e intersección:

  • A × (B ∪ C) = (A × B) ∪ (A × C) — distribución sobre ∪
  • A × (B ∩ C) = (A × B) ∩ (A × C) — distribución sobre ∩
  • A × B = ∅ ⟺ A = ∅ ∨ B = ∅

Ejemplo de distribución: Si A = {0,1}, B = {1,2}, C = {2,3}:
A × (B ∪ C) = {0,1} × {1,2,3} = {(0,1),(0,2),(0,3),(1,1),(1,2),(1,3)}
(A × B) ∪ (A × C) = {(0,1),(0,2),(1,1),(1,2)} ∪ {(0,2),(0,3),(1,2),(1,3)} = {(0,1),(0,2),(0,3),(1,1),(1,2),(1,3)}
Coinciden.

Cardinalidad de conjuntos finitos y principio de inclusión-exclusión

Para conjuntos finitos, el cardinal (cantidad de elementos) satisface reglas importantes cuando se opera con ellos.

Principio de inclusión-exclusión para dos conjuntos

Si sumamos |A| + |B|, los elementos que están en A ∩ B los contamos dos veces. Hay que restar una vez esa intersección:

|A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|

Principio de inclusión-exclusión para tres conjuntos

Análogamente, para tres conjuntos sumamos los individuales, restamos los de a pares (que se contaron doble), y sumamos la intersección triple (que se sobre-corrigió):

|A ∪ B ∪ C| = |A| + |B| + |C| − |A ∩ B| − |A ∩ C| − |B ∩ C| + |A ∩ B ∩ C|
Problema de inclusión-exclusión: lectores

Sobre un grupo de 45 personas: 16 leen novelas (N), 18 leen ciencia ficción (CF), 17 leen cuentos (Cu). Además: 3 leen los tres géneros, 1 lee solo cuentos y CF, 8 leen solo cuentos, 4 leen solo N y CF.

Datos que interpretamos como intersecciones exclusivas o totales:

  • |N ∩ CF ∩ Cu| = 3
  • "Solo Cu y CF" (sin N): |Cu ∩ CF| − |N ∩ CF ∩ Cu| = 1 → |Cu ∩ CF| = 4
  • "Solo N y CF" (sin Cu): |N ∩ CF| − 3 = 4 → |N ∩ CF| = 7
  • Por PIE: |N ∪ CF ∪ Cu| = 16 + 18 + 17 − 7 − |N ∩ Cu| − 4 + 3

Calculando con todos los datos, resulta que 10 personas no leen ningún género.

Ejercicio 1 del teórico: A, B, C sobre ℤ

Sea A = {x ∈ ℤ / x² < 10} = {-3,-2,-1,0,1,2,3},
B = {x ∈ ℤ / |x−2| ≤ 3} = {-1,0,1,2,3,4,5},
C = {x ∈ ℕ / x es divisor de 8} = {1,2,4,8}.

  • A ∩ B = {-1,0,1,2,3}
  • A ∩ C = {1,2}
  • B ∩ C = {1,2,4}
  • A ∩ B ∩ C = {1,2}
  • A − B = {-3,-2}
  • B − A = {4,5}
  • Con U = {x ∈ ℤ / |x| ≤ 8}: Ā = {-8,-7,-6,-5,-4,4,5,6,7,8}

Conjuntos numéricos

Los conjuntos de números estándar forman una cadena de inclusiones. Cada uno está contenido en el siguiente:

ℕ ⊊ ℤ ⊊ ℚ ⊊ ℝ ⊊ ℂ
SímboloNombreDescripciónEjemplos
NaturalesEnteros no negativos (con 0 en UTN)0, 1, 2, 3, …
EnterosNaturales + negativos…, -2, -1, 0, 1, 2, …
RacionalesCocientes p/q con p ∈ ℤ, q ∈ ℤ, q ≠ 01/2, -3/4, 0,333…
RealesRacionales + irracionales√2, π, e, -7,5
Complejosa + bi con a,b ∈ ℝ, i = √(−1)3+2i, -1, 0+5i

Los irracionales son los reales que no se pueden expresar como cociente de enteros: √2, √3, π, e, etc. El conjunto de irracionales es ℝ \ ℚ.

¿El 0 pertenece a ℕ?

Hay convenciones distintas según el texto o la cátedra. En Matemática Discreta UTN (Cátedra Piñeiro), se considera ℕ = {0, 1, 2, 3, …} (con el 0 incluido). Verificar siempre la convención de la cátedra antes de responder.

Inducción matemática completa

La inducción matemática es una técnica de demostración que nos permite probar que una proposición p(n) es verdadera para todos los naturales (o para todos los naturales a partir de un cierto valor m).

¿Por qué necesitamos inducción?

Verificar un caso particular, o incluso mil casos, no prueba que algo vale para todos los naturales. Por ejemplo, observar que la suma de los primeros k impares es k² para k = 1, 2, 3, 4, 5 no basta para asegurar que vale para k = 1000. La inducción matemática sí nos da esa certeza.

Motivación: suma de impares

Calculemos: 1 = 1², 1+3 = 4 = 2², 1+3+5 = 9 = 3², 1+3+5+7 = 16 = 4².

Parece que 1 + 3 + 5 + … + (2n−1) = n². Pero ¿es siempre así? Para probarlo con certeza usamos inducción.

Principio de Inducción Completa (PIC)

Sea p(n) un predicado con dominio en ℕ. Si se cumplen:

  1. Caso base: v[p(1)] = V (la proposición es verdadera para n = 1)
  2. Paso inductivo: ∀h ∈ ℕ: v[p(h)] = V → v[p(h+1)] = V

Entonces p(n) es verdadera para todo n ∈ ℕ.

Estructura obligatoria de una demostración por inducción

Toda demostración por inducción debe tener exactamente esta estructura:

  1. Enunciar p(n) claramente.
  2. Paso base: verificar p(1) (o p(m) si el enunciado empieza desde m).
  3. Paso inductivo:
    • Hipótesis inductiva (HI): suponer p(h) verdadera para algún h arbitrario.
    • Tesis inductiva (TI): lo que hay que demostrar: p(h+1).
    • Demostración: partiendo del primer miembro de TI, usar HI en algún paso y llegar al segundo miembro.
  4. Conclusión: "Por el Principio de Inducción, p(n) es verdadera para todo n ∈ ℕ."
Los 3 errores más frecuentes en inducción
  1. Olvidar el caso base: el paso inductivo solo dice "si p(h) entonces p(h+1)". Sin el caso base, la cadena no empieza. Es como afirmar "si la ficha k cae, la k+1 también cae" sin tirar la primera ficha.
  2. Usar la tesis en la demostración: durante el paso inductivo, la TI es lo que queremos demostrar, no lo que podemos asumir. Solo la HI (p(h)) puede usarse como hipótesis. Usar la TI como verdadera antes de probarla es razonamiento circular.
  3. Verificar un caso particular y creer que vale en general: demostrar que p(5) es verdadera no implica que p(n) sea verdadera para todo n. Para eso se necesita el argumento completo de inducción.

Demostraciones por inducción — Ejemplos completos

Ejemplo 1: Suma de los primeros n naturales

Demostrar: ∀n ∈ ℕ, n ≥ 1: 1 + 2 + 3 + … + n = n(n+1)/2

p(n): k=1n k = n(n+1)/2

Paso base (n=1):

Primer miembro: 1. Segundo miembro: 1·(1+1)/2 = 1. Coinciden → v[p(1)] = V. ✓

Paso inductivo:

HI: 1 + 2 + … + h = h(h+1)/2 (suponemos esto verdadero para algún h ∈ ℕ arbitrario)

TI: 1 + 2 + … + h + (h+1) = (h+1)(h+2)/2 (esto es lo que hay que demostrar)

Dem.: Partimos del primer miembro de la TI:

1 + 2 + … + h + (h+1)

= (1 + 2 + … + h) + (h+1) — asociativa

= h(h+1)/2 + (h+1) — aplicamos la HI

= (h+1) · [h/2 + 1] — sacamos factor común (h+1)

= (h+1) · (h+2)/2 — simplificamos

Llegamos al segundo miembro de TI. ✓

Conclusión: Por el Principio de Inducción Completa, la propiedad p(n) es verdadera para todo n ∈ ℕ, n ≥ 1. ∎

Ejemplo 2: Suma de los primeros n números impares

Demostrar: ∀n ∈ ℕ: 1 + 3 + 5 + … + (2n−1) = n²

p(n): k=1n (2k−1) = n²

Paso base (n=1):

Primer miembro: 2·1−1 = 1. Segundo miembro: 1² = 1. → v[p(1)] = V. ✓

Paso inductivo:

HI: 1 + 3 + … + (2h−1) = h²

TI: 1 + 3 + … + (2h−1) + (2(h+1)−1) = (h+1)², o sea 1 + 3 + … + (2h+1) = (h+1)²

Dem.:

1 + 3 + … + (2h−1) + (2h+1)

= [1 + 3 + … + (2h−1)] + (2h+1) — asociativa

= h² + (2h+1) — aplicamos HI

= h² + 2h + 1

= (h+1)² — cuadrado de binomio

Llegamos al segundo miembro de TI. ✓

Conclusión: Por PIC, p(n) es verdadera para todo n ∈ ℕ. ∎

Ejemplo 3: Suma de potencias de 2

Demostrar: ∀n ∈ ℕ₀: 2⁰ + 2¹ + 2² + … + 2ⁿ = 2ⁿ⁺¹ − 1

Motivación: S₁=1, S₂=3, S₃=7, S₄=15, … siempre una unidad menos que la siguiente potencia de 2.

p(n): i=0n 2i = 2n+1 − 1

Paso base (n=0):

Primer miembro: 2⁰ = 1. Segundo miembro: 2¹ − 1 = 1. → v[p(0)] = V. ✓

Paso inductivo:

HI: 2⁰ + 2¹ + … + 2ʰ = 2ʰ⁺¹ − 1

TI: 2⁰ + 2¹ + … + 2ʰ + 2ʰ⁺¹ = 2ʰ⁺² − 1

Dem.:

2⁰ + 2¹ + … + 2ʰ + 2ʰ⁺¹

= (2⁰ + 2¹ + … + 2ʰ) + 2ʰ⁺¹ — asociativa

= (2ʰ⁺¹ − 1) + 2ʰ⁺¹ — aplicamos HI

= 2 · 2ʰ⁺¹ − 1 — juntamos los dos términos iguales

= 2ʰ⁺² − 1 — propiedad de potencias (a · aⁿ = aⁿ⁺¹)

Llegamos al segundo miembro de TI. ✓ ∎

Ejemplo 4: Demostración por inducción con divisibilidad

Demostrar: ∀n ∈ ℕ: 23n − 18n es divisible por 5

p(n): ∃k ∈ ℤ: 23n − 18n = 5k

Paso base (n=1):

23·1 − 18·1 = 23 − 18 = 5 = 5·1, y 1 ∈ ℤ. → v[p(1)] = V. ✓

Paso inductivo:

HI: 23h − 18h = 5k para algún k ∈ ℤ

TI: 23(h+1) − 18(h+1) = 5t para algún t ∈ ℤ (notar: t no tiene por qué ser el mismo k)

Dem.:

23(h+1) − 18(h+1)

= 23h · 23 − 18h · 18 — propiedades de potencias

= 23h · (5 + 18) − 18h · 18 — escribimos 23 = 5 + 18 (truco clave)

= 5 · 23h + 18 · 23h − 18h · 18 — distributiva

= 5 · 23h + 18 · (23h − 18h) — sacamos factor 18

= 5 · 23h + 18 · 5k — aplicamos HI

= 5 · (23h + 18k) — sacamos factor 5

= 5t, donde t = 23h + 18k ∈ ℤ (suma y producto de enteros es entero). ✓

Conclusión: Por PIC, 23n − 18n es divisible por 5 para todo n ∈ ℕ. ∎

Ejemplo 5: Desigualdad por inducción

Demostrar: ∀n ∈ ℕ, n ≥ 4: 2n < n!

Observación: El enunciado empieza en n = 4 (para n = 1, 2, 3 es falso: 2 < 1! es falso, etc.). El caso base es n = 4.

Paso base (n=4):

Primer miembro: 2⁴ = 16. Segundo miembro: 4! = 24. Como 16 < 24 → v[p(4)] = V. ✓

Paso inductivo:

HI: 2h < h! (para algún h ≥ 4)

TI: 2h+1 < (h+1)!

Dem.:

2h+1 = 2 · 2h — propiedad de potencias

< 2 · h! — por HI (2h < h!), y como 2 > 0 la desigualdad se mantiene

≤ (h+1) · h! — porque h+1 ≥ 2 cuando h ≥ 4 ≥ 1 (se cumple h+1 ≥ 2)

= (h+1)! — definición de factorial

Entonces 2h+1 < (h+1)!. ✓

Conclusión: Por PIC (con base en n = 4), p(n) es verdadera para todo n ∈ ℕ, n ≥ 4. ∎

Truco para divisibilidad: el despiece del factor

Para demostrar que una expresión de la forma an+1 − bn+1 es divisible por algo, un truco muy útil es escribir a = (a − b) + b y desarrollar. Esto permite extraer la diferencia (a−b) y usar la HI sobre an − bn. En el ejemplo anterior se usó 23 = 5 + 18 para extraer el 5 (divisor que buscamos).

Inducción fuerte (Segundo Principio de Inducción)

El Principio de Inducción fuerte (o segundo principio) es una variante más potente que dice: si puedo demostrar p(n+1) asumiendo que p(h) es verdadera para todos los h ≤ n (no solo para h = n), entonces p vale para todos los naturales.

Si v[p(m)] = V  y  [∀h ≤ n: v[p(h)] = V → v[p(n+1)] = V],  entonces ∀n ≥ m: v[p(n)] = V

La inducción usual (primera forma) es un caso particular de la fuerte, donde solo se usa p(h) para demostrar p(h+1). En la forma fuerte, se pueden usar todos los casos anteriores.

¿Cuándo usar inducción fuerte?

Se usa cuando para demostrar p(n+1) no alcanza con saber solo p(n), sino que necesitamos algún p(k) con k < n. Ejemplo clásico: la demostración del Teorema Fundamental de la Aritmética (todo natural mayor que 1 es producto de primos), donde para descomponer n+1 necesitamos saber que sus factores propios (menores que n+1) ya son productos de primos.

Caso base en valor m ≠ 1

El principio de inducción no exige que el caso base sea n = 1. En general:

  • Si el enunciado dice "∀n ≥ m", el caso base es n = m.
  • El paso inductivo demuestra que si p(h) vale para h ≥ m, entonces p(h+1) también vale.
  • La conclusión es que p(n) vale para todo n ≥ m.

Definiciones recursivas (recursión)

Una definición es recursiva cuando define un objeto en función de casos más simples del mismo objeto, más un caso base que corta la recursión.

Factorial recursivo

El factorial se puede definir recursivamente:

  • Caso base: 0! = 1
  • Paso recursivo: n! = n · (n−1)! para n ≥ 1

Entonces: 4! = 4 · 3! = 4 · 3 · 2! = 4 · 3 · 2 · 1! = 4 · 3 · 2 · 1 · 0! = 24.

Sucesión de Fibonacci

Definición recursiva: F(1) = 1, F(2) = 1, F(n) = F(n−1) + F(n−2) para n ≥ 3.

Los primeros términos: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …

Las definiciones recursivas son el sustento teórico de la recursión en programación y de muchos enunciados de inducción fuerte.

Recursión e inducción son "duales"

La definición recursiva construye objetos de abajo hacia arriba (del caso base a los más grandes). La demostración por inducción prueba propiedades de arriba hacia abajo en el sentido conceptual: "si vale para n, vale para n+1". Son dos caras de la misma idea: la estructura de ℕ.

Inducción aplicada a operaciones de conjuntos

La inducción también se aplica para demostrar propiedades que involucran operaciones generalizadas sobre familias de conjuntos. El ejemplo canónico es demostrar la distributividad generalizada.

Demostración: (∩ₙ Aᵢ) ∩ B = ∩ₙ (Aᵢ ∩ B)

Enunciado formal: ∀n ∈ ℕ: (A₁ ∩ A₂ ∩ … ∩ Aₙ) ∩ B = (A₁∩B) ∩ (A₂∩B) ∩ … ∩ (Aₙ∩B)

p(n): (∩i=1n Aᵢ) ∩ B = ∩i=1n (Aᵢ ∩ B)

Paso base (n=1):

A₁ ∩ B = A₁ ∩ B — ambos miembros son iguales trivialmente. → v[p(1)] = V. ✓

Paso inductivo:

HI: (A₁ ∩ … ∩ Aₕ) ∩ B = (A₁∩B) ∩ … ∩ (Aₕ∩B)

TI: (A₁ ∩ … ∩ Aₕ ∩ Aₕ₊₁) ∩ B = (A₁∩B) ∩ … ∩ (Aₕ∩B) ∩ (Aₕ₊₁∩B)

Dem.: Partimos del primer miembro de la TI:

(A₁ ∩ … ∩ Aₕ ∩ Aₕ₊₁) ∩ B

= [(A₁ ∩ … ∩ Aₕ) ∩ Aₕ₊₁] ∩ B — asociativa de ∩

= [(A₁ ∩ … ∩ Aₕ) ∩ B] ∩ (Aₕ₊₁ ∩ B) — distributiva de ∩ respecto de ∩ (y conmutativa)

= [(A₁∩B) ∩ … ∩ (Aₕ∩B)] ∩ (Aₕ₊₁ ∩ B) — aplicamos HI

= (A₁∩B) ∩ … ∩ (Aₕ∩B) ∩ (Aₕ₊₁∩B) — asociativa

Llegamos al segundo miembro de TI. ✓

Conclusión: Por PIC, la propiedad vale para todo n ∈ ℕ. ∎

Nota: la demostración del Ej.15 (∪ₙ Aᵢ) ∩ B = ∪ₙ (Aᵢ ∩ B) es análoga, usando distributividad de ∩ respecto de ∪.

Demostración por inducción: |P(A)| = 2ⁿ cuando |A| = n

p(n): Si |A| = n, entonces |P(A)| = 2n.

Paso base (n=0):

Si |A| = 0, entonces A = ∅ y P(∅) = {∅}, por lo que |P(∅)| = 1 = 2⁰. ✓

Paso inductivo:

HI: Si |A| = h, entonces |P(A)| = 2ʰ.

TI: Si |A| = h+1, entonces |P(A)| = 2ʰ⁺¹.

Dem.: Sea A un conjunto con h+1 elementos. Tomo un elemento fijo a₀ ∈ A y llamo A' = A \ {a₀}, que tiene h elementos.
Cada subconjunto X de A o bien contiene a₀ o bien no lo contiene:
— Si X no contiene a₀: X ⊆ A', y hay |P(A')| = 2ʰ de estos (por HI).
— Si X contiene a₀: X = X' ∪ {a₀} con X' ⊆ A', y hay también 2ʰ de estos.
Total: |P(A)| = 2ʰ + 2ʰ = 2 · 2ʰ = 2ʰ⁺¹. ✓ ∎

Resumen de la unidad

ConceptoLo esencial
ConjuntoColección bien definida de objetos. Se describe por extensión, comprensión o Venn.
∈ vs. ⊆∈ relaciona elemento-conjunto; ⊆ relaciona conjunto-conjunto.
IgualdadA = B ⟺ A ⊆ B ∧ B ⊆ A (demostrar las dos inclusiones).
Operaciones∪, ∩, −, complemento, △. Todas con definición formal en términos de pertenencia.
De MorganA ∪ B̄ = Ā ∩ B̄ y A ∩ B̄ = Ā ∪ B̄.
P(A)Todos los subconjuntos de A. Si |A| = n, |P(A)| = 2ⁿ.
ParticiónCeldas no vacías, disjuntas, que cubren A. Las tres condiciones son obligatorias.
Producto cartesianoPares ordenados. No conmutativo. |A×B| = |A|·|B|.
PIE|A∪B| = |A|+|B|−|A∩B|. Para tres conjuntos se suma la intersección triple.
InducciónCaso base + paso inductivo (HI → TI). Demostrar sin suponer la TI verdadera.
Inducción fuerteLa HI supone p(h) para todos los h ≤ n, no solo el inmediato anterior.
RecursiónDefinir objetos a partir de casos más simples + caso base.
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3 Unidad 3: Métodos de Conteo

¿Por qué contar?

En muchas situaciones necesitamos saber cuántos elementos tiene un conjunto o de cuántas formas puede ocurrir algo, sin necesidad de listarlos todos. Eso es la combinatoria: el arte de contar de forma inteligente.

Ejemplos motivadores:

  • ¿Cuántas patentes diferentes hay con 2 letras + 3 dígitos + 2 letras?
  • ¿De cuántas formas puedo armar un comité de 4 personas entre 13 candidatos?
  • ¿Cuántos anagramas tiene la palabra BANANA?

La clave para responder cada pregunta está en identificar qué tipo de conteo aplica. En esta unidad aprenderemos las herramientas fundamentales.

Principios fundamentales de conteo

Principio del Producto (1.º principio)

Si un procedimiento se puede dividir en r etapas sucesivas e independientes, con n1 formas en la etapa 1, n2 en la 2, …, nr en la r, entonces el procedimiento completo puede realizarse de:

n1 · n2 · … · nr formas diferentes

Idea intuitiva: cada elección abre un árbol de posibilidades; el total es el producto de las ramas en cada nivel.

Moneda y dado
Se lanza una moneda (2 resultados: cara/cruz) y un dado (6 resultados: 1 a 6).
Etapa 1 → 2 opciones. Etapa 2 → 6 opciones.
Total: 2 · 6 = 12 resultados distintos.
Patentes de autos
Formato: 2 letras + 3 dígitos + 2 letras. Hay 26 letras y 10 dígitos. Se permiten repeticiones.
26 · 26 · 10 · 10 · 10 · 26 · 26 = 264 · 103 = 456 976 000 patentes diferentes.

Principio de la Suma (2.º principio)

Si tenemos una familia de conjuntos disjuntos dos a dos A1, A2, …, Ar con cardinales n1, n2, …, nr, entonces la cantidad de elementos que pueden seleccionarse de alguno de ellos es:

n1 + n2 + … + nr

Idea intuitiva: "o esto, o aquello" (alternativas excluyentes) → se suman.

Números de 3 cifras que comienzan con 8 o con 52
A1 = números de 3 cifras que comienzan con 8 → hay 100 (800 a 899).
A2 = números de 3 cifras que comienzan con 52 → hay 10 (520 a 529).
Son conjuntos disjuntos, así que el total es 100 + 10 = 110.
Producto vs. Suma: ¿cuál usar?
Producto: las etapas ocurren simultáneamente / en secuencia (elegir medio de transporte Y clase).
Suma: las alternativas son excluyentes, solo ocurre una (viajar en avión O en tren O en colectivo).
Error típico: sumar cuando hay etapas independientes, o multiplicar cuando las opciones se excluyen.

Principio de Inclusión-Exclusión (PIE)

¿Qué pasa cuando los conjuntos no son disjuntos? Si sumamos sus cardinales, contamos los elementos de la intersección más de una vez. El PIE corrige eso.

Para 2 conjuntos

|A1 ∪ A2| = |A1| + |A2| − |A1 ∩ A2|
Múltiplos de 3 o de 5 entre 1 y 100
A1 = múltiplos de 3 → ⌊100/3⌋ = 33 elementos.
A2 = múltiplos de 5 → ⌊100/5⌋ = 20 elementos.
A1 ∩ A2 = múltiplos de 15 → ⌊100/15⌋ = 6 elementos.
Total: 33 + 20 − 6 = 47 números.

Para 3 conjuntos

|A1 ∪ A2 ∪ A3| = |A1| + |A2| + |A3| − |A1 ∩ A2| − |A1 ∩ A3| − |A2 ∩ A3| + |A1 ∩ A2 ∩ A3|

Patrón: sumar los individuales, restar las intersecciones de a 2, sumar las de a 3, restar las de a 4, y así alternando.

Personas con campera, botas y anteojos
De 100 personas: |C|=56, |B|=53, |A|=41. |C∩B|=30, |C∩A|=21, |B∩A|=20. No usan nada: 16.
Como |C ∪ B ∪ A| = 100 − 16 = 84, entonces:
84 = 56 + 53 + 41 − 30 − 21 − 20 + |C ∩ B ∩ A|
84 = 79 + |C ∩ B ∩ A||C ∩ B ∩ A| = 5 personas usan las tres cosas.

Forma general (n conjuntos)

|A1 ∪ … ∪ An| = Σ|Ai| − Σ|Ai ∩ Aj| + Σ|Ai ∩ Aj ∩ Ak| − … + (−1)n+1|A1 ∩ … ∩ An|

Permutaciones

Una permutación es un ordenamiento de todos los elementos de un conjunto. Lo que cambia entre permutaciones es el orden; los elementos son siempre los mismos.

Permutaciones simples (sin repetición): P(n) = n!

Si tenemos n objetos todos distintos, la cantidad de formas de ordenarlos es:

Pn = n! = n · (n−1) · (n−2) · … · 2 · 1

¿Por qué? Para el 1.er lugar hay n opciones, para el 2.do quedan n−1, …, para el último queda 1 sola opción. Por principio del producto: n · (n−1) · … · 1 = n!

Libros en un estante
Tenemos 5 libros distintos. ¿De cuántas formas los puedo ordenar en un estante?
P5 = 5! = 5 · 4 · 3 · 2 · 1 = 120 formas.
Cuestionario de 10 preguntas
Se tienen 10 preguntas para armar un cuestionario. ¿De cuántas formas distintas se pueden ubicar?
P10 = 10! = 3 628 800 formas.

Permutaciones circulares

Cuando los elementos se ubican en círculo, los ordenamientos que se obtienen por rotación se consideran el mismo. Si fijamos un elemento y permutamos los restantes:

PCn = (n−1)!
7 niños en ronda
En fila serían 7! formas, pero en ronda la secuencia 1-2-3-4-5-6-7 es la misma que 2-3-4-5-6-7-1 (y otras 5 rotaciones). Por eso dividimos por 7:
PC7 = 7!/7 = 6! = 720 formas distintas.
Ronda vs. calesita giratoria
En una ronda, las rotaciones del grupo completo no se distinguen → usar (n−1)!.
En una calesita donde cada asiento es distinguible (tiene un número pintado), sí importa la posición absoluta → usar n! (permutaciones lineales).

Permutaciones en bloques

Si los n objetos se dividen en r bloques de n1, n2, …, nr elementos que deben permanecer consecutivos, la cantidad de ordenamientos es:

r! · n1! · n2! · … · nr!

El factor r! ordena los bloques entre sí; cada ni! ordena los elementos dentro de su bloque.

Familias en una fila de asientos
10 personas: familia A (3 integrantes), B (5), C (2). Todos los de cada familia deben quedar juntos.
Ordenar los 3 bloques: 3! formas.
Dentro de A: 3! · dentro de B: 5! · dentro de C: 2!
Total: 3! · 3! · 5! · 2! = 6 · 6 · 120 · 2 = 8640 formas.

Permutaciones con elementos repetidos

Si entre los n objetos hay n1 iguales del tipo 1, n2 del tipo 2, …, nr del tipo r (con n1+n2+…+nr=n), los ordenamientos distintos son:

Pnn1, n2, …, nr = n! / (n1! · n2! · … · nr!)

Intuición: comenzamos con n! ordenamientos, pero dividimos por las permutaciones internas de cada grupo de repetidos (que no generan arreglos nuevos).

Anagramas de BANANA
BANANA tiene 6 letras: B(×1), A(×3), N(×2).
P61,3,2 = 6! / (1! · 3! · 2!) = 720 / (1 · 6 · 2) = 720 / 12 = 60 anagramas distintos.

Comparación: si todas las letras fueran distintas (como CADENA) tendríamos 6! = 720.
Anagramas de MESA
MESA tiene 4 letras todas distintas: P4 = 4! = 24 anagramas.
(No hay que dividir por nada porque no hay letras repetidas.)

Variaciones (Arreglos)

Las variaciones se diferencian de las permutaciones en que no usamos todos los elementos, solo tomamos h de un total de n. El orden sí importa.

Variaciones sin repetición: V(n,h)

Elegimos h objetos distintos de n, importando el orden, sin repetir:

Vn,h = n · (n−1) · … · (n−h+1) = n! / (n−h)!
Abanderado, primera y segunda escolta
De un curso de 32 alumnos hay que elegir abanderado (1.ro), primera escolta (2.da) y segunda escolta (3.ra). El orden importa (no es lo mismo ser abanderado que escolta).
V32,3 = 32 · 31 · 30 = 29 760 formas.
Banderas de 3 bandas de distinto color
Con 6 colores disponibles, una bandera de 3 bandas horizontales todas de colores diferentes:
V6,3 = 6 · 5 · 4 = 120 banderas distintas.

Variaciones con repetición: V'(n,h)

Ahora podemos elegir el mismo elemento más de una vez (repetición permitida), tomando h de n, con orden:

V'n,h = nh
Cerradura de combinación
Una cerradura con 3 anillos de 20 letras cada uno. ¿Cuántos intentos son vanos?
Total de combinaciones posibles: V'20,3 = 203 = 8000. Solo 1 es correcta, así que hay 7999 intentos vanos.
Funciones de A en B
Dados conjuntos A (cardinal n) y B (cardinal k). ¿Cuántas funciones f: A → B existen?
Cada uno de los n elementos de A puede ir a cualquiera de los k elementos de B (con repetición, ya que dos elementos distintos de A pueden tener la misma imagen).
Total: kn funciones. (Variaciones con repetición de k tomados de a n.)

Combinaciones simples

Las combinaciones agrupan h objetos de n, pero el orden no importa. Solo interesa qué elementos están en la muestra, no en qué secuencia.

Cn,h = ( n / h ) = n! / (h! · (n−h)!)

Esta cantidad también se llama número combinatorio o coeficiente binomial, y se escribe C(n,h), Cn,h o (n elegido h).

Elegir remeras para las vacaciones
Tengo 12 remeras y quiero llevar 5. El orden en que las elijo no importa (llevar {1,2,3,4,5} es igual a llevar {3,5,2,1,4}).
C12,5 = 12! / (5! · 7!) = (12·11·10·9·8) / (5·4·3·2·1) = 95040 / 120 = 792 formas.
Comité de 4 personas entre ingenieros y programadores
Hay 8 ingenieros y 5 programadores. Se elige un comité de 4 personas sin distinción de roles.
a) Sin restricciones: C13,4 = 13!/(4!·9!) = 715 formas.
b) Al menos 2 programadores:
  • Exactamente 2 prog.: C5,2·C8,2 = 10·28 = 280
  • Exactamente 3 prog.: C5,3·C8,1 = 10·8 = 80
  • Exactamente 4 prog.: C5,4 = 5
Total: 280 + 80 + 5 = 365 formas.

Propiedades de los números combinatorios

PropiedadFórmulaSignificado
C(n,0)C(n,0) = 1Solo hay 1 subconjunto vacío
C(n,n)C(n,n) = 1Solo hay 1 subconjunto con todos los elementos
C(n,1)C(n,1) = nHay n formas de elegir 1 elemento de n
SimetríaC(n,h) = C(n, n−h)Elegir h elementos ≡ descartar n−h
Pascal (adición)C(n,h) = C(n−1,h−1) + C(n−1,h)Base del triángulo de Pascal
Simetría para cálculos más fáciles
C(20,17) = C(20,3) = 20·19·18 / 3! = 1140. Siempre conviene calcular el lado más pequeño.

Triángulo de Pascal

El triángulo de Pascal (también llamado de Tartaglia) organiza todos los números combinatorios. Cada número es la suma de los dos de arriba que lo flanquean. Los extremos son siempre 1.

nC(n,0) C(n,1) C(n,2) … C(n,n)
01
11   1
21   2   1
31   3   3   1
41   4   6   4   1
51   5   10   10   5   1
61   6   15   20   15   6   1
71   7   21   35   35   21   7   1

Los números del nivel n son exactamente C(n,0), C(n,1), …, C(n,n). Por ejemplo, en el nivel 4: 1, 4, 6, 4, 1 corresponden a C(4,0)…C(4,4).

Tabla comparativa: ¿Permutación, Variación o Combinación?

Concepto¿Tomo todos los elementos?¿El orden importa?¿Se repiten?Fórmula
Permutación simpleSí (n de n)Non!
Perm. con repeticiónSí (n de n)Sí (hay tipos)n! / (n₁!·n₂!·…·nᵣ!)
Perm. circularSí (n de n)Sí (relativo)No(n−1)!
Variación sin rep.No (h de n)Non!/(n−h)!
Variación con rep.No (h de n)nh
Combinación simpleNo (h de n)NoNon!/(h!·(n−h)!)
Combinación con rep.No (h de n)No(n+h−1)!/(h!·(n−1)!)
Árbol de decisión para elegir el método
Paso 1: ¿Uso todos los elementos o solo algunos?
  → Todos: es una Permutación.
  → Solo h de n: continuar.
Paso 2: ¿El orden de los elegidos importa?
  → Sí: es una Variación.
  → No: es una Combinación.
Paso 3 (en ambos casos): ¿Se puede repetir un elemento?
  → Sí → fórmula con repetición. → No → fórmula sin repetición.
Error clásico: ¿importa el orden?
• "Elegir un comité de 3 personas" → el orden NO importa (comité {A,B,C} = {C,A,B}) → Combinación.
• "Elegir presidente, secretario y tesorero entre 3 personas" → el orden SÍ importa (A-pres B-sec ≠ B-pres A-sec) → Variación.
Siempre preguntate: ¿dos selecciones con los mismos elementos en distinto orden se consideran iguales o diferentes?

Combinaciones con repetición: C'(n,h)

Cuando elegimos h elementos de un conjunto de n, el orden no importa, y podemos repetir elementos (por ejemplo, repartir caramelos idénticos donde un niño puede recibir más de uno):

C'n,h = C(n+h−1, h) = (n+h−1)! / (h! · (n−1)!)
Repartir 6 caramelos idénticos entre 4 niños
n = 4 (niños), h = 6 (caramelos). Los caramelos son idénticos (el orden no importa) y un niño puede recibir más de uno.
C'4,6 = C(4+6−1, 6) = C(9,6) = 9!/(6!·3!) = (9·8·7)/(3·2·1) = 84 formas.
Distribución de 30 caramelos iguales entre 5 nietos (Susy)
a) Sin restricción: C'5,30 = C(34,30) = C(34,4) = 46 376 formas.
b) Cada nieto al menos uno: Se reparten primero 1 a cada uno (quedan 25). Luego el resto sin restricción: C'5,25 = C(29,25) = C(29,4) = 23 751 formas.
Truco para identificar combinaciones con repetición
Palabras clave: "caramelos idénticos", "objetos iguales", "bolillas indistinguibles", "repartir de cuántas formas". Si los objetos a distribuir son idénticos entre sí y lo que varía es cuántos recibe cada destinatario → combinaciones con repetición.

Teorema del Binomio de Newton

El binomio de Newton permite expandir la potencia de una suma de dos términos. Conocemos casos particulares:

  • (a+b)1 = a + b
  • (a+b)2 = a2 + 2ab + b2
  • (a+b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3

La fórmula general para cualquier n ∈ ℕ es:

(a + b)n = Σk=0n C(n,k) · an−k · bk

Desarrollado:

(a+b)n = C(n,0)·an + C(n,1)·an−1b + C(n,2)·an−2b2 + … + C(n,n)·bn

Los coeficientes binomiales C(n,k) son exactamente los números del nivel n del triángulo de Pascal, que también cuentan la cantidad de subconjuntos de k elementos tomados de n.

Cómo identificar cada término

El término general (k-ésimo desde 0) del desarrollo de (a+b)n es:

Tk+1 = C(n,k) · an−k · bk

Así, T1 corresponde a k=0, T2 a k=1, …, Tn+1 a k=n.

Desarrollo de (x+1)4
Usando el nivel 4 del triángulo de Pascal: 1, 4, 6, 4, 1.
(x+1)4 = C(4,0)·x4 + C(4,1)·x3·1 + C(4,2)·x2·12 + C(4,3)·x·13 + C(4,4)·14
= x4 + 4x3 + 6x2 + 4x + 1
Desarrollo de (2x − 3)5
Identificamos a = 2x, b = −3, n = 5. Coeficientes del nivel 5: 1, 5, 10, 10, 5, 1.
Tk+1 = C(5,k)·(2x)5−k·(−3)k
T1: 1·(2x)5·(−3)0 = 32x5
T2: 5·(2x)4·(−3) = 5·16x4·(−3) = −240x4
T3: 10·(2x)3·9 = 10·8x3·9 = 720x3
T4: 10·(2x)2·(−27) = 10·4x2·(−27) = −1080x2
T5: 5·(2x)·81 = 810x
T6: 1·(−3)5 = −243
Resultado: 32x5 − 240x4 + 720x3 − 1080x2 + 810x − 243

Término central de un desarrollo

El desarrollo de (a+b)n tiene n+1 términos.

  • Si n es par → n+1 es impar → hay un solo término central: T(n/2)+1.
  • Si n es impar → n+1 es par → hay dos términos centrales: T(n+1)/2 y T(n+3)/2.
Término central de (xn + 2/x)8
n=8, hay 9 términos. El central es T5 (k=4).
T5 = C(8,4)·(xn)4·(2/x)4 = 70·x4n·16·x−4 = 1120·x4n−4
Si queremos que sea de grado 12: 4n − 4 = 12 → n = 4.
Término central: T5 = 1120 x12.
Atención con los signos en el binomio de Newton
Si el binomio es (a − b)n, escribirlo como (a + (−b))n. Cada término con k impar llevará signo negativo.
Error frecuente: aplicar el coeficiente sin considerar que b tiene signo negativo, perdiendo alternancia de signos.

Problemas resueltos paso a paso

Ej. clásico: Grilla de caminos — contar caminos mínimos
Se quiere ir de la casilla A a la B en una grilla 6×4 moviéndose solo hacia la derecha (D) o hacia arriba (A).
Cualquier camino mínimo tiene exactamente 6 pasos a la derecha y 4 hacia arriba, en algún orden.
Equivale a ordenar 10 letras donde 6 son D y 4 son A: permutaciones con repetición.
P106,4 = 10! / (6!·4!) = C(10,4) = 210 caminos distintos.

Variante: pasar sí o sí por la casilla X.
Dividir en dos tramos: A→X y X→B. Si A→X requiere 2D y 2A:
C(4,2) = 6 formas. Si X→B requiere 4D y 2A: C(6,2) = 15 formas.
Total: 6 · 15 = 90 caminos que pasan por X.
Dígitos 0-5: números de 4 cifras distintas
Dígitos disponibles: 0, 1, 2, 3, 4, 5. No puede comenzar con 0.
a) Cualquier número de 4 cifras distintas:
Variaciones de 6 tomados de a 4 sin restricción: V6,4 = 6·5·4·3 = 360.
Menos los que empiezan con 0 (el 0 ocupa el primer lugar, los otros 3 se eligen de los 5 restantes): V5,3 = 5·4·3 = 60.
Total válido: 360 − 60 = 300.

b) Divisibles por 5 (terminan en 0 o en 5):
Terminan en 0: primer dígito elige entre {1,2,3,4,5}: 5·4·3 = 60. (P. del producto en 4 etapas, último=0, primero∈{1..5}, luego libres.)
Terminan en 5: primer dígito elige entre {1,2,3,4} (no 0 ni 5): 4·V4,2 = 4·4·3 = 48.
Total: 60 + 48 = 108.
Examen con temas agrupados
15 preguntas: 4 de lógica, 2 de enteros, 3 de relaciones, 2 de inducción, 4 de Boole. Cada tema debe ir consecutivo.
Son 5 bloques. Permutaciones de bloques × permutaciones dentro:
5! · 4! · 2! · 3! · 2! · 4! = 120 · 24 · 2 · 6 · 2 · 24 = 829 440 formas.
Como hay 1600 alumnos y 829 440 > 1600, sí se puede asignar un orden diferente a cada alumno.
Triangulos con puntos sobre dos rectas paralelas
Hay n puntos en una recta y m en otra paralela. ¿Cuántos triángulos se determinan?
Un triángulo necesita 3 vértices. Opciones:
• 1 punto de la recta de n, 2 de la recta de m: C(n,1)·C(m,2) = n·m(m−1)/2
• 2 puntos de la recta de n, 1 de la de m: C(n,2)·C(m,1) = n(n−1)/2·m
Total: n·m(m−1)/2 + m·n(n−1)/2

Principio del palomar (Dirichlet)

Si se colocan más palomas que nidos, al menos un nido tendrá más de una paloma.

Si hay n+1 objetos en n categorías → al menos una categoría tiene ≥ 2 objetos.

Versión generalizada

Si hay más de n·k objetos distribuidos en n categorías → al menos una categoría tiene ≥ k+1 objetos.

Equivalentemente: si hay m objetos en n categorías, alguna tiene al menos ⌈m/n⌉ objetos (techo: primer entero mayor o igual).

Aplicación clásica: cumpleaños
En un grupo de 367 personas, al menos dos comparten la misma fecha de cumpleaños.
Hay 366 fechas posibles (año bisiesto) y 367 personas. Por el principio del palomar, al menos 2 personas comparten fecha.
Aplicación: meses del año
¿Cuántas personas hacen falta para garantizar que al menos 5 compartan el mismo mes de nacimiento?
n = 12 meses, queremos k+1 = 5 → k = 4.
Necesitamos más de 12 · 4 = 48 personas. Con 49 personas queda garantizado.
Cargos en Base de Datos (Ej. 31a)
Una empresa tiene 2365 empleados. Se propone un código de 2 letras (27 del alfabeto) + 1 dígito.
Códigos posibles: 272 · 10 = 729 · 10 = 7290. Como 7290 > 2365, la secretaria está equivocada: el gerente tiene razón, alcanza.
Atención: el palomar garantiza existencia, no dice cuál
El principio del palomar es una herramienta de existencia: demuestra que al menos uno tiene cierta propiedad, pero no dice cuál es ni cómo encontrarlo. No da un algoritmo, solo garantiza el resultado.

Resolución de ecuaciones con números combinatorios

A veces aparecen ecuaciones donde la incógnita es un subíndice de un combinatorio. Se resuelven usando las propiedades y la fórmula directa.

Resolver C(x,6) = C(x+1,5)
Usando la definición: x!/(6!·(x−6)!) = (x+1)!/(5!·(x−4)!)
Simplificando: x!/(6·5!·(x−6)!) = (x+1)·x!/(5!·(x−4)(x−5)(x−6)!)
Cancelando x!·5!·(x−6)!: 1/6 = (x+1)/((x−4)(x−5))
(x−4)(x−5) = 6(x+1)
x2 − 9x + 20 = 6x + 6
x2 − 15x + 14 = 0
x = (15 ± √(225−56))/2 = (15 ± 13)/2 → x = 14 o x = 1.
Verificar: para que C(x,6) esté definido se necesita x ≥ 6. Solo x = 14 es válida. Una sola solución.

Tabla resumen de fórmulas

NombreNotaciónFórmulaCuándo
Permutación simple Pn n! Ordenar n objetos distintos, todos
Perm. circular PCn (n−1)! Ordenar n objetos en círculo
Perm. con repetición Pnn₁,…,nᵣ n! / (n₁!·…·nᵣ!) n objetos con grupos iguales (anagramas)
Perm. en bloques r! · n₁! · … · nᵣ! r grupos consecutivos, orden libre
Variación sin rep. Vn,h n! / (n−h)! h de n, orden importa, sin repetir
Variación con rep. V'n,h nh h de n, orden importa, con repetición
Combinación simple Cn,h n! / (h!·(n−h)!) h de n, orden no importa, sin repetir
Combinación con rep. C'n,h (n+h−1)! / (h!·(n−1)!) h de n, orden no importa, con repetición
Binomio de Newton Tk+1 C(n,k)·an−k·bk Término k+1 de (a+b)n

Errores frecuentes y cómo evitarlos

No preguntar si los objetos son distinguibles
"Distribuir 5 libros entre 3 personas" depende crucialmente de si los libros son todos distintos o todos iguales.
Libros distintos, orden importa (quién recibe qué): variaciones con repetición → 35.
Libros idénticos, solo importa cuántos recibe cada uno: combinaciones con repetición → C'(3,5) = C(7,5).
Contar dos veces en inclusión-exclusión
Si los conjuntos no son disjuntos y usas solo el principio de la suma, estarás contando los elementos de las intersecciones varias veces. Siempre verificá si los casos pueden solaparse y aplicá PIE.
Olvidar la restricción "no empieza con 0"
En problemas de números, el primer dígito no puede ser 0 (porque "0345" no es un número de 4 cifras). Siempre restar los casos inválidos o tratar el primer dígito por separado.
Confundir permutaciones circulares con lineales en calesitas
Si los asientos de la calesita están numerados (o tienen algún elemento fijo que los distingue), NO es permutación circular: cada rotación es un ordenamiento diferente → usar n! y no (n−1)!
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4 Unidad 4: Divisibilidad en Enteros

El conjunto de los enteros ℤ

El conjunto de los números enteros se representa con el símbolo y contiene a todos los números enteros positivos, el cero y los negativos:

ℤ = { …, −4, −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4, … }

Podemos pensar en como la unión de tres partes:

  • Enteros negativos ℤ⁻ = {…, −3, −2, −1}
  • El cero {0}
  • Enteros positivos ℤ⁺ = {1, 2, 3, …} (coinciden con los naturales )

El conjunto es infinito pero discreto: entre dos enteros consecutivos no hay ningún otro entero (a diferencia de los reales, donde entre dos números siempre hay infinitos más).

Operaciones en ℤ

En , la suma, la resta y la multiplicación son operaciones cerradas: dados dos enteros cualesquiera, el resultado de aplicar cualquiera de estas tres operaciones siempre es otro entero. Con la división esto no ocurre: 8 ÷ 3 no da un entero.

Propiedades algebraicas de ℤ
PropiedadSumaMultiplicación
Cerraduraa+b ∈ ℤa·b ∈ ℤ
Conmutatividada+b = b+aa·b = b·a
Asociatividad(a+b)+c = a+(b+c)(a·b)·c = a·(b·c)
Elemento neutroa+0 = aa·1 = a
Inversoa+(−a) = 0solo ±1 tienen inverso en ℤ
Distributivaa·(b+c) = a·b + a·c

Algoritmo de la División

Cuando dividimos dos enteros, en general el cociente no es entero. Pero podemos siempre encontrar un cociente entero c y un resto r que cumplan una condición muy precisa.

Teorema: Algoritmo de la División (División Entera)

Dados D, d ∈ ℤ con d ≠ 0, existen únicos c, r ∈ ℤ tales que:

D = d · c + r    con    0 ≤ r < |d|

Donde: D = dividendo, d = divisor, c = cociente, r = resto.

El resto es siempre no negativo y estrictamente menor que el valor absoluto del divisor.

Para calcular c y r cuando el divisor es positivo, se usa la parte entera y la parte decimal:

  • Si d > 0: c = ent(D/d),   r = mant(D/d) · d
  • Si d < 0: trabajamos con d' = −d > 0, calculamos c' y r', y luego c = −c', r = r'
Ejemplo 1 — Dividendo positivo, divisor positivo

D = 17, d = 3

En reales: 17/3 = 5,6666…  → ent(5,666…) = 5,  mant(5,666…) · 3 = 0,666… · 3 = 2

Entonces: c = 5, r = 2

Verificación: 17 = 3 · 5 + 2 ✓   y   0 ≤ 2 < 3

Ejemplo 2 — Dividendo negativo, divisor positivo

D = −8, d = 5

En reales: −8/5 = −1,6  → ent(−1,6) = −2,  mant(−1,6) · 5 = 0,4 · 5 = 2

Entonces: c = −2, r = 2

Verificación: −8 = 5 · (−2) + 2 ✓   y   0 ≤ 2 < 5

Ejemplo 3 — Divisor negativo

D = −13, d = −4

Usamos d' = 4: en reales −13/4 = −3,25 → c' = ent(−3,25) = −4, r' = mant(−3,25) · 4 = 0,75 · 4 = 3

Entonces: c = −c' = 4, r = r' = 3

Verificación: −13 = (−4) · 4 + 3 ✓   y   0 ≤ 3 < 4

Ejemplo 4 — D positivo, d negativo

D = 15, d = −6

Usamos d' = 6: 15/6 = 2,5 → c' = 2, r' = 0,5 · 6 = 3

Entonces: c = −2, r = 3

Verificación: 15 = (−6) · (−2) + 3 ✓   y   0 ≤ 3 < 6

Error típico: el resto siempre es ≥ 0

Cuando el dividendo es negativo es tentador poner el resto negativo. Por ejemplo para −8 ÷ 5, alguien podría escribir −8 = 5 · (−1) + (−3). Eso da r = −3, que viola la condición r ≥ 0. El único cociente y resto válidos son c = −2, r = 2.

Divisibilidad

Cuando el resto de la división entera es exactamente cero, decimos que hay divisibilidad.

Definición de Divisibilidad

Sean a, b ∈ ℤ. Se dice que a divide a b, y se escribe a | b, si y solo si existe k ∈ ℤ tal que:

a | b  ⟺  ∃ k ∈ ℤ : b = k · a

Cuando a | b se puede decir cualquiera de estas cosas (son todas equivalentes):

  • a divide a b
  • a es divisor de b
  • b es divisible por a
  • b es múltiplo de a
Ejemplos de divisibilidad

a) 8 | 72 porque existe k = 9 ∈ ℤ tal que 72 = 9 · 8. ✓

b) 15 ∤ 50 porque no existe ningún entero k tal que 50 = k · 15 (50/15 = 3,333… no es entero).

c) Los únicos enteros que dividen al 6 son: 1, −1, 2, −2, 3, −3, 6, −6. (Los negativos también dividen, ya que por ejemplo 6 = (−2) · (−3).)

Se definen dos notaciones útiles:

  • Conjunto de todos los múltiplos de n:   {x ∈ ℤ / x = k·n, k ∈ ℤ}
  • Conjunto de todos los divisores positivos de n:   Dn = {x ∈ ℤ+ / x | n}
Divisores positivos de algunos números

D75 = {1, 3, 5, 15, 25, 75}

D36 = {1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 18, 36}

D42 = {1, 2, 3, 6, 7, 14, 21, 42}

Propiedades de la Divisibilidad

#PropiedadEnunciadoIdea
1 Reflexiva ∀ a ∈ ℤ, a ≠ 0: a | a Todo entero no nulo se divide a sí mismo
2 Transitiva a|b ∧ b|c ⟹ a|c Si a divide a b y b divide a c, entonces a divide a c
3 Lineal (suma) a|b ∧ a|c ⟹ a|(b+c) Si a divide a b y a c, divide a su suma
4 Por escalar a|b ⟹ a|(b·c) ∀ c ∈ ℤ Si a divide a b, divide a cualquier múltiplo de b

La propiedad 3 se generaliza a combinaciones lineales enteras: si a|b y a|c, entonces para cualquier x, y ∈ ℤ:

a | (bx + cy)
Demostración de la propiedad transitiva

Sea a|b y b|c. Entonces existen k, t ∈ ℤ con b = a·k y c = b·t.

Reemplazando: c = (a·k)·t = a·(k·t).

Como k·t ∈ ℤ, esto muestra que a|c. ✓

Demostración de la propiedad lineal (suma)

Sea a|b y a|c. Existen k, t ∈ ℤ con b = a·k y c = a·t.

Entonces: b + c = a·k + a·t = a·(k+t).

Como k+t ∈ ℤ, se tiene a|(b+c). ✓

Error típico: la divisibilidad NO es simétrica

a|b NO implica b|a en general. Por ejemplo, 3|12 pero 12 ∤ 3. La excepción son los opuestos: si a|b y b|a, entonces a = b o a = −b.

Error típico: a|b no implica a|c cuando a|(b+c)

Si a|(b+c) NO se puede concluir que a|b y a|c por separado. Por ejemplo, 3|(4+5) pero 3 ∤ 4 y 3 ∤ 5. La implicación solo va en sentido inverso.

Números Primos y Compuestos

Definición: número primo

Un entero p > 1 es primo si sus únicos divisores son 1, −1, p y −p. En otras palabras, no puede escribirse como producto de dos enteros ambos con valor absoluto mayor que 1.

Un entero n > 1 que no es primo se llama compuesto.

El número 1 (y el −1) no se consideran primos ni compuestos: son casos especiales (unidades).

Los primeros números primos son: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, …

El 2 es el único primo par. Todos los primos mayores que 2 son impares.

Infinitud de los números primos

Teorema (Euclides): Hay infinitos números primos

Demostración: Supongamos por el absurdo que la lista de todos los primos es finita: p1, p2, …, pn. Consideremos el número:

N = p1 · p2 · … · pn + 1

N > 1, así que es divisible por algún primo. Pero ninguno de los pi divide a N (porque al dividir, el resto siempre sería 1). Contradicción: si la lista fuera completa, no existiría ningún primo que divida a N. Por lo tanto hay infinitos primos.

Criba de Eratóstenes

Para encontrar todos los primos hasta un número N, se puede usar la Criba de Eratóstenes:

  1. Escribir todos los números de 2 a N.
  2. El primer número no tachado es primo. Tachar todos sus múltiplos (excepto él mismo).
  3. Repetir desde el paso 2 hasta haber procesado todos los números hasta √N.
  4. Los números no tachados son todos primos.
Criba hasta 30

Partimos de: 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Tachamos múltiplos de 2 (excepto 2): 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Tachamos múltiplos de 3 (excepto 3): 9 15 21 27

Tachamos múltiplos de 5 (excepto 5): 25

Primos hasta 30: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29

¿Por qué importan los primos?

Los números primos tienen aplicaciones fundamentales en criptografía. El algoritmo RSA, que protege la mayoría de las comunicaciones seguras en Internet, se basa en la dificultad de factorizar un número que es producto de dos primos enormes (del orden de 10100). Encontrar esos factores llevaría más tiempo del que existe el universo con las computadoras actuales.

Teorema Fundamental de la Aritmética

Teorema Fundamental de la Aritmética (TFA)

Todo entero n > 1 es primo o se puede escribir como un producto de factores primos de manera esencialmente única (salvo el orden de los factores):

n = p1k1 · p2k2 · … · prkr

donde p1 < p2 < … < pr son primos y ki ≥ 1.

Factorizaciones en primos

Para factorizar, dividimos sucesivamente por el menor primo que divida:

NúmeroProcesoFactorización
8484 = 2·42 = 2·2·21 = 2·2·3·722 · 3 · 7
105105 = 3·35 = 3·5·73 · 5 · 7
3636 = 2·18 = 2·2·9 = 2·2·3·322 · 32
252252 = 2·126 = 2·2·63 = 4·9·722 · 32 · 7

Contar divisores con la factorización

Si n = p1k1 · p2k2 · … · prkr, entonces la cantidad de divisores positivos de n es:

|Dn| = (k1 + 1)(k2 + 1) · … · (kr + 1)
Contar divisores de 36

36 = 22 · 32  →  |D36| = (2+1)(2+1) = 9

Efectivamente: D36 = {1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 18, 36} — son 9 divisores. ✓

¿Cuándo un número tiene exactamente 8 divisores?

Necesitamos (k1+1)·(k2+1)·… = 8. Las factorizaciones de 8 son: 8 = 8 = 4·2 = 2·2·2.

  • 8 = 8: forma p7. El menor es 27 = 128.
  • 8 = 4·2: forma p3·q. El menor es 23·3 = 24.
  • 8 = 2·2·2: forma p·q·r. El menor es 2·3·5 = 30.

El menor natural con exactamente 8 divisores es 24: D24 = {1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24}.

Máximo Común Divisor (mcd)

Dados dos enteros, nos interesa el mayor divisor que tienen en común.

Definición: Máximo Común Divisor

Sean a, b ∈ ℤ, no simultáneamente nulos. El entero positivo d = mcd(a, b) es el máximo común divisor si y solo si:

  1. d | a
  2. d | b
  3. Si d' ≠ 0:   d'|a ∧ d'|b ⟹ d'|d   (todo divisor común divide al mcd)

Notación alternativa: (a, b) = mcd(a, b).

Cálculo del mcd por factorización

Para calcular el mcd por factorización: se factorizan ambos números y el mcd es el producto de los primos comunes con el menor exponente.

mcd(75, 120) por factorización

75 = 3 · 52

120 = 23 · 3 · 5

Factores comunes: 3 (mínimo exp.: 1) y 5 (mínimo exp.: 1).

mcd(75, 120) = 3 · 5 = 15

Error típico: confundir "menor exponente" con "mayor exponente"

En el mcd se toman los factores comunes con el menor exponente. En el mcm se toman todos los factores con el mayor exponente. Si tomás el mayor para el mcd, obtenés el mcm, y viceversa.

Propiedad de Bézout del mcd

Propiedad fundamental del mcd

Si d = mcd(a, b), entonces existen enteros k1, k2 ∈ ℤ tales que:

d = k1 · a + k2 · b

Es decir, el mcd siempre se puede escribir como combinación lineal entera de los dos números.

Combinación lineal del mcd(64, 48)

64 = 26, 48 = 24 · 3,   →   mcd(64, 48) = 24 = 16

16 = 1 · 64 + (−1) · 48

Algoritmo de Euclides

Factorizar es costoso para números grandes. El algoritmo de Euclides calcula el mcd de forma eficiente usando la división entera repetida.

Propiedad base del Algoritmo de Euclides

Dados a, b ∈ ℤ, si a = b·q + r (división entera), entonces:

mcd(a, b) = mcd(b, r)

Idea de la demostración: se prueba que el conjunto de divisores comunes de a y b es exactamente el mismo que el de b y r. Por lo tanto el mayor de cada conjunto es el mismo.

El algoritmo aplica esta propiedad repetidamente hasta llegar a un resto 0:

mcd(a, b) = mcd(b, r) = mcd(r, r1) = … = mcd(rn, 0) = rn

El último resto no nulo es el mcd.

Algoritmo de Euclides: mcd(720, 224)
PasoDivisiónCocienteResto
1720 ÷ 224348
2224 ÷ 48432
348 ÷ 32116
432 ÷ 1620

El último resto no nulo es 16.   Por lo tanto: mcd(720, 224) = 16.

Algoritmo de Euclides: mcd(252, 198)
PasoDivisiónCocienteResto
1252 ÷ 198154
2198 ÷ 54336
354 ÷ 36118
436 ÷ 1820

El último resto no nulo es 18.   Por lo tanto: mcd(252, 198) = 18.

Algoritmo de Euclides Extendido (Método Matricial de Bézout)

El método matricial permite calcular el mcd y al mismo tiempo encontrar los coeficientes s, t tales que mcd(a,b) = s·a + t·b.

Método matricial paso a paso
  1. Colocar la matriz identidad 2×2, con los dos números en una tercera columna (el mayor primero).
  2. En cada paso: dividir el término independiente de la anteúltima fila por el de la última, obtener el cociente q, y calcular: nueva fila = anteúltima fila − q × última fila (la operación se aplica a toda la fila).
  3. Repetir hasta que el término independiente sea 0.
  4. La fila anterior al cero da el mcd (en la tercera columna) y los coeficientes de Bézout (en las primeras dos columnas).
Euclides extendido: mcd(720, 224) y coeficientes de Bézout
Col sCol tValorOperación
10720F1 (fila inicial)
01224F2 (fila inicial)
1−348F3 = F1 − 3·F2  (720÷224=3)
−41332F4 = F2 − 4·F3  (224÷48=4)
5−1616F5 = F3 − 1·F4  (48÷32=1)
−14450F6 = F4 − 2·F5  (32÷16=2)

Resultado: mcd(720, 224) = 16

Coeficientes de Bézout: 16 = 5 · 720 + (−16) · 224

Verificación: 5 × 720 = 3600, 16 × 224 = 3584, 3600 − 3584 = 16

Euclides extendido: mcd(435, 340)
Col sCol tValorOperación
10435F1
01340F2
1−195F3 = F1 − 1·F2  (435÷340=1)
−3455F4 = F2 − 3·F3  (340÷95=3)
4−540F5 = F3 − 1·F4  (95÷55=1)
−7915F6 = F4 − 1·F5  (55÷40=1)
18−2310F7 = F5 − 2·F6  (40÷15=2)
−25325F8 = F6 − 1·F7  (15÷10=1)
68−870F9 = F7 − 2·F8  (10÷5=2)

Resultado: mcd(435, 340) = 5

Coeficientes: 5 = (−25) · 435 + 32 · 340

Verificación: −25 × 435 = −10875, 32 × 340 = 10880, 10880 − 10875 = 5

Error típico al armar la tabla matricial

La operación siempre es: anteúltima fila menos (cociente) veces la última fila. El cociente es el de la división del término independiente de la anteúltima por el de la última. Si lo invertís (última menos algo por anteúltima) los coeficientes salen mal. Siempre chequeá al final que s·a + t·b = mcd(a,b).

Mínimo Común Múltiplo (mcm)

Definición: Mínimo Común Múltiplo

Sean a, b ∈ ℤ, no simultáneamente nulos. El entero positivo m = mcm(a, b) es el mínimo común múltiplo si y solo si:

  1. a | m
  2. b | m
  3. Si m' ≠ 0:   a|m' ∧ b|m' ⟹ m|m'   (el mcm divide a todo múltiplo común)

Notación alternativa: [a, b] = mcm(a, b).

Cálculo del mcm por factorización

Se toman todos los factores primos que aparecen en cualquiera de los números (incluso si solo aparecen en uno), con el mayor exponente.

mcm(75, 120) por factorización

75 = 3 · 52

120 = 23 · 3 · 5

Todos los factores: 2 (exp. máx: 3), 3 (exp. máx: 1), 5 (exp. máx: 2).

mcm(75, 120) = 23 · 3 · 52 = 8 · 3 · 25 = 600

Relación entre mcd y mcm

Propiedad: mcd · mcm = |a · b|
mcd(a, b) · mcm(a, b) = |a · b|

Esta propiedad permite calcular el mcm conociendo el mcd (o viceversa) sin necesidad de factorizar.

Verificación con a=64, b=48

64 = 26, 48 = 24 · 3

mcd(64, 48) = 24 = 16

mcm(64, 48) = 26 · 3 = 192

16 · 192 = 3072 = 64 · 48

Usar la fórmula para calcular mcm conociendo mcd

Si mcd(224, 120) = 8, calcular mcm(224, 120):

mcm(224, 120) = |224 · 120| / mcd(224, 120) = 26880 / 8 = 3360

Números Coprimos (primos relativos)

Definición: números coprimos

Dos enteros a y b son coprimos (o primos entre sí o primos relativos) si:

mcd(a, b) = 1

No hace falta que ninguno de los dos sea primo. Lo que importa es que no tienen factores primos en común.

Ejemplos de coprimos y no coprimos

mcd(8, 15) = 1 → 8 y 15 son coprimos (aunque ninguno es primo).

mcd(6, 10) = 2 ≠ 1 → 6 y 10 no son coprimos.

Dos enteros consecutivos siempre son coprimos, pues: 1 · (n+1) + (−1) · n = 1.

Teorema de Bézout

Teorema de Bézout

Dados a, b ∈ ℤ:

mcd(a, b) = 1  ⟺  ∃ s, t ∈ ℤ : 1 = s · a + t · b

Es decir, a y b son coprimos si y solo si 1 se puede escribir como combinación lineal entera de ambos.

Utilidad: para demostrar que dos números son coprimos basta exhibir un par (s, t) que cumpla esa igualdad.

Aplicaciones del Teorema de Bézout

a) Como 1 = 3 · 8541 + (−2) · 12811, podemos asegurar que mcd(8541, 12811) = 1 (son coprimos).

b) Si a y b son coprimos, entonces a y a+b también son coprimos:

Dem: 1 = s·a + t·b = s·a + t·(a+b−a) = (s−t)·a + t·(a+b), con s−t ∈ ℤ.

Error típico: el recíproco de Bézout no vale para d > 1

¿Es cierto que si ∃ s,t ∈ ℤ: 3 = s·a + t·b entonces mcd(a,b) = 3?

¡No! Contraejemplo: 3 = 9·2 + (−3)·5 pero mcd(2, 5) = 1 ≠ 3. Solo cuando d = 1 la implicación es bicondicional (Bézout). Para d > 1, que exista la combinación lineal que da d no garantiza que ese sea el mcd.

Propiedad de primos aplicada con Bézout

Propiedad importante de los primos

Si p es primo y p | a·b, entonces p | a o p | b (o ambos).

Demostración: Si p ∤ a, como p es primo, sus únicos divisores positivos son 1 y p, así que mcd(p, a) = 1. Por Bézout: 1 = s·p + t·a. Multiplicando por b: b = s·p·b + t·a·b. Como p | a·b, sea a·b = p·k; entonces b = s·p·b + t·p·k = p·(sb + tk). Luego p | b. ✓

Esta propiedad es falsa para compuestos: por ejemplo 6 | 4·9 pero 6 ∤ 4 y 6 ∤ 9.

Ecuaciones Diofánticas Lineales

Una ecuación diofántica lineal es una ecuación de la forma:

ax + by = c

donde a, b, c ∈ ℤ son datos y se buscan soluciones enteras x, y ∈ ℤ.

¿Cuándo tiene solución?

Condición de existencia de soluciones

La ecuación ax + by = c tiene solución entera si y solo si:

mcd(a, b) | c

Es decir, el máximo común divisor de los coeficientes divide al término independiente.

¿Tiene solución 6x + 10y = 8?

mcd(6, 10) = 2. ¿2 | 8? Sí (8 = 2·4). → La ecuación sí tiene solución.

¿Tiene solución 6x + 10y = 7? mcd(6, 10) = 2. ¿2 | 7? No. → No tiene solución.

Encontrar todas las soluciones

Cuando hay solución, el proceso es:

  1. Calcular d = mcd(a, b) con el algoritmo extendido de Euclides, obteniendo d = s·a + t·b.
  2. Dividir toda la ecuación por d:   (a/d)·x + (b/d)·y = c/d.
  3. Una solución particular es x0 = s·(c/d),   y0 = t·(c/d).
  4. La solución general es:   x = x0 + (b/d)·k,   y = y0 − (a/d)·k   con k ∈ ℤ.
Resolver completamente: 224x + 120y = 8

Paso 1: mcd(224, 120). Usamos Euclides:

DivisiónCocienteResto
224 ÷ 1201104
120 ÷ 104116
104 ÷ 1668
16 ÷ 820

mcd(224, 120) = 8. ¿8 | 8? Sí. Hay solución.

Paso 2: Dividimos todo por 8:   28x + 15y = 1.

Paso 3: Euclides extendido sobre (28, 15):

Col sCol tValorOperación
1028F1
0115F2
1−113F3 = F1 − F2
−122F4 = F2 − F3
7−131F5 = F3 − 6·F4
−15280F6 = F4 − 2·F5

1 = 7·28 + (−13)·15

Solución particular: x0 = 7, y0 = −13.

Solución general (con k ∈ ℤ):

x = 7 + 15k      y = −13 − 28k

Verificación con k=0: 224·7 + 120·(−13) = 1568 − 1560 = 8

Con k=1: x=22, y=−41224·22 + 120·(−41) = 4928 − 4920 = 8

Error típico: solución general con el paso equivocado

El paso de la solución general es b/d para x y −a/d para y (con los coeficientes divididos por el mcd, no los originales). Si usás b y −a directamente (sin dividir por d) obtenés soluciones, pero no todas: te saltás algunas.

Sistemas de Numeración

Los números que usamos en la vida cotidiana están escritos en base 10 (decimal), pero en computación se usan frecuentemente la base 2 (binario) y la base 16 (hexadecimal).

Representación en base b

Todo entero positivo n puede escribirse en base b (con b ≥ 2) de forma única como:

n = ak·bk + ak−1·bk−1 + … + a1·b + a0

donde cada ai es un dígito con 0 ≤ ai < b. Se escribe: (akak−1…a1a0)b.

BaseNombreDígitosUso
10Decimal0–9Vida cotidiana
2Binario0, 1Computadoras (circuitos lógicos)
8Octal0–7Sistemas Unix (permisos)
16Hexadecimal0–9, A–FColores web, direcciones de memoria

En hexadecimal, las letras representan: A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15.

Conversión de base b a decimal

Se expande la notación posicional y se evalúa la suma.

Convertir (1011)2 a decimal

(1011)2 = 1·23 + 0·22 + 1·21 + 1·20 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11

Convertir (2A)16 a decimal

(2A)16 = 2·161 + 10·160 = 32 + 10 = 42

Conversión de decimal a base b

Se divide repetidamente por b, anotando los restos. Los restos leídos de abajo hacia arriba forman la representación.

Convertir 42 a binario
DivisiónCocienteResto
42 ÷ 2210
21 ÷ 2101
10 ÷ 250
5 ÷ 221
2 ÷ 210
1 ÷ 201

Restos de abajo hacia arriba: 101010.   Resultado: 42 = (101010)2

Convertir 255 a hexadecimal
DivisiónCocienteRestoDígito hex
255 ÷ 161515F
15 ÷ 16015F

Resultado: 255 = (FF)16

Conversión rápida: binario ↔ hexadecimal

Como 16 = 24, cada dígito hexadecimal equivale exactamente a 4 bits binarios. Esto permite la conversión directa sin pasar por decimal:

Convertir (1010 1111)2 a hexadecimal

Agrupar de a 4 bits desde la derecha: 1010 | 1111

10102 = 1010 = A16

11112 = 1510 = F16

Resultado: (10101111)2 = (AF)16

Suma en base 2

La aritmética binaria sigue las mismas reglas que la decimal, pero con solo dos dígitos: 0 y 1. El "llevar" ocurre cuando la suma supera 1.

aba+bresultadoacarreo
00000
01110
10110
111001
Sumar (1011)2 + (1101)2
  1011
+ 1101
------
 11000
  

Paso a paso: posición 0: 1+1=10 → dígito 0, acarreo 1. Pos 1: 1+0+1=10 → dígito 0, acarreo 1. Pos 2: 0+1+1=10 → dígito 0, acarreo 1. Pos 3: 1+1+1=11 → dígito 1, acarreo 1. Pos 4: 0+0+1=1 → dígito 1.

Resultado: (11000)2 = 2410. Verificación: 1110 + 1310 = 2410

Error típico: confundir bases en conversiones

Al convertir de decimal a binario, se divide por 2 y los restos se leen de abajo hacia arriba (del último al primero). Si los leés al revés, el número en binario está invertido. Por ejemplo: los restos al convertir 6 son 0, 1, 1 → leídos al revés dan 110 que es correcto (1102 = 6), no 011.

Resumen de fórmulas y propiedades clave

ConceptoFórmula / Propiedad
Algoritmo de la divisiónD = d·c + r,   0 ≤ r < |d|
Divisibilidada | b ⟺ ∃ k ∈ ℤ : b = k·a
Combinación lineala|b ∧ a|c ⟹ a|(bx+cy) ∀ x,y ∈ ℤ
TFAn = p1k1·…·prkr (única)
Cantidad de divisores|Dn| = (k1+1)·…·(kr+1)
mcd por factorizaciónfactores comunes, exponente mínimo
mcm por factorizacióntodos los factores, exponente máximo
mcd · mcmmcd(a,b) · mcm(a,b) = |a·b|
Bézoutmcd(a,b) = s·a + t·b
Coprimosmcd(a,b) = 1 ⟺ ∃ s,t: 1 = s·a + t·b
Diofántica: existenciaax+by=c tiene solución ⟺ mcd(a,b) | c
Diofántica: solución generalx = x0 + (b/d)k,   y = y0 − (a/d)k
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5 Unidad 5: Relaciones

¿Qué es el Producto Cartesiano?

Antes de hablar de relaciones, necesitamos entender el producto cartesiano. Dados dos conjuntos A y B, el producto cartesiano A × B es el conjunto de todos los pares ordenados cuya primera componente pertenece a A y cuya segunda componente pertenece a B.

A × B = { (x ; y) / x ∈ A ∧ y ∈ B }

La palabra ordenado es clave: (a ; b) ≠ (b ; a) salvo que a = b. El par (a ; b) dice "primero a, luego b".

Producto cartesiano concreto

Sean A = {m, p, h} y B = {1, 2}.

A × B = {(m;1), (m;2), (p;1), (p;2), (h;1), (h;2)} → 6 pares.

En general: |A × B| = |A| · |B|. Aquí 3 · 2 = 6.

A × A (o ) sería todos los pares con ambos elementos de A: {(m;m),(m;p),(m;h),(p;m),…} → 9 pares.

¿Cuántas relaciones distintas se pueden definir de A en B?

Una relación es cualquier subconjunto de A × B. Si |A × B| = n, hay exactamente 2n subconjuntos posibles, por lo tanto hay 2n relaciones distintas.

Ejemplo: con |A|=3 y |B|=4|A×B|=12212 = 4096 relaciones posibles.

Relaciones Binarias: definición y notación

Una relación binaria de A en B es simplemente cualquier subconjunto R ⊆ A × B. Se escribe R : A → B.

Si el par (x ; y) ∈ R, decimos "x se relaciona con y" y lo escribimos x R y. Si (x ; y) ∉ R, escribimos x R̄ y (o simplemente "x no se relaciona con y").

Relación definida por comprensión y por extensión

Sea A = {1,2,3}, B = {2,4,6,8}.
Definimos: R₁ = {(x;y) ∈ A×B / 2x ≤ y}.
Por extensión: R₁ = {(1;2),(1;4),(1;6),(1;8),(2;4),(2;6),(2;8),(3;6),(3;8)}.

Formas de representar una relación (conjuntos finitos)

  • Extensión: lista de pares ordenados: R = {(p;1),(m;1),(m;2)}.
  • Diagrama de Venn con flechas: dos óvalos (A y B), con flechas desde elementos de A a los que se relacionan en B.
  • Tabla: filas = pares que pertenecen a R.
  • Matriz booleana: filas = elementos de A, columnas = elementos de B; celda mij = 1 si (ai;bj) ∈ R, 0 si no.
  • Dígrafo (solo para relaciones en el mismo conjunto): nodos = elementos, flechas = pares.

Dominio e Imagen de una Relación

Dom(R) = { x ∈ A / ∃ y ∈ B : (x;y) ∈ R }
Im(R) = { y ∈ B / ∃ x ∈ A : (x;y) ∈ R }

El dominio es el conjunto de elementos del primer conjunto que tienen al menos una imagen. La imagen es el conjunto de elementos del segundo conjunto que son imagen de al menos uno del primero.

Dominio e imagen de R₁

R₁ = {(1;2),(1;4),(1;6),(1;8),(2;4),(2;6),(2;8),(3;6),(3;8)}
Dom(R₁) = {1, 2, 3} (todos los elementos de A tienen al menos una imagen).
Im(R₁) = {2, 4, 6, 8} (todos los elementos de B son imagen de alguien).

Imagen de un elemento

Dado a ∈ A, la imagen de a es el conjunto de todos los elementos de B con los que se relaciona: R(a) = {y ∈ B / (a;y) ∈ R}. En una relación, un elemento puede tener ninguna imagen, una sola imagen o varias imágenes.

Operaciones sobre Relaciones

Como las relaciones son conjuntos de pares, podemos aplicarles todas las operaciones de conjuntos:

OperaciónDefiniciónCómo se obtiene
Unión R ∪ S {(x;y) / (x;y)∈R ∨ (x;y)∈S} Pares que están en R, en S, o en ambos
Intersección R ∩ S {(x;y) / (x;y)∈R ∧ (x;y)∈S} Pares que están simultáneamente en R y en S
Complemento {(x;y) ∈ A×B / (x;y) ∉ R} = A×B − R Todos los pares del producto cartesiano que NO están en R
Inversa R⁻¹ {(y;x) ∈ B×A / (x;y) ∈ R} Se dan vuelta todos los pares: primera ↔ segunda componente
Inversa y complemento — ejemplo concreto

Sea A = {m,p,h}, B = {1,2}, R = {(p;1),(m;1),(m;2)}.
R⁻¹ = {(1;p),(1;m),(2;m)}  (R⁻¹: B → A).
R̄ = {(p;2),(h;1),(h;2)}  (los 3 pares de A×B que no estaban en R; |A×B|=6, |R|=3).

Propiedades matriciales de las operaciones

Si R, S: A → B y M(R), M(S) son sus matrices booleanas:

  • M(R ∪ S) = M(R) ∨ M(S)   (OR elemento a elemento)
  • M(R ∩ S) = M(R) ∧ M(S)   (AND elemento a elemento)
  • M(R̄) = M(R)c   (complemento: cambiar 0↔1)
  • M(R⁻¹) = [M(R)]t   (traspuesta de la matriz)

Matrices Booleanas

Una matriz booleana es una matriz cuyos elementos solo pueden ser 0 ó 1. Se denota A ∈ {0,1}n×m.

Operaciones entre matrices booleanas

OperaciónSímboloCálculo de cijRequisito de tamaño
Suma lógica (OR) A ∨ B aij ∨ bij Mismo orden n×m
Producto lógico (AND) A ∧ B aij ∧ bij Mismo orden n×m
Producto matricial booleano A • B cij = ∨k=1m(aik ∧ bkj) A: n×m, B: m×p → C: n×p
Traspuesta At bij = aji A: n×m → At: m×n
Complemento Ā bij = 1−aij Mismo orden n×m
Producto matricial booleano — paso a paso

Sea A (2×3) y B (3×2). El resultado C = A • B es de 2×2.

El elemento c11 se calcula: (a11∧b11) ∨ (a12∧b21) ∨ (a13∧b31).

Regla práctica: para cada celda cij, se toma la fila i de A y la columna j de B, se hace AND par a par, y finalmente OR de todos los resultados. Si algún par (fila, columna) es (1,1), el resultado es 1.

Error típico: confundir traspuesta con complemento

La traspuesta At cambia filas por columnas (sin modificar los valores 0 y 1).
El complemento Ā cambia los valores 0↔1 (sin cambiar la posición de los elementos).
Son operaciones completamente distintas.

Propiedades de las operaciones booleanas

  • Idempotencia: A ∨ A = A ; A ∧ A = A
  • Conmutatividad: A ∨ B = B ∨ A ; A ∧ B = B ∧ A
  • Asociatividad: A ∨ (B ∨ C) = (A ∨ B) ∨ C ; también para ∧ y •
  • Distributividad: A ∨ (B ∧ C) = (A ∨ B) ∧ (A ∨ C)
  • Traspuesta del producto: (A • B)t = Bt • At (el orden se invierte)
  • El producto matricial booleano NO es conmutativo en general.

Composición de Relaciones

Dadas R : A → B y S : B → C, la composición (o relación compuesta) es:

S ∘ R = { (x ; z) ∈ A×C / ∃ y ∈ B : (x;y) ∈ R ∧ (y;z) ∈ S }

La idea es hacer dos pasos en uno: primero R lleva de A a B, luego S lleva de B a C. La composición S ∘ R une directamente A con C saltando B.

Cómo calcular la composición matricialmente

M(S ∘ R) = M(R) • M(S)

Atención al orden: en la multiplicación matricial booleana, la matriz de R va primero (a la izquierda) y la de S va después (a la derecha). Esto es consistente con la notación S ∘ R.

Composición por extensión

Sea R = {(E1;A),(E1;B),(E1;C),(E2;B),(E2;D)} (enfermos → enfermeras) y
S = {(A;Juan),(A;Luca),(B;Luca),(C;Juan),(D;Facundo)} (enfermeras → niños).
Para hallar S ∘ R, buscamos pares que "se enganchen": si (E1;A) ∈ R y (A;Juan) ∈ S, entonces (E1;Juan) ∈ S∘R.
Resultado: S∘R = {(E1;Juan),(E1;Luca),(E2;Luca),(E2;Facundo)}.

Error típico: orden en la composición

S ∘ R significa "primero R, luego S". Se lee de derecha a izquierda. La matriz se calcula como M(R) • M(S) (R a la izquierda). No confundir con R ∘ S, que es el orden inverso.

Relaciones en un Conjunto (Relaciones Binarias en A)

A partir de acá nos concentramos en el caso especial R : A → A, es decir relaciones donde el conjunto de partida y el de llegada son el mismo. Estas relaciones se llaman relaciones en A o relaciones binarias en A.

El dígrafo

Cuando R ⊆ A × A, el diagrama de representación se llama dígrafo (grafo dirigido). Se dibuja un solo conjunto con sus elementos como nodos, y por cada par (x;y) ∈ R se traza una flecha de x hacia y. Si (x;x) ∈ R, la flecha apunta al mismo nodo: se llama bucle.

Tres representaciones equivalentes para R ⊆ A×A
  • Lista de pares: R = {(x;y), …}
  • Matriz booleana cuadrada M(R): mij = 1 ⟺ (ai;aj) ∈ R
  • Dígrafo: nodos = elementos de A, flechas = pares de R

Propiedades de las Relaciones Binarias en A

Sea R : A → A. A continuación veremos cada propiedad con su definición formal, cómo se verifica en la matriz y cómo se reconoce en el dígrafo.

Reflexiva

R es reflexiva ⟺ ∀ a ∈ A : (a;a) ∈ R

Todo elemento se relaciona consigo mismo. No basta con que "algunos" lo hagan: deben ser todos.

  • En la matriz: toda la diagonal principal debe ser 1. Equivale a que la matriz identidad I ≤ M(R).
  • En el dígrafo: todos los nodos tienen bucle.
Reflexiva — ejemplo

En A = {1,2,3}: R = {(1;1),(1;2),(1;3),(2;2),(2;3),(3;3)} es reflexiva (contiene (1;1), (2;2) y (3;3)).

En : x R y ⟺ x² = y² es reflexiva, pues ∀x ∈ ℝ: x² = x² ✓.

A-Reflexiva (Irreflexiva)

R es a-reflexiva ⟺ ∀ a ∈ A : (a;a) ∉ R

Ningún elemento se relaciona consigo mismo.

  • En la matriz: toda la diagonal principal es 0. Equivale a I ∧ M(R) = N (matriz nula).
  • En el dígrafo: ningún nodo tiene bucle.
Cuidado: ni reflexiva ni a-reflexiva

Una relación puede no ser ninguna de las dos. Por ejemplo, en A = {1,2,3}: R = {(1;1),(2;3)} tiene bucle en 1 pero no en 2 ni en 3, así que no es reflexiva (le falta (2;2) y (3;3)) ni a-reflexiva (tiene (1;1)).

Simétrica

R es simétrica ⟺ ∀ a,b ∈ A : (a;b) ∈ R ⇒ (b;a) ∈ R

Si hay vínculo de a a b, también debe haberlo de b a a. Toda relación es recíproca.

  • En la matriz: M(R) = M(R)t (la matriz es simétrica respecto de la diagonal principal).
  • En el dígrafo: toda flecha tiene su antiparalela (flecha en sentido contrario).
Simétrica — ejemplo

En : x R y ⟺ x + y = 5. Si x+y=5, entonces y+x=5, por lo tanto y R x. Simétrica ✓.

En A={1,2,3}: R = {(1;2),(2;1),(1;1),(2;3),(3;2)} es simétrica.

A-Simétrica (Asimétrica)

R es a-simétrica ⟺ ∀ a,b ∈ A : (a;b) ∈ R ⇒ (b;a) ∉ R

No existe ningún par relacionado en ambos sentidos. Tampoco pueden existir bucles (pues (a;a) ∈ R implica (a;a) ∈ R, lo que violaría la condición).

  • En la matriz: M(R) ∧ M(R)t = N (la intersección con su traspuesta es la matriz nula).
  • En el dígrafo: entre cualquier par de nodos hay a lo sumo una flecha, y no hay bucles.

Antisimétrica

R es antisimétrica ⟺ ∀ a,b ∈ A : (a;b) ∈ R ∧ (b;a) ∈ R ⇒ a = b

Puede haber bucles, pero si hay vínculo entre dos elementos distintos a ≠ b, solo puede ir en un sentido.

  • En la matriz: M(R) ∧ M(R)t ≤ I (los unos fuera de la diagonal no pueden ser "espejados").
  • En el dígrafo: entre cualquier par de nodos distintos hay a lo sumo una flecha; puede haber bucles.
Diferencia entre a-simétrica y antisimétrica
Bucles permitidosVínculos dobles (a≠b)
A-simétricaNONO
AntisimétricaNO

Toda a-simétrica es antisimétrica (caso particular). No toda antisimétrica es a-simétrica.

Transitiva

R es transitiva ⟺ ∀ a,b,c ∈ A : (a;b) ∈ R ∧ (b;c) ∈ R ⇒ (a;c) ∈ R

Si se puede ir de a a b y de b a c, entonces debe poderse ir directamente de a a c. Todo "camino de longitud 2" debe tener su "atajo directo".

  • En la matriz: M(R) • M(R) ≤ M(R) (el producto matricial booleano de M(R) con sí mismo debe ser ≤ M(R)).
  • En el dígrafo: si hay un camino de longitud 2 (flecha de a a b, flecha de b a c), también debe existir la flecha directa de a a c.
Transitiva — verificación práctica

Si M(R) • M(R) produce un 1 en la posición (i,j), significa que existe un camino de longitud 2 de ai a aj. Para que R sea transitiva, toda posición con 1 en M(R)² debe tener también 1 en M(R).

Tabla resumen de propiedades

Propiedad Definición formal En la matriz En el dígrafo
Reflexiva ∀a: (a;a) ∈ R I ≤ M(R) (diagonal toda 1) Todos los nodos tienen bucle
A-reflexiva ∀a: (a;a) ∉ R I ∧ M(R) = N (diagonal toda 0) Ningún nodo tiene bucle
Simétrica ∀a,b: (a;b)∈R ⇒ (b;a)∈R M(R) = M(R)t Toda flecha tiene antiparalela
A-simétrica ∀a,b: (a;b)∈R ⇒ (b;a)∉R M(R) ∧ M(R)t = N A lo sumo 1 flecha entre cada par, sin bucles
Antisimétrica ∀a,b: (a;b)∈R ∧ (b;a)∈R ⇒ a=b M(R) ∧ M(R)t ≤ I A lo sumo 1 flecha entre distintos, bucles OK
Transitiva ∀a,b,c: (a;b)∈R ∧ (b;c)∈R ⇒ (a;c)∈R M(R)•M(R) ≤ M(R) Todo camino largo tiene "atajo"
Error típico al verificar transitividad

La transitividad debe verificarse para TODOS los pares (a;b) y (b;c) posibles en R, no solo para algunos. Un solo caso que la viole es suficiente para decir que la relación NO es transitiva. Si la relación es vacía (R = ∅), es transitiva de manera vacua.

Relación de Conectividad

Sea R : A → A. Podemos componer R con sí misma repetidamente:

  • R² = R ∘ R → todos los caminos de longitud 2 en el dígrafo de R.
  • R³ = R ∘ R ∘ R → todos los caminos de longitud 3.
  • Rn → todos los caminos de longitud n.

La relación de conectividad R reúne todos los caminos posibles de cualquier longitud:

R = R ∪ R² ∪ R³ ∪ … ∪ Rn ∪ …
M(R) = M(R) ∨ M(R)² ∨ M(R)³ ∨ … ∨ M(R)n

Si |A| = n, alcanza con calcular hasta Rn: los caminos más largos no aportan pares nuevos.

Interpretación de R∞

En M(R), la posición (i,j) vale 1 si y solo si existe algún camino (de cualquier longitud) desde el nodo ai hasta el nodo aj en el dígrafo de R. Esto es clave en teoría de grafos y algoritmos (ej. Floyd-Warshall).

Relación de Equivalencia

Una relación de equivalencia es una relación R : A → A que cumple simultáneamente tres propiedades:

R es de equivalencia ⟺ R es reflexiva ∧ simétrica ∧ transitiva

La idea intuitiva: una relación de equivalencia clasifica los elementos de A según algún atributo. Todos los elementos "iguales" según ese criterio quedan en la misma clase.

Motivación intuitiva

Los alumnos de UTN FRBA tienen número de legajo. Dos alumnos se relacionan si tienen el mismo último dígito del legajo. Esto es una relación de equivalencia: cada alumno está relacionado con sí mismo (reflexiva), si A se relaciona con B entonces B se relaciona con A (simétrica), y si A se relaciona con B y B con C, entonces A se relaciona con C (transitiva).

Resultado: 10 clases (una por cada dígito 0-9), cada una con infinitos alumnos.

Verificar que R es de equivalencia

En A = {1,2,3,4,5,6}, la relación R cuyo dígrafo tiene bucles en todos los nodos, y conexiones {1,2,3} todos entre sí, y {5,6} entre sí, y el 4 solo con sí mismo, es de equivalencia porque:

  • Reflexiva: hay bucle en todos los nodos.
  • Simétrica: todas las flechas tienen antiparalela.
  • Transitiva: dentro de {1,2,3} están todos los pares posibles; ningún camino largo queda sin "atajo".

Clases de Equivalencia

La clase de equivalencia de un elemento a ∈ A es el conjunto de todos los elementos de A que se relacionan con él:

cl(a) = [a] = { x ∈ A / x R a }

En el dígrafo: la clase de a es el conjunto de nodos a los que apunta a (incluyendo a sí mismo por reflexividad).

Propiedades fundamentales de las clases de equivalencia
  1. No vacías: ∀a ∈ A : cl(a) ≠ ∅ (por reflexividad, a ∈ cl(a)).
  2. Elemento pertenece a su clase: si a ∈ cl(b) entonces b ∈ cl(a) (por simetría).
  3. Disjuntas o iguales: dos clases distintas no tienen ningún elemento en común: cl(a) ≠ cl(b) ⇒ cl(a) ∩ cl(b) = ∅.
  4. Cubren todo A: ∪ cl(a) = A (todo elemento está en alguna clase).

Conjunto Cociente

El conjunto cociente A/R es el conjunto formado por todas las clases de equivalencia distintas:

A/R = { cl(a) / a ∈ I }

donde I es el conjunto de índices: un subconjunto de A con exactamente un representante por clase.

Clases y conjunto cociente

En A = {1,2,3,4,5,6}, con cl(1) = cl(2) = cl(3) = {1,2,3}, cl(4) = {4}, cl(5) = cl(6) = {5,6}:
Conjunto de índices: I = {1, 4, 5} (uno por clase).
Conjunto cociente: A/R = {{1,2,3}, {4}, {5,6}}.

Error típico: nombrar la misma clase dos veces

Si cl(1) = cl(2) = cl(3) = {1,2,3}, escribir el conjunto cociente como A/R = {cl(1), cl(2), cl(3), cl(4), cl(5), cl(6)} está MAL, porque estaría repitiendo tres veces la misma clase. El conjunto cociente tiene exactamente una entrada por clase distinta.

Matrices de relaciones de equivalencia — patrón visual

Si reordenamos los elementos de A poniendo juntos a los que pertenecen a la misma clase, la matriz de una relación de equivalencia muestra bloques de unos a lo largo de la diagonal principal, con ceros fuera de esos bloques. Esto facilita identificar las clases de equivalencia a partir de la matriz.

Teorema Fundamental de las Relaciones de Equivalencia

Teorema Fundamental

Toda relación de equivalencia definida en A determina una partición de A (el conjunto cociente). Recíprocamente, toda partición de A induce una relación de equivalencia.

En otras palabras: hay una correspondencia biunívoca entre relaciones de equivalencia en A y particiones de A.

Recordatorio: ¿qué es una partición?

Sea A ≠ ∅. Una familia P = {A₁, A₂, …, Aₙ} es una partición de A si cumple:

  1. Aᵢ ≠ ∅ para todo i (ninguna celda vacía).
  2. Aᵢ ∩ Aⱼ = ∅ para todo i ≠ j (celdas disjuntas).
  3. ∪ Aᵢ = A (las celdas cubren todo A).
Partición ↔ Relación de equivalencia

Dada la partición P = {{1,2,3},{4},{5,6}} de A = {1,…,6}, la relación de equivalencia asociada es: x R y ⟺ ∃ Aᵢ ∈ P : x ∈ Aᵢ ∧ y ∈ Aᵢ (ambos están en la misma celda). El conjunto cociente de esta relación coincide exactamente con P.

Verificar si un conjunto es partición

Sea A = {1,2,3,4,5,6,7}.

  • P = {{2,4,5},{1},{3,7},{6}} → SÍ es partición (disjuntos, no vacíos, cubren A).
  • P = {{4,6},{1,2,3,7},{2,5}} → NO es partición (el 2 aparece en dos celdas: no son disjuntas).
  • P = {{3,4,5},{1,7},{2}} → NO es partición (falta el 6).

Ejemplos Clásicos de Relaciones de Equivalencia

1. Congruencia módulo n

En , se define a ≡ b (mod n) (se lee "a es congruente con b módulo n") si n | (a − b), es decir si a − b = n·k para algún k ∈ ℤ.

Demostración: congruencia módulo n es relación de equivalencia
  • Reflexiva: a − a = 0 = n·0, por lo tanto n | (a−a)
  • Simétrica: si a−b = nk, entonces b−a = n(−k), y −k ∈ ℤ
  • Transitiva: si a−b = nk y b−c = nt, entonces a−c = n(k+t)

Las clases de equivalencia de congruencia módulo n son exactamente los residuos posibles al dividir por n:

ℤ/≡(n) = ℤₙ = {[0], [1], [2], …, [n−1]}

donde [r] = {x ∈ ℤ / x = nk + r, k ∈ ℤ} = {todos los enteros con resto r al dividir por n}.

Congruencia módulo 3

cl(0) = {…, −6, −3, 0, 3, 6, 9, …} = múltiplos de 3.
cl(1) = {…, −5, −2, 1, 4, 7, 10, …} = resto 1 al dividir por 3.
cl(2) = {…, −4, −1, 2, 5, 8, 11, …} = resto 2 al dividir por 3.
Conjunto cociente: ℤ₃ = {cl(0), cl(1), cl(2)}.

2. Mismo cardinal (en conjuntos)

En una familia de conjuntos, definir A R B ⟺ |A| = |B| es una relación de equivalencia. Las clases son todos los conjuntos del mismo cardinal.

3. Paralelismo en rectas

En el conjunto de las rectas del plano, r₁ R r₂ ⟺ r₁ ∥ r₂ (incluyendo la igualdad) es de equivalencia. Las clases son familias de rectas paralelas entre sí.

4. Relación inducida por una función

Dada f : A → B, definir x R y ⟺ f(x) = f(y) siempre es una relación de equivalencia en A. Las clases de equivalencia son exactamente las fibras de f (preimágenes de cada elemento de B).

R inducida por f(x) = x² − 2

En , x R y ⟺ x² − 2 = y² − 2 ⟺ x² = y².
Clases: cl(x) = {x, −x} para x ≠ 0, y cl(0) = {0}.
Conjunto cociente: ℝ/R = {cl(x) / x ∈ [0, +∞)}.

Funciones como Caso Particular de Relaciones

Una función F : A → B es una relación que cumple dos condiciones adicionales:

Definición de función
  1. Existencia: ∀ x ∈ A : ∃ y ∈ B : (x;y) ∈ F — todo elemento del dominio tiene al menos una imagen.
  2. Unicidad: ∀ x ∈ A : ∀ y₁, y₂ ∈ B : (x;y₁) ∈ F ∧ (x;y₂) ∈ F ⇒ y₁ = y₂ — todo elemento tiene a lo sumo una imagen (imagen única).

Juntas: cada elemento de A tiene exactamente una imagen en B.

Si F es función y (x;y) ∈ F, se escribe y = F(x).

¿Función o no?

Sea A = {1,2,3}, B = {3,4}.

  • F = {(1;3),(2;4),(3;4)} → SÍ es función (existencia y unicidad para cada elemento).
  • R = {(1;3),(1;4),(2;3),(3;4)} → NO es función: el 1 tiene dos imágenes (viola unicidad).
  • S = {(1;3),(2;4)} → NO es función: el 3 no tiene imagen (viola existencia).

Clasificación de Funciones

Tipo Definición Condición equivalente Ejemplo sencillo
Inyectiva Elementos distintos tienen imágenes distintas F(x₁)=F(x₂) ⇒ x₁=x₂ F={( a;1),(b;2),(c;3)}
Sobreyectiva Todo elemento de B es imagen de alguien Im(F) = B F={(a;1),(b;1),(c;2)} con B={1,2}
Biyectiva Inyectiva y sobreyectiva Cada elemento de B es imagen de exactamente uno de A F={(a;1),(b;2),(c;3)} con B={1,2,3}
Biyección entre conjuntos finitos

Para que exista una función biyectiva entre dos conjuntos finitos A y B, sus cardinales deben ser iguales: |A| = |B|.

Si |A| < |B|: no puede ser sobreyectiva.
Si |A| > |B|: no puede ser inyectiva.

Clasificar cada relación

Sea A = {1,2,3}, B = {x,y,z}, C = {m,n}, D = {a,b,c,d}.

Relación¿Función?Tipo
R₁ = {(1;x),(2;x),(3;y)}No inyectiva (1 y 2 → x), no sobreyectiva (z sin preimagen)
R₂ = {(1;z),(2;x),(3;y)}Biyectiva
R₃ = {(1;x),(1;y),(2;x),(3;z)}NOEl 1 tiene dos imágenes (viola unicidad)
R₄: A→C = {(1;m),(2;n)}NOEl 3 no tiene imagen (viola existencia)
R₅ = {(1;n),(2;n),(3;n)}No inyectiva, no sobreyectiva (m sin preimagen)
R₆ = {(1;m),(2;m),(3;n)}No inyectiva, sobreyectiva
R₇: A→D = {(1;a),(2;b),(3;c)}Inyectiva, no sobreyectiva

Función Inversa

Si F : A → B es una función biyectiva, su función inversa F⁻¹ : B → A es la relación R⁻¹ (inversa de R como relación), que también resulta ser función. Se define como:

F⁻¹ = { (y;x) / (x;y) ∈ F }

Solo las funciones biyectivas tienen inversa que también sea función. Si F no es biyectiva, F⁻¹ como relación puede no ser función (por violar existencia o unicidad).

Composición de Funciones

Si F : A → B y G : B → C son funciones, la composición G ∘ F : A → C definida por (G ∘ F)(x) = G(F(x)) también es una función. Se aplica F primero, luego G.

Si F es…y G es…entonces G∘F es…
InyectivaInyectivaInyectiva
SobreyectivaSobreyectivaSobreyectiva
BiyectivaBiyectivaBiyectiva
Error típico: confundir F⁻¹ con 1/F(x)

F⁻¹ es la función inversa (deshacer lo que hace F). No tiene nada que ver con 1/F(x), que sería el recíproco aritmético. Por ejemplo, si F(x) = x + 3, entonces F⁻¹(x) = x − 3 (no 1/(x+3)).

Relaciones de Orden (adelanto — profundización en Unidad 6)

Una relación de orden parcial en A es una relación que cumple las propiedades reflexiva, antisimétrica y transitiva. Si además todo par de elementos es comparable, se llama orden total. El ejemplo más conocido es en los números.

En la Unidad 6 se estudia en profundidad: diagramas de Hasse, cotas, ínfimo, supremo, reticulados y conjuntos bien ordenados. Por ahora, identificar la terna (reflexiva + antisimétrica + transitiva) como la "firma" del orden.

Comparación: equivalencia vs. orden
TipoReflexivaSimétricaAntisimétricaTransitiva
Equivalencia
Orden parcial

Ambas son "reflexivas y transitivas", pero se diferencian en la tercera propiedad: equivalencia tiene simetría, orden tiene antisimetría.

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Segundo parcial Unidades 6–10
6 Unidad 6: Conjuntos ordenados, Redes y Álgebras de Boole

Relaciones de orden

Una relación de orden (también llamada de orden amplio) es una relación binaria R: A → A que cumple simultáneamente tres propiedades:

Definición: Relación de orden
PropiedadFormalEn palabras
Reflexiva∀x ∈ A: x R xTodo elemento se relaciona consigo mismo
Antisimétricax R y ∧ y R x ⇒ x = ySi van en los dos sentidos, son el mismo
Transitivax R y ∧ y R z ⇒ x R zSi x precede a y y y precede a z, x precede a z

Cuando un conjunto A tiene definida una relación de orden se dice que está parcialmente ordenado y se denota (A; ≼). Al par se lo llama POSET (Partially Ordered SET). La notación x ≼ y se lee "x precede a y".

Ejemplo 1 — Orden usual en ℤ

En , la relación x R y ⟺ x ≤ y es de orden:

  • Reflexiva: x ≤ x siempre.
  • Antisimétrica: Si x ≤ y e y ≤ x, entonces x = y.
  • Transitiva: Si x ≤ y e y ≤ z, entonces x ≤ z.
Ejemplo 2 — Divisibilidad en ℕ

En , la relación de divisibilidad a R b ⟺ a | b (a divide a b) es de orden:

  • Reflexiva: a = a · 1, luego a | a.
  • Antisimétrica: Si a | b y b | a, entonces b = a·k y a = b·q, con k, q ∈ ℕ. Sustituyendo: b = b·(q·k), de donde q·k = 1 y en ℕ eso obliga a k = q = 1, así a = b.
  • Transitiva: Si a | b y b | c, entonces c = b·q = a·(k·q), luego a | c.

Por tanto (ℕ; |) es un POSET, y también lo es cualquier (Dn; |) donde Dn = {x ∈ ℕ / x | n}.

Ejemplo 3 — Inclusión en partes

En P(A), la inclusión X R Y ⟺ X ⊆ Y es de orden: reflexiva (cada conjunto se incluye en sí mismo), antisimétrica (si X ⊆ Y e Y ⊆ X entonces X = Y) y transitiva (propiedad ya conocida).

Orden estricto

Una relación es de orden estricto si es asimétrica y transitiva (no incluye la reflexividad). Por ejemplo, x < y en ℝ. En esta unidad trabajamos con orden amplio.

Diagramas de Hasse

Un dígrafo de una relación de orden puede ser engorroso: hay bucles (reflexividad) y muchas aristas (transitividad). El diagrama de Hasse simplifica el dibujo eliminando lo redundante:

Reglas del diagrama de Hasse
  1. Se omiten los bucles (reflexividad se sobrentiende).
  2. Se omiten las aristas transitivas: si x ≼ y ≼ z existe, no se dibuja la arista directa x → z.
  3. Se dibuja de abajo hacia arriba: si x ≼ y, entonces x queda más abajo que y, con lo cual se puede omitir el sentido de las flechas.
Hasse de D₁₂ con divisibilidad

D12 = {1, 2, 3, 4, 6, 12}

Relaciones directas (sin saltar): 1|2, 1|3, 2|4, 2|6, 3|6, 4|12, 6|12.

      12
     /  \
    4    6
    |   / \
    2  2   3
     \ |  /
       1
  

El diagrama muestra que, por ejemplo, 1|4 queda implícito por la cadena 1→2→4.

Hasse de P({a,b,c}) con inclusión
         {a,b,c}
        /   |   \
    {a,b} {a,c} {b,c}
      |  \  |  /  |
     {a} {b}  {c}
          |
          ∅
  

El vacío está abajo (es subconjunto de todo), el conjunto total arriba.

Error típico: confundir el Hasse con el dígrafo completo

En el Hasse NO aparece la arista 1→12 aunque 1|12, porque esa relación se "obtiene" transitando 1→2→4→12 (o 1→3→6→12). Solo se dibujan los "saltos mínimos".

Orden total y orden parcial

Orden total (lineal)

Un POSET (A; ≼) es totalmente ordenado (tto.) si todo par de elementos es comparable:

∀x, y ∈ A: x ≼ y   ó   y ≼ x

Si existen x, y tales que ni x ≼ y ni y ≼ x, se dice que son incomparables (notación: x // y) y el orden es parcial.

El Hasse de un conjunto totalmente ordenado es una cadena (una línea recta).

Comparación: parcial vs. total
POSET¿Total?Motivo
(ℤ; ≤)Todo par de enteros es comparable
(D18; |)No3 // 2 (ninguno divide al otro)
(P(A); ⊆)No{a} // {b} en general

Conjunto bien ordenado

Un POSET (A; ≼) está bien ordenado si todo subconjunto no vacío de A tiene primer elemento (mínimo). Todo conjunto bien ordenado es totalmente ordenado, pero no al revés (ejemplo: (ℤ; ≤) es total pero no bien ordenado porque ℤ no tiene mínimo).

Elementos notables de un POSET

Dado (A; ≼) y un subconjunto B ⊆ A, se definen:

ElementoDefinición formalObservación clave
Maximal de Am ∈ A tal que no existe x ∈ A con m ≺ xPuede haber varios; no tiene sucesor
Minimal de Am ∈ A tal que no existe x ∈ A con x ≺ mPuede haber varios; no tiene predecesor
Máximo (último)Maximal único de A: ∀x ∈ A: x ≼ mÚnico si existe
Mínimo (primero)Minimal único de A: ∀x ∈ A: m ≼ xÚnico si existe
Cota superior de Bs ∈ A tal que ∀x ∈ B: x ≼ sPuede no existir o haber muchas
Cota inferior de Bi ∈ A tal que ∀x ∈ B: i ≼ xPuede no existir o haber muchas
Supremo (∨) de BMínimo del conjunto de cotas superioresÚnico si existe; puede no estar en B
Ínfimo (∧) de BMáximo del conjunto de cotas inferioresÚnico si existe; puede no estar en B
Supremo, ínfimo, máximo y mínimo — relación
  • Si el supremo de B pertenece a B, es el máximo de B.
  • Si el ínfimo de B pertenece a B, es el mínimo de B.
  • Al conjunto de todas las cotas superiores se le llama conjunto mayorante.
  • Al conjunto de todas las cotas inferiores se le llama conjunto minorante.
Ejemplo en (ℕ; |) con B = {8, 12, 16, 24, 48}
  • Cotas inferiores (minorante): elementos que dividen a todos los de B → {1, 2, 4}. El mayor de ellos es el ínfimo: inf(B) = 4. Como 4 ∉ B, B no tiene mínimo.
  • Cotas superiores (mayorante): múltiplos comunes de todos → {48, 96, 144, …}. El menor es el supremo: sup(B) = 48. Como 48 ∈ B, B tiene máximo: max(B) = 48.
Error típico: maximal ≠ máximo

Un maximal es un elemento sin sucesor; puede haber varios. El máximo es el elemento que supera a todos los demás; es único. Si hay dos o más maximales, el conjunto no tiene máximo.

Analogamente: minimal ≠ mínimo.

Átomos

Dado un POSET con primer elemento p, un átomo es un elemento que sigue inmediatamente a p (no hay nada entre p y el átomo). En (ℕ; |), el primer elemento es 1 y los átomos son los números primos (2, 3, 5, 7, …): indivisibles excepto por 1 y sí mismos, de ahí el nombre.

Orden recíproco (inverso)

Dado (A; ≼), se define la relación −1 tal que x ≼−1 y ⟺ y ≼ x. Se puede demostrar que −1 también es de orden. En el Hasse, el orden recíproco es simplemente "dar vuelta" el diagrama (lo que estaba arriba queda abajo).

Redes (Retículos / Lattices)

Un POSET en el que todo par de elementos tiene supremo e ínfimo recibe el nombre especial de red (también: retículo, lattice, reticulated).

Definición de Red (Retículo)

Sea (A; ≼) un POSET.

  • Es semirretículo superior si ∀a, b ∈ A existe sup{a,b}.
  • Es semirretículo inferior si ∀a, b ∈ A existe inf{a,b}.
  • Es red si es ambos a la vez.

Se usa la notación: a ∨ b = sup{a,b} (join) y a ∧ b = inf{a,b} (meet).

Truco útil: si a ≼ b entonces a ∨ b = b y a ∧ b = a. Por tanto, solo hay que verificar los pares incomparables.

¿Es red D₁₂ con divisibilidad?

Los pares incomparables son los problemáticos: 2//3, 2//4 no (2|4), 3//4, etc. Verificamos:

Par {a,b}sup (mcm)inf (mcd)
{2, 3}61
{3, 4}121
{4, 6}122

Todo par tiene sup e inf → (D₁₂; |) es red. Las operaciones son mcm (supremo) y mcd (ínfimo).

Contraejemplo: {1,2,…,10} con divisibilidad NO es red

Tomemos 4 y 6: mcm(4,6) = 12, pero 12 ∉ {1,…,10}. No existe supremo en el conjunto → no es red.

Error típico: primer y último elemento no garantizan red

Tener único maximal y único minimal es condición necesaria pero no suficiente para ser red. Siempre hay que verificar que todo par de elementos tiene supremo e ínfimo.

Propiedades de las operaciones en una red

En toda red (A; ∨; ∧) las operaciones ∨ e ∧ cumplen:

PropiedadPara ∨Para ∧
Cerraduraa ∨ b ∈ Aa ∧ b ∈ A
Conmutatividada ∨ b = b ∨ aa ∧ b = b ∧ a
Asociatividad(a ∨ b) ∨ c = a ∨ (b ∨ c)(a ∧ b) ∧ c = a ∧ (b ∧ c)
Idempotenciaa ∨ a = aa ∧ a = a
Absorcióna ∨ (a ∧ b) = aa ∧ (a ∨ b) = a

Además: si a ≼ b, entonces a ∨ b = b y a ∧ b = a.

Red algebraica

Se puede definir una red de forma puramente algebraica: dados un conjunto A y dos operaciones binarias ∨ y ∧ cerradas en A que cumplen conmutatividad, asociatividad, idempotencia y absorción, el par (A; ∨; ∧) es una red algebraica. La relación de orden queda definida por:

a ≼ b  ⟺  a ∨ b = b  ⟺  a ∧ b = a
Red ordenada ↔ Red algebraica
Red ordenadaRed algebraica equivalente
(Dn; |)(Dn; mcm; mcd)
(P(A); ⊆)(P(A); ∪; ∩)
(ℤ; ≤)(ℤ; max; min)

Complemento en una red

Sea (A; ∨; ∧) una red con primer elemento 0A y último elemento 1A. El complemento de a ∈ A es un elemento ā ∈ A tal que:

a ∨ ā = 1A    y    a ∧ ā = 0A

Un elemento puede tener ningún, uno o varios complementos. Una red es complementada si todo elemento tiene al menos un complemento.

Complementos en P({1,2})

0A = ∅, 1A = {1,2}. Los complementos son: ∅̄ = {1,2}, {1}̄ = {2}, {2}̄ = {1}, {1,2}̄ = ∅. Cada elemento tiene un único complemento → es complementada.

Redes distributivas

Una red es distributiva si las operaciones ∨ y ∧ se distribuyen mutuamente:

a ∧ (b ∨ c) = (a ∧ b) ∨ (a ∧ c)     a ∨ (b ∧ c) = (a ∨ b) ∧ (a ∨ c)
Resultado clave sobre distributividad
  • (Dn; mcm; mcd) siempre es distributiva (mcm y mcd se distribuyen).
  • (P(A); ∪; ∩) siempre es distributiva (∪ y ∩ se distribuyen).
  • En toda red distributiva, el complemento (si existe) es único.
  • Una red finita es distributiva si y solo si no contiene subredes isomorfas a los dos pentágonos problemáticos (N₅ y M₃, las formas de diamante y pentágono).
Cuidado con las subredes

Una subred de (A; ∨; ∧) es un subconjunto B no vacío que, con las mismas operaciones, conserva los mismos supremos e ínfimos que en A. Un subconjunto puede ser red en sí mismo pero no ser subred del original si cambia los supremos/ínfimos. Ejemplo: en (D18; |), el subconjunto {1,2,6,18} sin el 3 no es subred porque inf{6,9} = 3 en D₁₈ pero = 1 en el subconjunto.

Álgebras de Boole

Un Álgebra de Boole es una red que es a la vez distributiva y complementada. Formalmente:

Definición: Álgebra de Boole

Sea (B; ∨; ∧; ¬). Es Álgebra de Boole si:

  1. ∨ y ∧ son operaciones binarias cerradas en B.
  2. ∨ y ∧ son conmutativas.
  3. ∨ y ∧ son distributivas entre sí.
  4. Existen elementos neutros 0B (para ∨) y 1B (para ∧).
  5. Todo elemento a ∈ B tiene complemento ā tal que a ∨ ā = 1B y a ∧ ā = 0B.

Equivalente: toda red distributiva y complementada.

Ejemplos de Álgebras de Boole

Estructura¿Álgebra de Boole?Razón
({0,1}; +; ·)Distributiva, complementada (0̄=1, 1̄=0). Es la mínima (canónica).
(D15; |)15 = 3·5 (primos distintos); distributiva y complementada.
(D42; |)42 = 2·3·7 (primos distintos).
(D18; |)No18 = 2·3² (primo repetido); el 5 no tiene complemento.
(D50; |)No50 = 2·5² (primo repetido); no complementada.
(P(A); ∪; ∩)Para todo X, el complemento es A−X.
Propiedades para detectar Álgebras de Boole rápido
  • (Dn; |) es Álgebra de Boole si y solo si n es producto de primos distintos (libre de cuadrados).
  • El cardinal de toda Álgebra de Boole finita es una potencia de 2 (|B| = 2k). Si el cardinal no es potencia de 2, no puede ser Álgebra de Boole.
Test rápido: ¿Es (D₂₅₄₁; |) Álgebra de Boole?

Factorizamos: 2541 = 3 · 7 · 11². Como 11 aparece repetido, no es Álgebra de Boole. No hace falta listar todos los divisores.

Propiedades del Álgebra de Boole

En toda Álgebra de Boole (B; ∨; ∧) se verifican:

PropiedadExpresión
Unicidad de 0B y 1BLos elementos neutros son únicos
Complemento únicoTodo elemento tiene exactamente un complemento
Involutividad∀a: ā̄ = a
Neutros complementadosB = 1B y B = 0B
Absorción por neutrosa ∧ 1B = a, a ∨ 1B = 1B; a ∨ 0B = a, a ∧ 0B = 0B
De Morgana ∨ b⎯ = ā ∧ b̄   y   a ∧ b⎯ = ā ∨ b̄

Isomorfismo de Álgebras de Boole

Una función f: A → B entre Álgebras de Boole es un homomorfismo si preserva las tres operaciones (∨, ∧, complemento) y los neutros. Si además es biyectiva, es un isomorfismo (las estructuras son "la misma" con distintos nombres).

Teorema: toda Álgebra de Boole finita es isomorfa a P(átomos)

Sea X = {átomos de B}. Entonces (B; ∨; ∧) ≅ (P(X); ∪; ∩). El isomorfismo envía cada elemento al conjunto de átomos que lo "generan".

Ejemplo: en (D30; |), los átomos son {2,3,5} y f(6) = {2,3}, f(10) = {2,5}, etc.

Funciones booleanas

Una función booleana es una función f: {0,1}n → {0,1} que toma n variables binarias y devuelve 0 o 1. Se usa el Álgebra de Boole ({0,1}; ∨; ∧; ¬) donde ∨ es el OR lógico, ∧ es el AND lógico y ¬ es el NOT lógico.

Tabla de las operaciones básicas
xyx ∧ y (AND)x ∨ y (OR)¬x (NOT)x ⊕ y (XOR)
000010
010111
100101
111100

Tabla de verdad

Para n variables, la tabla tiene 2n filas (una por cada combinación posible). Se listan las combinaciones en orden binario: 0…00, 0…01, 0…10, … , 1…11.

Tabla de f(x,y,z) — 3 variables, 8 filas
xyzfMintérmino
000¬x·¬y·¬z = m₀
001¬x·¬y·z = m₁
010¬x·y·¬z = m₂
011¬x·y·z = m₃
100x·¬y·¬z = m₄
101x·¬y·z = m₅
110x·y·¬z = m₆
111x·y·z = m₇

Mintérminos y maxtérminos

Mintérmino mi y maxtérmino Mi

Para una fila con valores de variables (x₁, …, xₙ):

  • Mintérmino mi: producto (AND) de todas las variables, usando xj si vale 1 y ¬xj si vale 0. Vale 1 solo en esa fila.
  • Maxtérmino Mi: suma (OR) de todas las variables, usando ¬xj si vale 1 y xj si vale 0. Vale 0 solo en esa fila.

Nota: Mi = ¬mi (son complementos entre sí).

Mintérmino y maxtérmino para la fila (x=1, y=0, z=1) → fila 5

Mintérmino m₅ = x · ¬y · z (AND con x positivo, y negado, z positivo)

Maxtérmino M₅ = ¬x + y + ¬z (OR con x negado, y positivo, z negado)

Formas canónicas FND y FNC

Toda función booleana se puede expresar en dos formas normales canónicas que son únicas:

NombreSiglaCómo se formaCuándo usar
Forma Normal DisyuntivaFND / SOP (Sum of Products)OR de mintérminos de filas donde f=1Cuando hay pocos unos en la tabla
Forma Normal ConjuntivaFNC / POS (Product of Sums)AND de maxtérminos de filas donde f=0Cuando hay pocos ceros en la tabla
Regla mnemotécnica

FND: filas con f = 1 → mintérminos (AND). "Uno → producto con el mintérmino".

FNC: filas con f = 0 → maxtérminos (OR). "Cero → factor con el maxtérmino".

Relación: si la FND usa los mintérminos {i₁, i₂, …}, la FNC usa los maxtérminos del complemento (los índices que no aparecen en la FND).

Construcción de FND y FNC para una función de 3 variables

Supongamos que f(x,y,z) = 1 en las filas 0, 2, 4, 7 (f=0 en las filas 1, 3, 5, 6).

FND: f = m₀ + m₂ + m₄ + m₇ = ¬x·¬y·¬z + ¬x·y·¬z + x·¬y·¬z + x·y·z

FNC: f = M₁ · M₃ · M₅ · M₆ = (x+y+¬z)·(x+¬y+¬z)·(¬x+y+¬z)·(¬x+¬y+z)

Error típico: confundir mintérmino con maxtérmino

En el mintérmino, la variable aparece negada cuando vale 0. En el maxtérmino, la variable aparece negada cuando vale 1. Son lo opuesto. Si los confundís, la función resultante será incorrecta.

Simplificación de funciones booleanas

La FND canónica puede ser muy larga. Se simplifica aplicando las propiedades del Álgebra de Boole:

Propiedades más usadas para simplificar
LeyExpresión
Idempotenciaa + a = a, a · a = a
Absorcióna + a·b = a, a·(a+b) = a
Complementacióna + ā = 1, a · ā = 0
De Morgana + b⎯ = ā · b̄, a · b⎯ = ā + b̄
Distributivaa·(b+c) = a·b + a·c, a+(b·c) = (a+b)·(a+c)
Identidada + 0 = a, a · 1 = a
Involuciónā̄ = a
Simplificación paso a paso

Simplificar: f(x,y,z) = x·y·¬z + x·¬y·¬z + x·y·z

  1. Agrupar primeros dos términos: x·¬z·(y + ¬y) = x·¬z·1 = x·¬z
  2. Ahora: f = x·¬z + x·y·z
  3. Factorizar x: f = x·(¬z + y·z)
  4. Distributiva: ¬z + y·z = (¬z + y)·(¬z + z) = (¬z + y)·1 = ¬z + y
  5. Resultado: f = x·(y + ¬z)

Mapas de Karnaugh (K-maps)

Los mapas de Karnaugh son una herramienta visual para simplificar funciones booleanas. Se organizan las filas/columnas con el código Gray (solo cambia un bit entre celdas adyacentes) para que las adyacencias representen agrupaciones válidas.

K-map de 2 variables

        y=0   y=1
  x=0 |  f₀ |  f₁ |
  x=1 |  f₂ |  f₃ |

K-map de 3 variables

           yz=00  yz=01  yz=11  yz=10
  x=0   |   m₀  |  m₁  |  m₃  |  m₂  |
  x=1   |   m₄  |  m₅  |  m₇  |  m₆  |

Nota: las columnas van en orden 00, 01, 11, 10 (código Gray), NO en orden binario usual. Las columnas 3 y 4 (yz=11 y yz=10) están adyacentes a las columnas 1 y 2 y también "se tocan" de extremo a extremo (el mapa es cíclico).

K-map de 4 variables

              cd=00  cd=01  cd=11  cd=10
  ab=00   |   m₀  |  m₁  |  m₃  |  m₂  |
  ab=01   |   m₄  |  m₅  |  m₇  |  m₆  |
  ab=11   |  m₁₂  | m₁₃  | m₁₅  | m₁₄  |
  ab=10   |   m₈  |  m₉  | m₁₁  | m₁₀  |
Reglas para agrupar en K-map
  1. Solo se agrupan celdas con valor 1 (para FND).
  2. Los grupos deben ser potencias de 2: tamaños 1, 2, 4, 8, 16, …
  3. Los grupos deben ser rectángulos (filas y columnas completas), pueden "envolver" bordes (el mapa es un toro).
  4. Usar los grupos más grandes posibles (cuanto más grande, menos variables quedan en el término simplificado).
  5. Cada "1" debe quedar cubierto por al menos un grupo; los grupos pueden solaparse.
  6. Un grupo de tamaño 2k elimina k variables de la expresión final (quedan n−k variables).
Ejemplo K-map 3 variables

f vale 1 en filas: 0, 1, 4, 5 (x·y = 00 y 10 con z = 0 o 1 cuando y=0)

           yz=00  yz=01  yz=11  yz=10
  x=0   |   1  |   1  |   0  |   0  |
  x=1   |   1  |   1  |   0  |   0  |
  

El rectángulo {m₀, m₁, m₄, m₅} ocupa toda la columna 00 y 01 → las variables que cambian son y y z (z varía 0→1, y permanece 0). Las que NO cambian: x puede ser 0 o 1 (cambia pero es invariante en el grupo), y = 0 en todo el grupo.

Resultado: f = ¬y (solo importa que y=0, x y z no importan).

Error típico en K-maps: agrupar en orden binario

Las columnas van 00, 01, 11, 10 (no 00, 01, 10, 11). Si se ordena en binario, las celdas que parecen adyacentes pueden no serlo y viceversa. Siempre verificar el orden Gray.

Compuertas lógicas

Las funciones booleanas se implementan físicamente mediante compuertas lógicas, circuitos electrónicos que realizan las operaciones booleanas básicas.

CompuertaSímboloOperaciónTabla (2 entradas)
ANDa—[&]—salidas = a · b0·0=0, 0·1=0, 1·0=0, 1·1=1
ORa—[≥1]—salidas = a + b0+0=0, 0+1=1, 1+0=1, 1+1=1
NOTa—[o]—salidas = ā0→1, 1→0 (1 entrada)
NANDa—[&o]—salidas = a · b⎯Complemento de AND
NORa—[≥1o]—salidas = a + b⎯Complemento de OR
XORa—[=1]—salidas = a ⊕ b1 si las entradas son distintas
NAND y NOR son universales

Con solo compuertas NAND (o solo NOR) se puede implementar cualquier función booleana:

  • NOT con NAND: ā = a NAND a (conectar la misma entrada a los dos pines)
  • AND con NAND: a · b = (a NAND b) NAND (a NAND b)
  • OR con NAND: a + b = (a NAND a) NAND (b NAND b)
Diseño de circuito para f(A,B,C,D) = A + B·(C+D)

Este es el tipo de ejercicio típico del examen. Partimos de la expresión simplificada:

  1. Compuerta OR entre C y D → salida: C+D
  2. Compuerta AND entre B y (C+D) → salida: B·(C+D)
  3. Compuerta OR entre A y B·(C+D) → salida final: A + B·(C+D)

Total: 1 NOT, 1 AND, 2 OR. Para minimizar compuertas, se trabaja con la expresión ya simplificada (no con la forma canónica directa).

Ejercicios tipo examen — guía rápida de resolución

Tipo 1: Verificar si una relación es de orden y hacer el Hasse

Pasos: (1) Verificar reflexividad, antisimetría, transitividad. (2) Si falla alguna, mostrar contraejemplo. (3) Si es de orden, dibujar el Hasse (solo aristas directas, sin bucles ni transitivas). (4) Indicar si es parcial o total.

Ejemplo: T = Δ ∪ {(c;d), (b;c), (a;e), (d;e), (b;e), (b;a)} en A={a,b,c,d,e}. ¿Es de orden? No: b T c y c T d pero no b T d → no es transitiva.

Tipo 2: Hallar cotas, supremo, ínfimo

En el POSET (A; ≼) con subconjunto B: (1) Cotas inferiores = elementos que preceden a TODOS los de B. (2) Cotas superiores = elementos que siguen a TODOS los de B. (3) sup(B) = mínimo del conjunto mayorante. (4) inf(B) = máximo del conjunto minorante.

Tipo 3: Determinar si un POSET es red

Verificar que TODO par de elementos tiene supremo e ínfimo. Si hay elementos incomparables, calcular supremo e ínfimo de cada par incomparable. Si algún par no tiene supremo o ínfimo en A, no es red.

Tipo 4: Análisis completo de una función booleana

Dado f(x,y,z), se pide: (a) Tabla de verdad. (b) FND (suma de mintérminos de filas donde f=1). (c) FNC (producto de maxtérminos de filas donde f=0). (d) Simplificar con álgebra o K-map. (e) Diseñar el circuito mínimo.

Tipo 5: Modelar una situación con función booleana

Pasos: (1) Identificar las variables (una por condición binaria). (2) Construir la tabla de verdad según las condiciones del problema. (3) Escribir la FND. (4) Simplificar. (5) Diseñar el circuito.

Ejemplo (alarma): "Si A está encendido, la alarma suena. Si A está apagado, suena si B está encendido y al menos uno de C o D." → f(A,B,C,D) = A + B·(C+D).

Errores típicos en funciones booleanas
  • FND: no confundir "la variable vale 0 → se niega en el mintérmino". Si x=0, en el mintérmino va ¬x.
  • FNC: no confundir "la variable vale 1 → se niega en el maxtérmino". Si x=1, en el maxtérmino va ¬x.
  • K-map: recordar el orden Gray (00, 01, 11, 10). El mapa es cíclico: las celdas del borde izquierdo y derecho son adyacentes, y las del borde superior e inferior también.
  • Simplificación: el objetivo es la expresión más corta, no necesariamente con menos variables. Aplicar absorción cuando sea posible.

Resumen visual de la jerarquía de estructuras

Jerarquía de estructuras ordenadas
  POSET (conjunto parcialmente ordenado)
    │
    ├── Orden Total (cadena): todo par es comparable
    │     └── Buen Orden: todo subconjunto tiene mínimo
    │
    └── Red (Retículo): todo par tiene sup e inf
          │
          ├── Red Distributiva: ∧ y ∨ se distribuyen
          │     └── Red Complementada: todo elemento tiene complemento
          │           └── ÁLGEBRA DE BOOLE (distributiva + complementada)
          │
          └── Red No Distributiva (ej: N₅, M₃)
  
EstructuraCondición extra sobre POSETEjemplo
POSET(ninguna extra)(D18; |)
Orden totalTodo par comparable(ℤ; ≤)
Red∀a,b: ∃sup y ∃inf(D12; |)
Red distributivaRed + distributividad(Dn; mcm, mcd)
Red complementadaRed + todo elemento tiene complemento(P(A); ∪, ∩)
Álgebra de BooleDistributiva + complementada(D42; |), (P(A); ∪, ∩)
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7 Unidad 7: Relaciones de Recurrencia

¿Qué es una sucesión?

Una sucesión es una lista ordenada de elementos, numerada con los números naturales. Formalmente es una función:

f : ℕ → ℝ    o bien    f : ℕ0 → ℝ

Cada elemento se llama término y se denota con una letra y un subíndice que indica su posición: a0, a1, a2, a3, ... o bien a1, a2, a3, ... según si empezamos en 0 o en 1.

Ejemplos de sucesiones
  • S1 : 1, 4, 9, 16, 25, ...   →   fórmula general: an = n2
  • S2 : -1, 1, -1, 1, -1, ...   →   fórmula general: an = (-1)n
  • S3 : 1, 1/2, 1/3, 1/4, ...   →   fórmula general: an = 1/n

A veces la fórmula general es fácil de adivinar, otras veces no. Por eso existen métodos sistemáticos.

Recursión: definir una sucesión en términos de sí misma

Una definición recursiva hace referencia a sí misma. Para las sucesiones, significa definir el término an en función de términos anteriores. El ejemplo más clásico es el factorial:

n! = n · (n−1)!     con    0! = 1

Cada vez que quiero saber n! necesito saber (n-1)!, que a su vez necesita (n-2)!, y así hasta llegar a la condición base 0! = 1.

Sucesión definida recursivamente

Sea an = 2·an-1 con a1 = 4.

Si quiero saber a100, necesito a99, que necesita a98, ... hasta llegar a a1 = 4.

Calculando algunos términos:

  • a2 = 2·4 = 8
  • a3 = 2·8 = 16
  • a4 = 2·16 = 32

Observando el patrón: an = 2n+1  →  entonces a100 = 2101, sin tener que calcular todos los términos.

Relaciones de Recurrencia: definición formal

Las sucesiones dadas en forma recursiva se llaman relaciones de recurrencia (o ecuaciones de recurrencia). Su forma general es:

an = f(a1, a2, ..., an-1)

Resolver una relación de recurrencia significa encontrar una expresión no recursiva (fórmula cerrada) del término an que satisfaga la relación. Es decir, pasar de:

an = 2·an-1    (recursiva)   →   an = 2n+1    (no recursiva)

Clasificación de Relaciones de Recurrencia

Los métodos de resolución dependen del tipo de ecuación. Se clasifican según cuatro criterios:

Criterio Descripción Ejemplo
Orden La mayor diferencia entre subíndices que aparecen en la relación. Indica cuántos términos anteriores hay que conocer. an = an-1 + an-2 → orden 2
Grado El mayor exponente al que están elevados los términos de la sucesión. Grado 1 = lineal. an2 = 2an-1 → grado 2
Homogeneidad Una ecuación es homogénea si no tiene término independiente (todo término contiene algún ak). Si hay términos sin ak (constantes, polinomios en n, exponenciales en n, etc.), es no homogénea. an = an-1 + 2 → no homogénea (el 2 es independiente)
Coeficientes Constantes si ningún coeficiente de los ak depende de n. Variables si alguno depende de n. an = n·an-2 → coeficiente variable (el n)
Clasificar estas ecuaciones
Ecuación Orden Grado Homogénea Coeficientes
an = an-1 + 2 1 1 No Constantes
an = an-1 + an-2 2 1 Constantes
an = an-1 + 2n2 − 1 1 1 No Constantes
an = n·an-2 2 1 Variables (n)
an+1 = 3an-1 2 1 Constantes
an2 = 2an-1 − 1 1 2 No Constantes

Nota sobre el orden: en an+1 = 3an-1 la diferencia máxima de subíndices es (n+1)-(n-1) = 2, por eso es orden 2.

Lo que estudiaremos en esta unidad

En esta materia nos concentramos en ecuaciones lineales, a coeficientes constantes, tanto de orden 1 como de orden 2, homogéneas y no homogéneas. Estas son las más tratables matemáticamente y las más útiles en la práctica.

Solución General vs. Solución Particular

Una solución general de una relación de recurrencia es una expresión de an que verifica la ecuación para cualquier valor de ciertas constantes libres. Representa infinitas soluciones a la vez.

Una solución particular es cualquiera de esas infinitas soluciones, obtenida al fijar valores específicos para las constantes. Para determinar una única solución particular necesitamos tantas condiciones iniciales como el orden de la ecuación:

  • Orden 1 → 1 condición inicial (por ejemplo, a0)
  • Orden 2 → 2 condiciones iniciales (por ejemplo, a0 y a1)
Solución general vs. particular

La ecuación an = (5/3)·an-1 tiene solución general:

an = k · (5/3)n     con k ∈ ℝ

Para cada k hay una sucesión diferente que verifica la ecuación. Si nos dan a0 = 4, reemplazamos:

a0 = k · (5/3)0 = k · 1 = k = 4

Entonces la solución particular es: an = 4 · (5/3)n

Recurrencias Lineales Homogéneas de Orden 1

Son de la forma an = k · an-1 con k constante real no nula. La solución es directa:

an = kn · a0

¿Por qué? Porque a1 = k·a0, luego a2 = k·a1 = k2·a0, y en general an = kn·a0. Esto se puede probar rigurosamente por inducción.

Ejemplo completo: orden 1 homogénea

Ecuación: 3an − 5an-1 = 0 con a0 = 4

Paso 1: Despejamos an:   an = (5/3)·an-1

Paso 2: La solución general es:   an = k·(5/3)n

Paso 3: Con a0 = 4:   a0 = k·(5/3)0 = k = 4

Solución particular: an = 4·(5/3)n

Verificación por inducción:

  • Paso base (n=0): a0 = 4·(5/3)0 = 4·1 = 4 ✓
  • Hipótesis inductiva: ah = 4·(5/3)h
  • Tesis inductiva: ah+1 = 4·(5/3)h+1
  • Demostración: ah+1 = (5/3)·ah = (5/3)·4·(5/3)h = 4·(5/3)h+1

Recurrencias Lineales Homogéneas de Orden 2

Son de la forma:

cn·an + cn-1·an-1 + cn-2·an-2 = 0     (cn ≠ 0, coeficientes constantes)

La idea clave: supongamos que an = xn es solución. Sustituyendo en la ecuación:

cn·xn + cn-1·xn-1 + cn-2·xn-2 = 0

Dividiendo entre xn-2 (que no es cero):

cn·x2 + cn-1·x + cn-2 = 0

Esta es la ecuación característica. Sus raíces determinan la forma de la solución general.

Caso 1: Raíces reales distintas (r1 ≠ r2)

an = k1·r1n + k2·r2n

Caso 2: Raíz doble (r1 = r2 = r)

Cuando hay una raíz doble, la solución k·rn sola no alcanza para generar todas las soluciones posibles. Hay que multiplicar la segunda parte por n:

an = k1·rn + k2·n·rn    =    (k1 + k2·n)·rn

Caso 3: Raíces complejas conjugadas

Si las raíces son r1,2 = α ± βi, se usan con módulo ρ = √(α²+β²) y argumento θ = arctan(β/α):

an = ρn·(k1·cos(nθ) + k2·sen(nθ))

Nota: las raíces complejas no se desarrollan en esta materia, solo se menciona la forma.

Algoritmo para resolver recurrencia lineal homogénea de orden 2
  1. Escribir la ecuación característica cnx2 + cn-1x + cn-2 = 0 (los coeficientes van en el mismo orden que en la recurrencia).
  2. Calcular las raíces r1 y r2.
  3. Escribir la solución general según el caso (raíces distintas, doble o complejas).
  4. Plantear el sistema con las condiciones iniciales para encontrar k1 y k2.
  5. Escribir la solución particular.
Error típico: signos en la ecuación característica

Para la recurrencia an − 5an-1 + 6an-2 = 0, la ecuación característica es:

x2 − 5x + 6 = 0

Los signos de los coeficientes se copian tal cual. No hay que cambiar signos al pasar a la ecuación característica; solo se reemplaza an → x2, an-1 → x, an-2 → 1.

Ejemplo 1: raíces reales distintas

Ecuación: an − 5an-1 + 6an-2 = 0 con a0 = 3, a1 = 5

Paso 1 – Ecuación característica:

x2 − 5x + 6 = 0  →  (x−2)(x−3) = 0  →  r1 = 2,   r2 = 3

Paso 2 – Solución general:

an = k1·2n + k2·3n

Paso 3 – Sistema con condiciones iniciales:

  • n=0:   k1·20 + k2·30 = 3  →  k1 + k2 = 3
  • n=1:   k1·21 + k2·31 = 5  →  2k1 + 3k2 = 5

De la primera: k1 = 3 − k2. Sustituyendo en la segunda: 2(3−k2) + 3k2 = 5  →  6 + k2 = 5  →  k2 = −1. Entonces k1 = 4.

Solución particular:

an = 4·2n − 3n

Verificación rápida: a0 = 4·1 − 1 = 3 ✓   a1 = 4·2 − 3 = 5 ✓

Ejemplo 2: raíz doble

Ecuación: an+2 = 4an+1 − 4an con a0 = 1, a1 = 3

Paso 1 – Reescribir como an+2 − 4an+1 + 4an = 0

Paso 2 – Ecuación característica:

x2 − 4x + 4 = 0  →  (x−2)2 = 0  →  r = 2   (raíz doble)

Paso 3 – Solución general (caso raíz doble):

an = k1·2n + k2·n·2n

Paso 4 – Sistema:

  • n=0:   k1·1 + k2·0·1 = 1  →  k1 = 1
  • n=1:   k1·2 + k2·1·2 = 3  →  2·1 + 2k2 = 3  →  k2 = 1/2

Solución particular:

an = 2n + (1/2)·n·2n = 2n + n·2n-1

Verificación: a0 = 1 + 0 = 1 ✓   a1 = 2 + 1 = 3 ✓

Error típico: olvidar el factor n en la raíz doble

Cuando la ecuación característica tiene una raíz doble r, muchos estudiantes escriben erróneamente:

Incorrecto: an = k1·rn + k2·rn (que es lo mismo que (k1+k2)·rn, ¡solo una constante!)

Correcto: an = k1·rn + k2·n·rn

Sin el factor n en el segundo término, no se generan dos soluciones linealmente independientes y el sistema para encontrar k1 y k2 queda mal planteado.

La Sucesión de Fibonacci: un caso famoso

La sucesión de Fibonacci fue descrita por Leonardo de Pisa (Fibonacci, 1170-1250) como solución a un problema sobre conejos. Se define:

F1 = 1,   F2 = 1,   Fn = Fn-1 + Fn-2   (para n ≥ 3)

Los primeros términos son: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, ...

Los cocientes entre términos consecutivos se acercan al número áureo φ = (1 + √5)/2 ≈ 1.618, que aparece en la naturaleza (espirales de girasoles, conchas, proporciones del cuerpo humano) y en el arte y la arquitectura.

Resolución de Fibonacci (raíces irracionales)

Ecuación: Fn − Fn-1 − Fn-2 = 0 con F1 = 1, F2 = 1

Paso 1 – Ecuación característica:

x2 − x − 1 = 0

Usando la fórmula cuadrática: x = (1 ± √5) / 2

r1 = (1 + √5) / 2    (≈ 1.618, el número áureo φ)
r2 = (1 − √5) / 2    (≈ −0.618)

Paso 2 – Solución general:

Fn = k1·((1+√5)/2)n + k2·((1−√5)/2)n

Paso 3 – Sistema con F1 = 1 y F2 = 1:

  • Después de operar algebraicamente se obtiene:   k1 = 1/√5,   k2 = −1/√5

Fórmula de Binet:

Fn = (1/√5) · [ ((1+√5)/2)n − ((1−√5)/2)n ]

Es notable que aunque aparecen números irracionales (√5), el resultado siempre es un entero. Por ejemplo: F5 = (1/√5)[(φ)5 − (ψ)5] = 5

Recurrencias Lineales No Homogéneas

Son de la forma:

cn·an + cn-1·an-1 + ... + cn-k·an-k = f(n)    (con f(n) ≠ 0)

donde f(n) es el término independiente (puede ser constante, polinomio en n, exponencial en n, o combinación).

La solución general se construye como suma de dos partes:

an = anH + anP
  • anH: solución general de la ecuación homogénea asociada (la misma ecuación pero con f(n) = 0). Contiene las constantes libres k1, k2, ...
  • anP: cualquier solución particular de la ecuación no homogénea dada. Una sola función específica que satisfaga la ecuación (sin constantes libres).

Cómo encontrar la solución particular: método de coeficientes indeterminados

Se propone una solución del mismo tipo que f(n), con coeficientes desconocidos (B, C, D, ...) que luego se determinan sustituyendo en la ecuación.

Forma de f(n) Solución particular a proponer Caso especial (resonancia)
K (constante) anP = B Si 1 es raíz del car., proponer B·n
K·n anP = B·n + C Si 1 es raíz, proponer B·n² + C·n
K·n² anP = B·n² + C·n + D Si 1 es raíz, proponer B·n³ + C·n² + D·n
K·nt (polinomio grado t) Polinomio completo de grado t Si 1 es raíz de mult. m, multiplicar por nm
K·bn anP = B·bn Si b es raíz de mult. m, proponer B·nm·bn
K·bn·nt anP = bn·(polinomio grado t) Si b es raíz de mult. m, multiplicar por nm
Error típico: no ajustar la solución particular cuando hay resonancia

Si la forma propuesta para anP coincide con alguna solución de la homogénea (es decir, si la base b de la exponencial es raíz de la ecuación característica, o si el término independiente es constante y 1 es raíz), la propuesta inicial dará un sistema incompatible o absurdo.

Solución: multiplicar la propuesta por n. Si sigue dando absurdo, multiplicar de nuevo por n (y así sucesivamente).

Esto se reconoce porque al sustituir, los términos se cancelan y aparece algo como "0 = −2" (absurdo).

Ejemplo 3: no homogénea de orden 1, término constante

Ecuación: an+1 = 2an + 1 con a1 = 1

Paso 1 – Homogénea asociada: an+1 = 2an  →  anH = k·2n

Paso 2 – Proponer solución particular: f(n) = 1 (constante), proponemos anP = B.

Sustituimos en la ecuación original: B = 2B + 1  →  −B = 1  →  B = −1

Entonces: anP = −1

Paso 3 – Solución general:

an = k·2n − 1

Paso 4 – Condición inicial a1 = 1:

1 = k·21 − 1  →  k·2 = 2  →  k = 1

Solución particular:

an = 2n − 1

Verificación directa: an+1 = 2n+1 − 1; el lado derecho: 2·(2n−1) + 1 = 2n+1 − 2 + 1 = 2n+1 − 1 ✓

Ejemplo 4: no homogénea, término polinomial con resonancia

Ecuación: an = an-1 + (1/2)·n con a1 = 1

Paso 1 – Homogénea asociada: an = an-1  →  ecuación característica x = 1  →  raíz r = 1  →  anH = K

Paso 2 – Proponer solución particular: f(n) = (1/2)·n (lineal) → proponemos anP = B·n + C.

Sustituimos: Bn + C = B(n−1) + C + (1/2)n  →  Bn + C = Bn − B + C + (1/2)n

Igualando coeficientes: 0 = 1/2 (coeficiente de n) — ¡ABSURDO! Hay resonancia porque 1 es raíz.

Multiplicamos por n: proponemos anP = B·n2 + C·n

Sustituimos: Bn2 + Cn = B(n−1)2 + C(n−1) + (1/2)n

Desarrollando: Bn2 + Cn = Bn2 − 2Bn + B + Cn − C + (1/2)n

Igualando coeficientes:

  • Coef. de n: 0 = −2B + 1/2  →  B = 1/4
  • Términos independientes: 0 = B − C  →  C = B = 1/4

Entonces: anP = (1/4)n2 + (1/4)n

Paso 3 – Solución general:

an = K + (1/4)n2 + (1/4)n

Paso 4 – Con a1 = 1:   1 = K + 1/4 + 1/4  →  K = 1/2

Solución particular:

an = 1/2 + (1/4)n2 + (1/4)n
Ejemplo 5: no homogénea de orden 2, término exponencial

Ecuación: an+2 + 3an+1 + 2an = 42·5n con a0 = 4, a1 = −1

Paso 1 – Homogénea asociada: an+2 + 3an+1 + 2an = 0

Ecuación característica: x2 + 3x + 2 = 0  →  (x+1)(x+2) = 0  →  r1 = −1, r2 = −2

anH = k1·(−1)n + k2·(−2)n

Paso 2 – Proponer solución particular: f(n) = 42·5n. Como 5 no es raíz, proponemos anP = B·5n.

Sustituimos en la ecuación original:

B·5n+2 + 3B·5n+1 + 2B·5n = 42·5n

Factorizando 5n: B·5n(25 + 15 + 2) = 42·5n  →  42B = 42  →  B = 1

Entonces: anP = 5n

Paso 3 – Solución general:

an = k1·(−1)n + k2·(−2)n + 5n

Paso 4 – Sistema con condiciones iniciales:

  • n=0: k1 + k2 + 1 = 4  →  k1 + k2 = 3
  • n=1: −k1 − 2k2 + 5 = −1  →  −k1 − 2k2 = −6  →  k1 + 2k2 = 6

Restando la primera de la segunda: k2 = 3. Entonces k1 = 0.

Solución particular:

an = 3·(−2)n + 5n
Ejemplo 6: no homogénea de orden 2, resonancia con constante

Ecuación: an+2 − 4an+1 + 3an = −2 con a0 = 7, a1 = 12

Paso 1 – Homogénea: ecuación característica x2 − 4x + 3 = 0  →  (x−1)(x−3) = 0  →  r1 = 1, r2 = 3

anH = k1·1n + k2·3n = k1 + k2·3n

Paso 2 – Proponer solución particular: f(n) = −2 (constante). Propuesta inicial: B (constante). Pero 1 es raíz → resonancia. Multiplicamos por n: proponemos anP = B·n.

Sustituimos:

B(n+2) − 4B(n+1) + 3Bn = −2
Bn + 2B − 4Bn − 4B + 3Bn = −2
n(B − 4B + 3B) + (2B − 4B) = −2  →  0·n − 2B = −2  →  B = 1

Entonces: anP = n

Paso 3 – Solución general:

an = k1 + k2·3n + n

Paso 4 – Sistema:

  • n=0: k1 + k2 + 0 = 7
  • n=1: k1 + 3k2 + 1 = 12  →  k1 + 3k2 = 11

Restando: 2k2 = 4  →  k2 = 2. Entonces k1 = 5.

Solución particular:

an = 5 + 2·3n + n
Ejemplo 7: resonancia exponencial (la base coincide con una raíz)

Ecuación: an+2 − 6an+1 + 9an = 100·(−2)n con a0 = 4, a1 = −5

Paso 1 – Homogénea: x2 − 6x + 9 = 0  →  (x−3)2 = 0  →  r = 3 (raíz doble)

anH = k1·3n + k2·n·3n

Paso 2 – Proponer solución particular: f(n) = 100·(−2)n. Como −2 no es raíz, proponemos anP = B·(−2)n.

Sustituimos:

B·(−2)n+2 − 6B·(−2)n+1 + 9B·(−2)n = 100·(−2)n

Factorizando (−2)n: B·(−2)n[(−2)2 − 6·(−2) + 9] = 100·(−2)n

B·[4 + 12 + 9] = 100  →  25B = 100  →  B = 4

Entonces: anP = 4·(−2)n

Paso 3 – Solución general:

an = k1·3n + k2·n·3n + 4·(−2)n

Paso 4 – Sistema:

  • n=0: k1 + 0 + 4 = 4  →  k1 = 0
  • n=1: 3k1 + 3k2 + 4·(−2) = −5  →  0 + 3k2 − 8 = −5  →  k2 = 1

Solución particular:

an = n·3n + 4·(−2)n

La Torre de Hanoi

La Torre de Hanoi es un famoso puzzle matemático con n discos que hay que mover de un poste a otro. La recurrencia que describe el mínimo número de movimientos T(n) es:

T(n) = 2·T(n−1) + 1     con    T(1) = 1

¿Por qué? Para mover n discos: primero se mueven los n−1 discos superiores al poste auxiliar (T(n−1) movimientos), luego se mueve el disco grande (1 movimiento), y finalmente se mueven los n−1 discos del auxiliar al destino (T(n−1) movimientos).

Resolución: Torre de Hanoi

Ecuación: T(n) = 2·T(n−1) + 1 con T(1) = 1 (también se puede plantear con T(0) = 0)

Reescribimos como Tn − 2Tn-1 = 1.

Paso 1 – Homogénea: Tn − 2Tn-1 = 0  →  TnH = k·2n

Paso 2 – Solución particular: f(n) = 1 (constante), proponemos TnP = B.

B − 2B = 1  →  −B = 1  →  B = −1

Paso 3 – Solución general:

Tn = k·2n − 1

Paso 4 – Con T(1) = 1:   1 = k·2 − 1  →  k = 1

Solución:

T(n) = 2n − 1

Verificación:

  • T(1) = 2 − 1 = 1 ✓ (1 disco: 1 movimiento)
  • T(2) = 4 − 1 = 3 ✓ (2 discos: 3 movimientos)
  • T(3) = 8 − 1 = 7 ✓ (3 discos: 7 movimientos)
  • T(10) = 1024 − 1 = 1023 movimientos

El crecimiento es exponencial en n. Para 64 discos serían 264 − 1 ≈ 1.8 × 1019 movimientos — si se hiciera uno por segundo, llevaría más de 585 mil millones de años.

Aplicaciones: análisis de algoritmos y complejidad

Las relaciones de recurrencia aparecen naturalmente al analizar algoritmos recursivos. El tiempo de ejecución de un algoritmo que divide el problema en partes más pequeñas cumple una recurrencia.

Aplicación: búsqueda binaria

La búsqueda binaria en un arreglo de n elementos funciona así: compara el elemento del medio y descarta la mitad. El número de comparaciones T(n) satisface:

T(n) = T(n/2) + 1     T(1) = 1

Su solución es T(n) = log2(n) + 1, es decir, complejidad O(log n).

Aplicación: mergesort

El algoritmo mergesort divide el arreglo en dos mitades, las ordena recursivamente y las une. El tiempo satisface:

T(n) = 2·T(n/2) + n     T(1) = 1

Su solución es T(n) = n·log2(n), complejidad O(n log n).

Aplicación: modelos de crecimiento de población

Un modelo simple de crecimiento: si una población crece en un r% por año:

Pn = (1 + r)·Pn-1   →   Pn = P0·(1+r)n

Modelos más realistas incluyen términos de natalidad, mortalidad, inmigración, lo que da recurrencias no homogéneas de mayor orden.

Aplicación: castillo de naipes

Para construir un castillo de naipes de n pisos se necesitan an naipes, donde:

  • Piso 1: 2 naipes
  • Piso 2: 2 + 5 = 7 naipes
  • Piso 3: 7 + 8 = 15 naipes

Cada piso nuevo agrega 5 + 3·(piso−2) naipes a partir del 2. La recurrencia es:

an = an-1 + 3n − 1    con a1 = 2

Cuya solución es an = n2 + 2n. Para 100 pisos: a100 = 10000 + 200 = 10200 naipes.

Resumen del método de resolución completo

Paso a paso para resolver cualquier recurrencia lineal con coeficientes constantes
  1. Clasificar: determinar orden, si es homogénea o no, identificar f(n).
  2. Resolver la homogénea asociada: plantear ecuación característica, calcular raíces, escribir anH según el tipo de raíces.
  3. Si es no homogénea: proponer anP según la tabla, verificar resonancia (si la propuesta es solución de la homogénea, multiplicar por n).
  4. Sustituir la propuesta en la ecuación original y resolver los coeficientes indeterminados (B, C, ...).
  5. Armar la solución general: an = anH + anP (si hay término independiente) o an = anH (si es homogénea).
  6. Aplicar condiciones iniciales: plantear el sistema de ecuaciones y resolver k1, k2, ...
  7. Verificar: sustituir la solución particular en la ecuación recursiva para confirmar que funciona.
Errores típicos frecuentes — resumen
  • Signos en la ecuación característica: se copian igual que en la recurrencia. No hay que cambiar signos al pasar a la ecuación característica.
  • Raíz doble sin el factor n: si r es raíz doble, la solución es k1·rn + k2·n·rn, no (k1+k2)·rn.
  • No detectar resonancia: si la base b de f(n) coincide con una raíz, o si f(n) es constante y 1 es raíz, la propuesta inicial fracasará. Hay que multiplicar por n.
  • Plantear el sistema mal: al aplicar condiciones iniciales, usar n=0 y n=1 (o n=1 y n=2, según los datos), no valores arbitrarios.
  • Confundir solución general con particular: la solución general tiene constantes libres; la particular tiene valores numéricos específicos para k1, k2, etc.

Ejercicios tipo: clasificación y resolución

A continuación se muestran algunos ejercicios representativos con su resolución:

Ej. 8a: homogénea orden 2, raíces distintas con una negativa

Ecuación: an = 2an-1 + 8an-2 con a0 = 1, a1 = 10

Forma estándar: an − 2an-1 − 8an-2 = 0

Ecuación característica: x2 − 2x − 8 = 0  →  (x−4)(x+2) = 0  →  r1 = 4, r2 = −2

Solución general: an = k1·4n + k2·(−2)n

Sistema:

  • k1 + k2 = 1
  • 4k1 − 2k2 = 10

De la primera: k2 = 1 − k1. Sustituyendo: 4k1 − 2(1−k1) = 10  →  6k1 = 12  →  k1 = 2, k2 = −1.

Solución particular: an = 2·4n − (−2)n

Ej. 10: no homogénea de orden 1, verificar la clasificación

Ecuación: an+1 = 3an + 2 con a0 = 1

Clasificación: orden 1, grado 1, no homogénea, coeficientes constantes.

Homogénea: an+1 = 3an  →  anH = k·3n

Particular: f(n) = 2 (constante). Proponer B: B = 3B + 2  →  −2B = 2  →  B = −1

Solución general: an = k·3n − 1

Con a0 = 1: 1 = k·1 − 1  →  k = 2

Solución particular: an = 2·3n − 1

Ej. 12e: resonancia con exponencial en no homogénea orden 1

Ecuación: an+1 − 4an = 4(1−n)·2n con a0 = 3

Homogénea: an+1 = 4an  →  anH = k·4n

Particular: f(n) = 4(1−n)·2n = 2n·(4−4n) = 2n·(−4n + 4). La base es 2, que no es raíz (la raíz es 4). Proponemos anP = 2n·(Bn + C).

Sustituimos en an+1 − 4an = 4(1−n)·2n:

2n+1(B(n+1)+C) − 4·2n(Bn+C) = 4(1−n)·2n

Dividimos entre 2n:

2(B(n+1)+C) − 4(Bn+C) = 4(1−n)
2Bn + 2B + 2C − 4Bn − 4C = 4 − 4n
−2Bn + (2B − 2C) = 4 − 4n

Igualando: −2B = −4  →  B = 2;   2B − 2C = 4  →  4 − 2C = 4  →  C = 0.

Entonces: anP = 2·n·2n = n·2n+1

Solución general: an = k·4n + n·2n+1

Con a0 = 3: 3 = k + 0  →  k = 3

Solución particular: an = 3·4n + n·2n+1

La respuesta del libro es an = 2·n·2n + 3·4n, que es equivalente.

Casos clásicos de la unidad: qué esperar
Nombre Recurrencia Solución Tipo
Sucesión geométrica an = r·an-1 an = a0·rn Lineal homogénea ord. 1
Sucesión aritmética an = an-1 + d an = a0 + d·n Lineal no homogénea ord. 1
Fibonacci Fn = Fn-1 + Fn-2 Fórmula de Binet (raíces áureas) Lineal homogénea ord. 2
Torre de Hanoi Tn = 2Tn-1 + 1 Tn = 2n − 1 Lineal no homogénea ord. 1
Factorial n! = n·(n-1)! No tiene fórmula cerrada simple Coeficientes variables
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8 Unidad 8: Teoría de Números (Congruencias)

¿Qué estudia esta unidad?

La teoría de números estudia las propiedades de los enteros. En esta unidad nos concentramos en la aritmética modular: una forma de hacer cuentas donde solo importa el resto de una división. Esto parece abstracto, pero tiene aplicaciones directísimas: criptografía, códigos de detección de errores, y cálculos con números enormes que ninguna calculadora puede manejar directamente.

La herramienta central es la congruencia módulo n, que agrupa a los enteros según el resto que dan al dividirse por n. Todo lo que veamos en esta unidad —tablas de operaciones, ecuaciones, Teorema Chino del Resto, Fermat, Euler— es aritmética modular aplicada.

1. Congruencia módulo n

1.1 Definición

Sea n ∈ ℕ (con n ≥ 1). Dados a, b ∈ ℤ, decimos que a es congruente con b módulo n si n divide a (a − b). Lo notamos:

a ≡ b (mod n)  ⟺  n | (a − b)

Dicho de otro modo: a − b = n · k para algún k ∈ ℤ.

Interpretación equivalente: mismo resto

a ≡ b (mod n) si y solo si a y b dejan el mismo resto al dividirse por n.

Por ejemplo: 38 ≡ 2 (mod 3) porque 38 = 3 · 12 + 2 y 2 = 3 · 0 + 2. Ambos tienen resto 2 al dividir por 3.

Ejemplos de congruencias (V o F)
a) ¿Es 128 ≡ 1 (mod 3)?  128 − 1 = 127. ¿Divide 3 a 127? 127 = 3·42 + 1 → No. Falso.
(Alternativamente: 128 = 3·42 + 2, luego 128 ≡ 2 (mod 3), no 1.)

b) ¿Es 128 ≡ 0 (mod 4)?  128 = 4·32 exactamente → resto 0. Verdadero.

c) ¿Es 21 ≡ −4 (mod 5)?  21 − (−4) = 25 = 5·5. Sí divide. Verdadero.
(También: 21 = 5·4 + 1, y −4 ≡ 1 (mod 5) porque −4 + 5 = 1.)

d) ¿Es 3795 ≡ 0 (mod 11)?  3795 ÷ 11 = 344 resto 11·344 = 3784 → 3795 − 3784 = 11. Sí. Verdadero.
No confundir mod n con "resto"

La notación a (mod n) con paréntesis es una relación: "a es congruente a algo módulo n". El resto de dividir a por n es un número entre 0 y n−1. Son conceptos relacionados pero distintos.

Decir 38 ≡ 2 (mod 3) es correcto. Decir "38 mod 3 = 2" es escribir el resto. Pero decir 38 ≡ 5 (mod 3) también es verdadero (porque 38 − 5 = 33 = 3·11), aunque 5 no sea el resto "canónico".

1.2 La congruencia es una relación de equivalencia

Fijado n, la congruencia módulo n es una relación en ℤ. Veamos que cumple las tres propiedades (recordar Unidad 5):

Demostración: congruencia es relación de equivalencia

Reflexiva: Para todo x ∈ ℤ, x − x = 0 = n · 0, luego n | (x − x), es decir x ≡ x (mod n). ✓

Simétrica: Si x ≡ y (mod n), entonces x − y = n · k para algún k ∈ ℤ. Luego y − x = n · (−k) y como −k ∈ ℤ, se tiene n | (y − x), es decir y ≡ x (mod n). ✓

Transitiva: Si x ≡ y (mod n) e y ≡ z (mod n), entonces x − y = n · k e y − z = n · t. Sumando: x − z = (x−y) + (y−z) = n·k + n·t = n·(k+t). Como k+t ∈ ℤ, n | (x − z), luego x ≡ z (mod n). ✓

2. Clases residuales y el conjunto ℤn

Como la congruencia es relación de equivalencia, particiona a ℤ en clases de equivalencia. La clase de un entero x módulo n es:

[x] = { y ∈ ℤ | y ≡ x (mod n) } = { y ∈ ℤ | y = n·k + x, con k ∈ ℤ }

Esta clase se llama clase residual de x módulo n. Contiene todos los enteros con el mismo resto que x al dividir por n.

El conjunto cociente (el conjunto de todas las clases) tiene exactamente n elementos, uno por cada resto posible:

n = ℤ/nℤ = { [0], [1], [2], …, [n−1] }

Por convención tomamos como representantes de cada clase los restos canónicos: 0, 1, 2, …, n−1.

Clases en ℤ₃
ℤ₃ = {0, 1, 2}

[0] = {…, −6, −3, 0, 3, 6, 9, …} (múltiplos de 3)
[1] = {…, −5, −2, 1, 4, 7, 10, …} (resto 1 al dividir por 3)
[2] = {…, −4, −1, 2, 5, 8, 11, …} (resto 2 al dividir por 3)

Todo entero cae en exactamente una de estas tres clases. Por ejemplo: 38 = 3·12 + 2, luego 38 ∈ [2], es decir 38 ≡ 2 (mod 3).

3. Aritmética modular: operaciones en ℤn

3.1 Suma y resta

La propiedad fundamental de la aritmética modular es que la suma es compatible con las clases: no importa qué representante de cada clase elijas, la suma siempre cae en la misma clase.

Propiedad de la suma (demostrada)

Si a ≡ b (mod n) y c ≡ d (mod n), entonces a + c ≡ b + d (mod n).

Dem: Por hipótesis a − b = n·k y c − d = n·t con k, t ∈ ℤ. Sumando: (a+c) − (b+d) = n·(k+t). Como k+t ∈ ℤ, n | (a+c)−(b+d), es decir a+c ≡ b+d (mod n). ✓

De manera análoga: si a ≡ b (mod n) y c ≡ d (mod n), entonces a − c ≡ b − d (mod n).

Esto significa que en ℤn podemos sumar (y restar) clases directamente, reduciendo el resultado módulo n.

3.2 Multiplicación

Propiedad del producto

Si a ≡ b (mod n) y c ≡ d (mod n), entonces a · c ≡ b · d (mod n).

Dem: a = nk + b, c = nt + d. Multiplicando: a·c = (nk+b)(nt+d) = n²kt + nkd + bnt + bd. Entonces a·c − b·d = n·(nkt + kd + bt), que es divisible por n. ✓

3.3 Potencias

Combinando la propiedad del producto repetidamente: si a ≡ b (mod n), entonces ak ≡ bk (mod n) para todo k ∈ ℕ. Esto es extremadamente útil para calcular restos de potencias enormes.

Calcular 7¹⁰⁰ mod 13 (usando propiedades básicas)
Queremos el resto de dividir 7100 por 13. Empezamos calculando potencias de 7 módulo 13:

71 ≡ 7 (mod 13)
72 = 49 = 3·13 + 10 → 72 ≡ 10 ≡ −3 (mod 13)
73 = 7 · 49 → usamos 7·(−3) = −21 ≡ −21 + 26 = 5 (mod 13)
76 = (73)2 ≡ 52 = 25 ≡ 25 − 26 = −1 (mod 13)
712 = (76)2 ≡ (−1)2 = 1 (mod 13)

¡712 ≡ 1 (mod 13)! (Esto lo predice el Pequeño Teorema de Fermat, que veremos luego.)

Como 100 = 12·8 + 4:
7100 = 712·8 + 4 = (712)8 · 74 ≡ 18 · 74 = 74 (mod 13)

74 = 72 · 72 ≡ (−3)(−3) = 9 (mod 13)

Resultado: 7¹⁰⁰ ≡ 9 (mod 13)

3.4 División: cuándo funciona y cuándo no

Error grave: "cancelar" factores en congruencias

En los enteros, si a · c = b · c y c ≠ 0, entonces a = b. En congruencias esto NO siempre vale.

Ejemplo: 2 · 2 ≡ 2 · 5 (mod 6) (ambos son 4 y 10, y 10 − 4 = 6). Pero 2 ≢ 5 (mod 6).

El "cancelado" de c en a·c ≡ b·c (mod n) solo funciona si mcd(c, n) = 1. En ese caso sí se puede concluir a ≡ b (mod n).

Propiedad (con demostración): Si a·c ≡ b·c (mod n) y mcd(c,n) = 1, entonces a ≡ b (mod n).
Dem: Por Bézout, 1 = s·c + t·n. Multiplicando por (a−b): a−b = s·c·(a−b) + t·n·(a−b). Como a·c − b·c = n·k, tenemos c·(a−b) = n·k, y sustituyendo: a−b = s·n·k + t·n·(a−b) = n·(sk + t(a−b)). Luego n | (a−b). ✓

4. Tablas de operaciones en ℤn

Para módulos pequeños podemos construir tablas de suma y multiplicación. Cada entrada se reduce módulo n.

Tabla de suma en ℤ₅

+01234
001234
112340
223401
334012
440123

Observar: 2 + 4 = 6 ≡ 1 (mod 5). En ℤ₅, 2 + 4 = 1. Cualquier elemento de la clase del 2 sumado con cualquier elemento de la clase del 4 siempre da un elemento de la clase del 1 (por ejemplo: 7 + 9 = 16 ≡ 1 (mod 5)).

Tabla de multiplicación en ℤ₅

·01234
000000
101234
202413
303142
404321

Notar que en ℤ₅ todo elemento distinto de 0 tiene inverso multiplicativo (hay un 1 en cada fila distinta de la fila 0). Esto se debe a que 5 es primo. En ℤ₆ (módulo compuesto) esto no ocurre:

Tabla de multiplicación en ℤ₆ (parcial)

·012345
0000000
1012345
2024024
3030303
4042042
5054321

En ℤ₆, los elementos 2, 3 y 4 no tienen inverso multiplicativo (sus filas no contienen un 1). Esto ocurre porque mcd(2,6) = 2, mcd(3,6) = 3 y mcd(4,6) = 2, todos distintos de 1.

5. Inverso multiplicativo módulo n

En ℤ, el inverso multiplicativo de un número a es otro número a' tal que a · a' ≡ 1 (mod n). Se denota a−1 en ℤn.

Cuándo existe el inverso multiplicativo

a tiene inverso multiplicativo módulo n si y solo si mcd(a, n) = 1 (es decir, a y n son coprimos).

En particular: si n es primo, entonces todo elemento distinto de 0 tiene inverso (porque todo entero entre 1 y n−1 es coprimo con el primo n).

Cómo calcular el inverso con el algoritmo de Euclides extendido

Si mcd(a, n) = 1, por el Teorema de Bézout existen s, t ∈ ℤ tales que:

1 = s · a + t · n

Tomando módulo n: 1 ≡ s · a (mod n). Luego s es el inverso de a módulo n. El proceso de hallar s es el Algoritmo de Euclides Extendido.

Inverso de 3 módulo 7
Buscamos s tal que 3s ≡ 1 (mod 7).

Algoritmo de Euclides: mcd(3, 7)
7 = 2·3 + 1
3 = 3·1 + 0 → mcd = 1 ✓

Retrocedemos (Bézout):
1 = 7 − 2·3
Entonces 1 = (−2)·3 + 1·7, luego s = −2 ≡ 5 (mod 7).

Verificación: 3·5 = 15 = 2·7 + 1 ≡ 1 (mod 7). ✓
El inverso de 3 en ℤ₇ es 5.

6. Función de Euler φ(n)

6.1 Definición

La función de Euler (o función totiente) de un entero positivo n cuenta cuántos enteros entre 1 y n son coprimos con n:

φ(n) = |{ x ∈ ℕ | x ≤ n y mcd(x, n) = 1 }|

Estos son exactamente los elementos de ℤn que tienen inverso multiplicativo.

Primeros valores de φ
φ(1) = 1 (solo el 1 es coprimo con 1)
φ(2) = 1 (solo el 1 es coprimo con 2 entre los ≤ 2)
φ(3) = 2 ({1, 2})
φ(4) = 2 ({1, 3}; el 2 no es coprimo con 4 porque mcd(2,4)=2)
φ(12) = 4 ({1, 5, 7, 11})
φ(15) = 8 ({1, 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14})

6.2 Propiedades y fórmula de cálculo

Propiedades de φ

1. Si p es primo:  φ(p) = p − 1
(todos los enteros entre 1 y p−1 son coprimos con el primo p)

2. Si p es primo y k ≥ 1:  φ(pk) = pk−1(p − 1) = pk(1 − 1/p)
(de todos los menores a pk, los no coprimos son exactamente los múltiplos de p: hay pk−1 de ellos)

3. Si mcd(m, n) = 1:  φ(m·n) = φ(m)·φ(n)   (φ es multiplicativa)

Fórmula general: Si n = p₁a₁ · p₂a₂ · … · prar es la factorización en primos, entonces:

φ(n) = n · (1 − 1/p₁) · (1 − 1/p₂) · … · (1 − 1/pr)
Cálculos con φ
φ(53): 53 es primo → φ(53) = 52.

φ(343) = φ(7³): φ(7³) = 7²·(7−1) = 49·6 = 294.

φ(20): 20 = 2²·5. Como mcd(4,5)=1: φ(20) = φ(4)·φ(5) = φ(2²)·(5−1) = 2·4 = 8.
Verificación con fórmula: φ(20) = 20·(1−1/2)·(1−1/5) = 20·(1/2)·(4/5) = 8. ✓

φ(48): 48 = 2⁴·3. φ(48) = 48·(1−1/2)·(1−1/3) = 48·(1/2)·(2/3) = 16.

φ(450): 450 = 2·3²·5². φ(450) = 450·(1−1/2)·(1−1/3)·(1−1/5) = 450·(1/2)·(2/3)·(4/5) = 120.
φ no es simplemente "n − 1"

φ(n) = n − 1 solo cuando n es primo. Para n compuesto, hay enteros entre 1 y n que comparten factores con n y por lo tanto no son coprimos. Por ejemplo, φ(9) = 6 (no 8): de {1,…,9}, los que no son coprimos con 9 son 3, 6 y 9 (múltiplos de 3).

7. Pequeño Teorema de Fermat

Pequeño Teorema de Fermat

Sea p un número primo y a ∈ ℤ con mcd(a, p) = 1. Entonces:

ap−1 ≡ 1 (mod p)

Versión equivalente: para todo a ∈ ℤ, ap ≡ a (mod p) (sin necesitar que mcd(a,p)=1).

Este teorema es enormemente útil para calcular restos de potencias grandes cuando el divisor es primo.

Aplicar Fermat: resto de 7¹²² al dividir por 11
p = 11 (primo), a = 7. Como mcd(7, 11) = 1, podemos aplicar Fermat:
710 ≡ 1 (mod 11)

Descomponemos el exponente 122 = 10·12 + 2:
7122 = 710·12 + 2 = (710)12 · 7² ≡ 112 · 49 ≡ 49 (mod 11)

49 = 4·11 + 5, luego 49 ≡ 5 (mod 11).

El resto de dividir 7¹²² por 11 es 5.
Fermat: 7¹⁰⁰ mod 13 (resolución completa)
p = 13 (primo), a = 7. mcd(7, 13) = 1. Por Fermat: 712 ≡ 1 (mod 13)

División: 100 = 12·8 + 4 (ya que 12·8 = 96).

7100 = (712)8 · 74 ≡ 18 · 74 = 74 (mod 13)

Calculamos 74:
72 = 49 = 3·13 + 10 → 72 ≡ 10 (mod 13)
74 = (72)2 ≡ 102 = 100 = 7·13 + 9 → 74 ≡ 9 (mod 13)

7¹⁰⁰ ≡ 9 (mod 13)
Fermat con exponente grande: 5¹⁵⁶⁴⁶²⁴ mod 23
p = 23 (primo), a = 5. Por Fermat: 522 ≡ 1 (mod 23)

Dividimos: 1564624 ÷ 22 = 71119 con resto 6 (pues 22·71119 = 1564618, y 1564624 − 1564618 = 6).

51564624 = (522)71119 · 56 ≡ 171119 · 56 = 56 (mod 23)

52 = 25 ≡ 2 (mod 23)  →  56 = (52)3 ≡ 23 = 8 (mod 23)

El resto es 8.
Errores al usar el Teorema de Fermat

Error 1: aplicarlo sin verificar que p es primo. Si p no es primo, el teorema no vale. Por ejemplo, 410 (mod 15) ≢ 1 porque 15 no es primo.

Error 2: olvidar verificar mcd(a, p) = 1. Si p | a, entonces ap−1 ≡ 0 (mod p), no 1. Si a = 11 y p = 11, a10 ≡ 0 (mod 11), no 1.

Error 3: confundir el exponente. El período es p−1, no p. Para p = 7, a6 ≡ 1, no a7 ≡ 1.

8. Teorema de Euler (Euler-Fermat)

Teorema de Euler

Si mcd(a, n) = 1, entonces:

aφ(n) ≡ 1 (mod n)

Este teorema generaliza el Pequeño Teorema de Fermat: cuando n = p primo, φ(p) = p − 1, recuperamos exactamente Fermat. Ahora podemos trabajar con módulos compuestos.

Euler: 8¹⁷⁹¹⁴⁸⁵ mod 21
n = 21 = 3·7. mcd(8, 21) = 1 ✓

φ(21) = φ(3)·φ(7) = 2·6 = 12
Por Euler: 812 ≡ 1 (mod 21)

División: 1791485 = 12·149290 + 5 (pues 12·149290 = 1791480)

81791485 = (812)149290 · 85 ≡ 1 · 85 = 85 (mod 21)

Calculamos 85:
82 = 64 = 3·21 + 1 → 82 ≡ 1 (mod 21)
84 = (82)2 ≡ 12 = 1 (mod 21)
85 = 84 · 8 ≡ 1 · 8 = 8 (mod 21)

El resto de dividir 8¹⁷⁹¹⁴⁸⁵ por 21 es 8.
Euler: 17²⁰⁰ mod 35
n = 35 = 5·7. mcd(17, 35) = 1 ✓

φ(35) = φ(5)·φ(7) = 4·6 = 24
Por Euler: 1724 ≡ 1 (mod 35)

División: 200 = 24·8 + 8 (pues 24·8 = 192)

17200 = (1724)8 · 178 ≡ 1 · 178 = 178 (mod 35)

Calculamos 178 paso a paso:
172 = 289 = 8·35 + 9 → 172 ≡ 9 (mod 35)
174 = (172)2 ≡ 92 = 81 = 2·35 + 11 → 174 ≡ 11 (mod 35)
178 = (174)2 ≡ 112 = 121 = 3·35 + 16 → 178 ≡ 16 (mod 35)

17²⁰⁰ ≡ 16 (mod 35)
Euler requiere mcd(a, n) = 1

Si mcd(a, n) ≠ 1, el Teorema de Euler no aplica. Por ejemplo, para a = 6 y n = 9: mcd(6, 9) = 3 ≠ 1. En ese caso no podemos concluir 6φ(9) = 66 ≡ 1 (mod 9). (De hecho, 66 = 46656 = 5184·9 → 66 ≡ 0 (mod 9).)

Siempre verificar la condición de coprimalidad antes de aplicar el teorema.

9. Ecuaciones lineales de congruencia

9.1 Forma y planteamiento

Una ecuación lineal de congruencia tiene la forma:

a · x ≡ b (mod n)

donde a, b ∈ ℤ, n ∈ ℕ son datos, y x ∈ ℤ es la incógnita. Como las soluciones se repiten cada n (si x₀ es solución, también lo es x₀ + kn para todo k ∈ ℤ), se habla de soluciones principales: las que caen en el intervalo [0, n−1].

9.2 Condición de existencia y cantidad de soluciones

Teorema: condición necesaria y suficiente

La ecuación a·x ≡ b (mod n) tiene solución si y solo si mcd(a, n) | b.

Cuando tiene solución, el número de soluciones principales es exactamente d = mcd(a, n).

Caso especial: si mcd(a, n) = 1, la solución es única módulo n.

¿Tiene solución? ¿Cuántas?
a) 4x ≡ 5 (mod 6): mcd(4, 6) = 2. ¿Divide 2 a 5? No. Sin solución.

b) 2x ≡ 0 (mod 4): mcd(2, 4) = 2. ¿Divide 2 a 0? Sí. 2 soluciones principales. (Son x = 0 y x = 2.)

c) 78x ≡ 84 (mod 102): mcd(78, 102).
Euclides: 102 = 1·78 + 24; 78 = 3·24 + 6; 24 = 4·6 + 0. → mcd = 6.
¿Divide 6 a 84? 84 = 6·14 ✓. Tiene 6 soluciones principales.

9.3 Cómo resolver: caso mcd = 1

Si mcd(a, n) = 1, la solución es x ≡ a−1 · b (mod n). Usamos Bézout o simplificación por factores comunes para hallar el inverso.

Resolver 7x ≡ 3 (mod 12)
Paso 1: verificar existencia. mcd(7, 12) = 1. ✓ Hay solución única.

Paso 2: hallar el inverso de 7 módulo 12 con Euclides.
12 = 1·7 + 5
7 = 1·5 + 2
5 = 2·2 + 1
2 = 2·1 + 0 → mcd = 1 ✓

Retrocedemos:
1 = 5 − 2·2
   = 5 − 2·(7 − 1·5) = 3·5 − 2·7
   = 3·(12 − 1·7) − 2·7 = 3·12 − 5·7

Entonces 1 = 3·12 + (−5)·7. Luego el inverso de 7 módulo 12 es −5 ≡ 7 (mod 12).

Verificación: 7·7 = 49 = 4·12 + 1 ≡ 1 (mod 12). ✓

Paso 3: calcular x.
x ≡ 7−1 · 3 ≡ 7 · 3 = 21 ≡ 9 (mod 12)

Verificación: 7·9 = 63 = 5·12 + 3 ≡ 3 (mod 12). ✓

Solución: x ≡ 9 (mod 12)

9.4 Resolver con simplificación (método alternativo)

Otra técnica muy útil (del apunte de Piñeiro): escribir los números como productos, identificar factores comunes con n, y simplificar usando la propiedad de cancelación (cuando el factor compartido es coprimo con el nuevo módulo).

Resolver 15x ≡ 6 (mod 28) por simplificación
mcd(15, 28) = 1, luego hay solución única.

Descomponemos: 5·3·x ≡ 2·3 (mod 28)
mcd(3, 28) = 1, así que podemos cancelar el 3:
5·x ≡ 2 (mod 28)

El 2 no es divisible por 5; buscamos un elemento de [2] en ℤ₂₈ que sea múltiplo de 5.
2 + 28 = 30 = 5·6 ✓
5·x ≡ 30 (mod 28) → descomponemos: 5·x ≡ 5·6 (mod 28)
Como mcd(5, 28) = 1, cancelamos: x ≡ 6 (mod 28)

Verificación: 15·6 = 90 = 3·28 + 6 ≡ 6 (mod 28). ✓
Solución: x = 6

9.5 Resolver cuando mcd > 1: caso de múltiples soluciones

Resolver 78x ≡ 84 (mod 102) — 6 soluciones
Ya verificamos: mcd(78, 102) = 6 y 6 | 84. Hay 6 soluciones principales.

Paso 1: dividir todo por mcd = 6.
78/6 = 13,   84/6 = 14,   102/6 = 17
Ecuación simplificada: 13·x ≡ 14 (mod 17)

Paso 2: resolver la ecuación simplificada.
mcd(13, 17) = 1. Por Euclides extendido:
17 = 1·13 + 4
13 = 3·4 + 1
Retroceso: 1 = 13 − 3·4 = 13 − 3·(17 − 13) = 4·13 − 3·17
Inverso de 13 mod 17: 4 (pues 13·4 = 52 = 3·17 + 1 ✓)

x ≡ 4·14 = 56 = 3·17 + 5 ≡ 5 (mod 17)
La solución de la ecuación simplificada es x = 5.

Paso 3: obtener las 6 soluciones principales sumando 17 sucesivamente.
x = 5,   5+17=22,   22+17=39,   39+17=56,   56+17=73,   73+17=90

Soluciones principales: x = 5, 22, 39, 56, 73, 90

Verificación con x = 5: 78·5 = 390 = 3·102 + 84 → 390 ≡ 84 (mod 102). ✓
Verificación con x = 56: 78·56 = 4368 = 42·102 + 84 → 4368 ≡ 84 (mod 102). ✓
Error: no simplificar correctamente cuando mcd > 1

Cuando mcd(a, n) = d > 1, se divide todo por d: el coeficiente a, el término independiente b, y el módulo n. La ecuación simplificada es (a/d)·x ≡ (b/d) (mod n/d). Si solo se divide parte de la ecuación, el resultado es incorrecto.

Además, las soluciones de la ecuación original se obtienen sumando n/d (el nuevo módulo), no el módulo original n.

10. Sistemas de congruencias y Teorema Chino del Resto (TCR)

10.1 Planteamiento

Un sistema de congruencias tiene la forma:

x ≡ a₁ (mod n₁)
x ≡ a₂ (mod n₂)

x ≡ ak (mod nk)

La pregunta es: ¿existe una solución? ¿Es única? ¿Cómo se calcula?

Teorema Chino del Resto (TCR)

Si n₁, n₂, …, nk son dos a dos coprimos (mcd(nᵢ, nⱼ) = 1 para todo i ≠ j), entonces el sistema tiene solución única módulo N = n₁·n₂·…·nk.

Fórmula constructiva: Sea Nᵢ = N / nᵢ. Como mcd(Nᵢ, nᵢ) = 1, existe el inverso Mᵢ = Nᵢ−1 (mod nᵢ). La solución es:

x ≡ a₁·N₁·M₁ + a₂·N₂·M₂ + … + ak·Nk·Mk (mod N)
Resolver x ≡ 2 (mod 3), x ≡ 3 (mod 5), x ≡ 2 (mod 7)
Verificamos coprimalidad: mcd(3,5)=1, mcd(3,7)=1, mcd(5,7)=1. ✓

Datos: n₁=3, n₂=5, n₃=7, a₁=2, a₂=3, a₃=2.
N = 3·5·7 = 105

Calculamos los Nᵢ:
N₁ = 105/3 = 35
N₂ = 105/5 = 21
N₃ = 105/7 = 15

Calculamos los inversos Mᵢ = Nᵢ−1 (mod nᵢ):

M₁: 35·M₁ ≡ 1 (mod 3). Como 35 = 11·3 + 2, tenemos 35 ≡ 2 (mod 3). Necesito 2·M₁ ≡ 1 (mod 3). Probando: 2·2 = 4 ≡ 1 (mod 3). M₁ = 2.

M₂: 21·M₂ ≡ 1 (mod 5). Como 21 = 4·5 + 1, tenemos 21 ≡ 1 (mod 5). Entonces 1·M₂ ≡ 1 (mod 5). M₂ = 1.

M₃: 15·M₃ ≡ 1 (mod 7). Como 15 = 2·7 + 1, tenemos 15 ≡ 1 (mod 7). Entonces 1·M₃ ≡ 1 (mod 7). M₃ = 1.

Construcción de la solución:
x ≡ a₁·N₁·M₁ + a₂·N₂·M₂ + a₃·N₃·M₃ (mod 105)
x ≡ 2·35·2 + 3·21·1 + 2·15·1 (mod 105)
x ≡ 140 + 63 + 30 (mod 105)
x ≡ 233 (mod 105)
233 = 2·105 + 23, luego x ≡ 23 (mod 105)

Verificación:
23 = 7·3 + 2 → 23 ≡ 2 (mod 3) ✓
23 = 4·5 + 3 → 23 ≡ 3 (mod 5) ✓
23 = 3·7 + 2 → 23 ≡ 2 (mod 7) ✓

Todas las soluciones: x = 23 + 105k para k ∈ ℤ.
Otro enfoque: sustitución sucesiva
Resolver el mismo sistema: x ≡ 2 (mod 3), x ≡ 3 (mod 5), x ≡ 2 (mod 7)

De la primera: x = 3k + 2 para algún k ∈ ℤ.
Sustituyo en la segunda: 3k + 2 ≡ 3 (mod 5) → 3k ≡ 1 (mod 5).
Inverso de 3 mod 5: 3·2 = 6 ≡ 1 (mod 5) → 3−1 = 2.
k ≡ 2·1 = 2 (mod 5) → k = 5j + 2.
Entonces x = 3(5j + 2) + 2 = 15j + 8.

Sustituyo en la tercera: 15j + 8 ≡ 2 (mod 7) → 15j ≡ −6 ≡ 1 (mod 7).
15 ≡ 1 (mod 7), luego j ≡ 1 (mod 7) → j = 7m + 1.
x = 15(7m + 1) + 8 = 105m + 23.

x ≡ 23 (mod 105). Mismo resultado.
TCR requiere módulos dos a dos coprimos

Si los módulos no son coprimos, el TCR en su forma estándar no aplica. Por ejemplo, el sistema x ≡ 1 (mod 4), x ≡ 2 (mod 6) puede no tener solución (mcd(4,6)=2 y 1 ≢ 2 (mod 2)), o puede tenerla si se verifican condiciones de compatibilidad adicionales. No aplicar el TCR a ciegas sin verificar coprimalidad.

11. Resumen comparativo: Fermat vs. Euler

Característica Pequeño T. de Fermat Teorema de Euler
Condición sobre n n = p (primo) n cualquier entero positivo
Condición sobre a mcd(a, p) = 1 mcd(a, n) = 1
Resultado ap−1 ≡ 1 (mod p) aφ(n) ≡ 1 (mod n)
Exponente "período" p − 1 = φ(p) φ(n)
Caso especial Euler con n primo Generalización de Fermat

12. Aplicaciones

12.1 Últimos dígitos de potencias

El último dígito de un número es su resto al dividir por 10. Con Euler, φ(10) = φ(2)·φ(5) = 1·4 = 4. Si mcd(a, 10) = 1, entonces a4 ≡ 1 (mod 10), y el último dígito se repite cada 4 potencias.

Último dígito de 3¹⁰⁰¹
mcd(3, 10) = 1. φ(10) = 4. Por Euler: 34 ≡ 1 (mod 10).
1001 = 4·250 + 1.
31001 = (34)250·31 ≡ 1·3 = 3 (mod 10).
El último dígito de 3¹⁰⁰¹ es 3.

12.2 Criterios de divisibilidad

Los criterios de divisibilidad que seguramente ya conocés (por 3, por 9, por 11) son consecuencias directas de la aritmética modular. Por ejemplo:

  • Un número es divisible por 9 si y solo si la suma de sus dígitos es divisible por 9. Esto se debe a que 10 ≡ 1 (mod 9), luego cada dígito contribuye con su propio valor.
  • Un número es divisible por 11 si y solo si la suma alternada de sus dígitos es divisible por 11 (porque 10 ≡ −1 (mod 11)).

12.3 Idea de la criptografía RSA

El sistema RSA (Rivest-Shamir-Adleman) es el algoritmo de clave pública más usado en el mundo. Se basa en el Teorema de Euler:

  1. Elegir dos primos grandes p y q. Calcular n = p·q y φ(n) = (p−1)(q−1).
  2. Elegir un exponente de cifrado e con mcd(e, φ(n)) = 1.
  3. Calcular el exponente de descifrado d tal que e·d ≡ 1 (mod φ(n)) (el inverso de e).
  4. Clave pública: (n, e). Clave privada: (n, d).
  5. Para cifrar un mensaje M: C ≡ Me (mod n).
  6. Para descifrar: M ≡ Cd (mod n).

La seguridad se basa en que calcular φ(n) a partir de n (sin conocer p y q) es equivalente a factorizar n, lo cual es computacionalmente inviable para primos de cientos de dígitos.

13. Síntesis y mapa conceptual

Concepto Definición / Condición Para qué sirve
Congruencia a ≡ b (mod n) n | (a−b) Clasificar enteros por resto
n {0, 1, …, n−1} (clases residuales) Aritmética modular finita
Inverso de a mod n Existe ⟺ mcd(a,n)=1 Dividir en congruencias
φ(n) Cantidad de coprimos con n en [1,n] Período en Euler; número de invertibles
Fermat p primo, mcd(a,p)=1 → ap−1≡1 Restos de potencias (divisor primo)
Euler mcd(a,n)=1 → aφ(n)≡1 Restos de potencias (divisor cualquiera)
Ec. lineal ax≡b (mod n) Solución ⟺ mcd(a,n)|b; d soluciones Resolver ecuaciones modulares
TCR nᵢ dos a dos coprimos → sol. única mod N Sistemas de congruencias
Estrategia general para calcular ak mod n

1. Verificar mcd(a, n).

2a. Si mcd(a, n) = 1 y n es primo → usar Fermat: an−1 ≡ 1 (mod n). Reducir k módulo (n−1).

2b. Si mcd(a, n) = 1 y n es compuesto → usar Euler: aφ(n) ≡ 1 (mod n). Reducir k módulo φ(n).

2c. Si mcd(a, n) ≠ 1 → factorizar n y aplicar TCR o calcular directamente por exponenciación rápida (cuadrados sucesivos).

3. Calcular la potencia reducida módulo n mediante cuadrados sucesivos si es necesario.

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9 Unidad 9: Estructuras algebraicas: Grupos

Introducción: ¿para qué sirven los grupos?

Los grupos son estructuras algebraicas que aparecen en criptografía, teoría de códigos, física, química, simetría molecular y resolución de acertijos. La idea clave es simple: dado un conjunto y una operación, ¿qué propiedades cumplen juntos? Dependiendo de cuáles se cumplan, la estructura recibe un nombre.

Los matemáticos que más aportaron a esta teoría fueron Euler, Gauss, Abel, Lagrange y Galois. Évariste Galois (1811–1832) fue el primero en usar el término "grupo" en sentido matemático, y usó permutaciones de raíces para determinar cuándo una ecuación puede resolverse por radicales.

1. Operación binaria cerrada (interna)

Una operación binaria cerrada en un conjunto A es una función ★ : A × A → A. El resultado de operar dos elementos de A siempre permanece en A. Se escribe (A ; ★) para indicar que en A se definió la operación .

Formalmente: es cerrada en A∀ x, y ∈ A : x ★ y ∈ A.

Otras denominaciones: ley de composición interna o ley de cierre.

Ejemplos de operaciones cerradas y no cerradas
Cerradas:
(ℕ ; +): sumar dos naturales da un natural. ✓
(ℤ ; ·): multiplicar dos enteros da un entero. ✓
• Potencias de 2: A = { 2k / k ∈ ℤ } con la multiplicación: 2k · 2t = 2k+t ∈ A. ✓
A = {1, 2, 3, 6} con a ★ b = mcd(a,b): la tabla muestra que todos los resultados pertenecen a A. ✓

No cerradas:
• Impares con la adición: 3 + 5 = 8 (par), no es impar. ✗
(ℕ ; ÷): 3 ÷ 2 ∉ ℕ. ✗
A = {1,2,3,4} con a ★ b = mcm(a,b): 2 ★ 3 = 6 ∉ A. ✗
¿Cómo verificar cierre con una tabla?
Si la operación está dada por una tabla de Cayley, la operación es cerrada si y solo si todos los resultados de la tabla pertenecen al conjunto. Basta con mirar que no haya ningún valor fuera del conjunto dado.

2. Propiedades de una operación cerrada

Dada (A ; ★), se definen las siguientes propiedades:

PropiedadDefinición formalEjemplo que la cumpleEjemplo que NO la cumple
Asociativa ∀a,b,c ∈ A: a★(b★c) = (a★b)★c (ℤ ; +), (ℤ ; ·) Potenciación en ℕ: 2(32) ≠ (23)2
Conmutativa ∀a,b ∈ A: a★b = b★a (ℤ ; +), unión e intersección de conjuntos Potenciación: 23 ≠ 32
Elemento neutro ∃e ∈ A : ∀a ∈ A : e★a = a★e = a 0 en (ℤ;+), 1 en (ℤ;·), ∅ en (P(A);∪) Potenciación en ℕ: 1x=1 ≠ x si x≠1
Elemento simétrico (inverso) ∀a ∈ A, ∃a′ ∈ A : a★a′ = a′★a = e En (ℤ;+): a′ = -a En (ℝ;·): el 0 no tiene inverso
Idempotente ∀a ∈ A: a★a = a (P(A);∪), (P(A);∩) (ℤ;+): a+a=2a≠a (salvo a=0)
Elemento absorbente ∃b ∈ A : ∀a ∈ A : b★a = a★b = b El 0 en (ℤ;·), la tautología en (Prop;∨) No existe en (ℤ;+)
Truco: neutro y absorbente en la tabla
Neutro: la fila y la columna del neutro reproducen el encabezado en el mismo orden.
Absorbente: la fila y la columna del absorbente contienen siempre ese mismo elemento.
Idempotentes: aparecen en la diagonal principal (donde el resultado de a★a = a).
Conmutativa: la tabla es simétrica respecto a su diagonal principal.
Simétrico de a: buscar el neutro en la fila (o columna) de a.

Ejemplo completo: operación combinada en ℤ

Sea a * b = a + b + 2 definida en . Analizamos todas las propiedades:

Análisis de a * b = a + b + 2 en ℤ
Cerrada: a,b ∈ ℤ ⟹ a+b ∈ ℤ ⟹ a+b+2 ∈ ℤ. ✓

Asociativa:
  a*(b*c) = a*(b+c+2) = a+b+c+4
  (a*b)*c = (a+b+2)*c = a+b+2+c+2 = a+b+c+4

Conmutativa: a*b = a+b+2 = b+a+2 = b*a

Elemento neutro: Buscamos e tal que a*e = a:
  a+e+2 = a ⟹ e = -2. El neutro es e = -2. ✓

Elemento simétrico: Buscamos a′ tal que a*a′ = -2:
  a+a′+2 = -2 ⟹ a′ = -4-a. Todos tienen simétrico. ✓

Idempotente: a*a = 2a+2 = a ⟹ a = -2. Solo el neutro es idempotente.
Absorbente: a*b = b ⟹ a+b+2 = b ⟹ a = -2 para todo a. No existe.
Error típico: confundir simétrico con inverso multiplicativo
El simétrico (o inverso) de un elemento depende de la operación y del neutro. En (ℤ;+) el simétrico de 3 es -3 (opuesto). En (ℚ\{0};·) es 1/3 (recíproco). Para una operación definida como a*b = a+b+2, el neutro es -2, por lo que el simétrico de 5 es -4-5=-9, ¡no -5!

3. Estructuras algebraicas

Según las propiedades que cumpla (A;★), recibe un nombre:

EstructuraCerradaAsociativaNeutroSimétricoConmutativa
Grupoide
Semigrupo
Monoide
Grupo
Grupo abeliano

Regla nemotécnica: cada estructura agrega exactamente una propiedad más a la anterior. El adjetivo abeliano (en honor a Niels Henrik Abel, 1802–1829) se añade a cualquier estructura cuando la operación es además conmutativa.

¿Qué estructura alcanza cada conjunto?
(ℤ ; +): cerrada, asociativa, neutro = 0, todos tienen opuesto, conmutativa → Grupo abeliano.
(ℝ ; ·): cerrada, asociativa, neutro = 1, el 0 no tiene inverso → Monoide abeliano.
(ℚ\{0} ; ÷): cerrada en ℚ\{0}, pero (a÷b)÷c ≠ a÷(b÷c)Grupoide (no asociativa).
(ℤ₅ ; +): cerrada, asociativa, neutro = 0, todos tienen opuesto, conmutativa → Grupo abeliano.
(ℤ₅ ; ·): el 0 no tiene inverso multiplicativo en ℤ₅ → Monoide abeliano.

4. Definición formal de grupo

Sea G un conjunto no vacío y ★ : G × G → G una operación binaria interna.
(G ; ★) es un grupo si y solo si:
  G1 (Clausura): ∀a,b ∈ G : a★b ∈ G
  G2 (Asociatividad): ∀a,b,c ∈ G : a★(b★c) = (a★b)★c
  G3 (Neutro): ∃e ∈ G : ∀a ∈ G : e★a = a★e = a
  G4 (Inverso): ∀a ∈ G, ∃a′ ∈ G : a★a′ = a′★a = e
Si además cumple G5 (Conmutatividad): ∀a,b ∈ G : a★b = b★a, es un grupo abeliano.

5. Ejemplos importantes de grupos

GrupoOperaciónNeutroInverso de a¿Abeliano?
(ℤ ; +)Suma0-a
(ℚ\{0} ; ·)Multiplicación11/a
(ℝ\{0} ; ·)Multiplicación11/a
(ℤₙ ; +)Suma módulo n0n-a
(U(n) ; ·) = INV(ℤₙ;·)Mult. módulo n1inverso mod n
(Sn ; ∘)Composición de biyeccionesidentidadfunción inversaNo (si n≥3)
INV(ℤₙ ; ·): inversibles módulo n
INV(ℤₙ;·) = { k ∈ ℤₙ / mcd(k,n) = 1, 1 ≤ k ≤ n-1 }

INV(ℤ₆;·) = {1, 5} pues mcd(1,6)=1 y mcd(5,6)=1; el resto no son coprimos con 6.
INV(ℤ₁₅;·) = {1, 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14} (todos los menores a 15 coprimos con 15).

Propiedad: (INV(ℤₙ;·) ; ·) es siempre un grupo (el "grupo de unidades" módulo n).

6. Tabla de Cayley: ejemplo con ℤ₄

La tabla de Cayley muestra todos los resultados de operar pares de elementos. En un grupo, cada elemento aparece exactamente una vez en cada fila y en cada columna (propiedad del "latin square").

+0123
00123
11230
22301
33012

Lectura: neutro = 0 (su fila/columna reproducen el encabezado). Simétrico de 1 es 3 (1+3=0), simétrico de 2 es 2 (2+2=4≡0). La tabla es simétrica → grupo abeliano.

Regla del "latin square" en grupos
En la tabla de un grupo, cada elemento aparece exactamente una vez por fila y una vez por columna. Esto se debe a que la ecuación a★x = b tiene solución única en todo grupo. Esta propiedad permite completar tablas con datos incompletos: si en una fila ya aparecen todos los elementos excepto uno, el faltante debe ir en el casillero que queda vacío.

7. Propiedades elementales de los grupos

Propiedades que se cumplen en todo grupo
Sea (G ; ★) un grupo con neutro e:
1. El neutro e es único.
2. El neutro es su propio inverso: e′ = e.
3. Involutividad del inverso: ∀a ∈ G : (a′)′ = a.
4. El inverso de cada elemento es único.
5. Inverso del producto: (a★b)′ = b′★a′ (el orden se invierte).
6. Leyes de cancelación: las ecuaciones a★x = b y x★a = b tienen solución única: x = a′★b y x = b★a′ respectivamente.
7. El único elemento idempotente es el neutro: a★a = a ⟹ a = e.
8. ∀a,b ∈ G : a′ = b ⟺ b′ = a.
Demostración: unicidad del neutro
Supongamos que existen dos neutros e₁ y e₂.
Como e₁ es neutro: e₂ ★ e₁ = e₂  (I)
Como e₂ es neutro: e₂ ★ e₁ = e₁  (II)
De (I) y (II): e₁ = e₂. Contradicción → el neutro es único.
Demostración: (a★b)′ = b′★a′
Queremos probar que b′★a′ actúa como inverso de a★b:
(a★b)★(b′★a′) = a★(b★b′)★a′ = a★e★a′ = a★a′ = e
Análogamente a izquierda. Por unicidad del inverso, (a★b)′ = b′★a′.
Error típico: invertir mal el orden al calcular el inverso de un producto
En un grupo no abeliano, (a★b)′ ≠ a′★b′. El orden siempre se invierte: (a★b)′ = b′★a′. Esto es análogo a "ponerse guantes y luego zapatos → sacarse primero los zapatos y luego los guantes".

8. Elementos regulares e inversibles de un semigrupo

En un semigrupo con neutro (A;★):

  • Un elemento a es regular a izquierda si a★x = a★y ⟹ x = y.
  • Un elemento a es regular a derecha si x★a = y★a ⟹ x = y.

Propiedad: en todo grupo, todos los elementos son regulares (se puede cancelar). Esto se deduce de que todos tienen inverso.

El conjunto INV(A) = { a ∈ A / a′ ∈ A } (elementos que tienen inverso en A) forma siempre un grupo: el grupo de inversibles del semigrupo.

9. Grupo de permutaciones Sn

Sea X = {1, 2, ..., n}. El grupo simétrico Sₙ es el conjunto de todas las funciones biyectivas de X en X, con la composición de funciones . Tiene n! elementos.

S₃: las 6 permutaciones de {1,2,3}
Las 6 funciones biyectivas f₁,...,f₆ con sus imágenes:
xf₁f₂f₃f₄f₅f₆
1112233
2231312
3323121
Tabla de composición (leer: fila∘columna, se aplica primero la columna):
f₁f₂f₃f₄f₅f₆
f₁f₁f₂f₃f₄f₅f₆
f₂f₂f₁f₅f₆f₃f₄
f₃f₃f₄f₁f₂f₆f₅
f₄f₄f₃f₆f₅f₁f₂
f₅f₅f₆f₂f₁f₄f₃
f₆f₆f₅f₄f₃f₂f₁
Conclusiones: cerrada ✓, asociativa ✓ (composición siempre lo es), neutro = f₁ ✓, todos tienen inverso ✓, pero f₂∘f₃ = f₅ ≠ f₄ = f₃∘f₂NO es abeliano.
Resultado: (S₃;∘) es un grupo no abeliano de orden 6.
Propiedad clave de Sₙ
Sₙ es un grupo de orden n!. Para n ≥ 3, Sₙ es no abeliano pues la composición de funciones no es conmutativa en general. S₁ y S₂ sí son abelianos.

10. Producto cartesiano de grupos

Dados dos grupos (G₁;★₁) y (G₂;★₂), se define en G₁ × G₂ la operación:

(a ; b) ★ (c ; d) = (a ★₁ c ; b ★₂ d)

Propiedad: (G₁ × G₂ ; ★) es grupo. El neutro es (e₁ ; e₂), el inverso de (a;b) es (a′;b′). Si ambos son abelianos, el producto también lo es.

Ejemplo: ℤ₂ × ℤ₃
ℤ₂ × ℤ₃ = { (0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2) } con la operación suma componente a componente módulo 2 y módulo 3 respectivamente.
Neutro: (0,0). Inverso de (1,2): (1, 1) pues 1+1=2≡0 (mod 2) y 2+1=3≡0 (mod 3).

11. Subgrupos

Sea (G;★) un grupo y H ⊆ G no vacío. Se dice que H es subgrupo de G si (H;★) es también un grupo (con la misma operación).

Todo grupo tiene al menos dos subgrupos:

  • Subgrupo trivial: ({e} ; ★)
  • Subgrupo impropio: (G ; ★)

Los demás se llaman subgrupos propios.

Criterio (CNS) de subgrupo:
H es subgrupo de (G;★) si y solo si:
  1) H ≠ ∅
  2) H ⊆ G
  3) ∀a, b ∈ H : a★b′ ∈ H (cerrado bajo operación con el inverso)

La condición 3 es equivalente a pedir simultáneamente que H sea cerrado bajo y que los inversos estén en H.

Aplicación del criterio
Sea nℤ = {x ∈ ℤ / x = n·k, k ∈ ℤ} (múltiplos de n). ¿Es subgrupo de (ℤ;+)?
1) n = n·1 ∈ nℤ → no vacío ✓
2) nℤ ⊆ ℤ por definición ✓
3) Sean a = nk, b = nt ∈ nℤ. El inverso de b en (ℤ;+) es -b = -nt.
  a + (-b) = nk - nt = n(k-t) ∈ nℤ
Conclusión: (nℤ;+) es subgrupo de (ℤ;+) para todo n ∈ ℤ.
Criterio simplificado para subgrupos finitos
Si G es finito y H es un subconjunto finito no vacío de G, basta verificar que H es cerrado bajo la operación: la asociatividad, neutro e inversos se heredan automáticamente. En la tabla de Cayley de G, basta verificar que la submatriz formada por las filas y columnas de H solo contiene elementos de H.
Intersección de subgrupos: siempre es subgrupo
Si H₁ y H₂ son subgrupos de G, entonces H₁ ∩ H₂ también es subgrupo de G. (Demostración: verificar las 3 condiciones usando que ambos son subgrupos.)

¡La unión NO siempre es subgrupo! Por ejemplo, en (ℤ;+), los subgrupos 3ℤ y 5ℤ son subgrupos, pero 9 ∈ 3ℤ y 20 ∈ 5ℤ y sin embargo 9+20=29 ∉ 3ℤ ∪ 5ℤ: la unión no es cerrada.

12. Orden de un grupo y de un elemento

El orden de un grupo |G| es el cardinal (número de elementos) del conjunto G. El grupo puede ser finito o infinito.

El orden de un elemento a ∈ G es el cardinal del subgrupo cíclico que genera: ord(a) = |⟨a⟩|.

  • Equivalentemente: ord(a) es el mínimo entero positivo n tal que aⁿ = e.
  • Si no existe tal n, el elemento tiene orden infinito.
Orden de elementos en S₃
|S₃| = 6.
ord(f₁) = 1 (es el neutro).
ord(f₂) = 2 pues ⟨f₂⟩ = {f₂, f₁} (2 elementos).
ord(f₄) = 3 pues ⟨f₄⟩ = {f₄, f₅, f₁} (3 elementos).
ord(1) = ∞ en (ℤ;+) pues sumando 1 nunca se vuelve al 0.

13. Grupos cíclicos y generadores

Sea (G;★) un grupo y a ∈ G. El subgrupo cíclico generado por a es:

⟨a⟩ = { aⁿ / n ∈ ℤ }
donde a⁰ = e, aⁿ = a★a★...★a (n veces), a⁻ⁿ = (a′)ⁿ.

Un grupo (G;★) es cíclico si existe a ∈ G tal que ⟨a⟩ = G. Ese elemento a se llama generador de G.

Ejemplos de grupos cíclicos y no cíclicos
Cíclicos:
(ℤ;+): generadores son 1 y -1 (sumando/restando 1 se obtiene todo ℤ).
(ℤₙ;+): es cíclico; generadores son los k con mcd(k,n)=1.
({1,-1,i,-i};·): generadores son i y -i:
  i¹=-?... no, i¹=i, i²=-1, i³=-i, i⁴=1 → genera todo el grupo. ✓

No cíclico:
S₃: ningún elemento genera el grupo completo. Calculando:
  ⟨f₂⟩={f₁,f₂}, ⟨f₄⟩={f₁,f₄,f₅}, etc. Ninguno es el grupo entero.
• 4-grupo de Klein V₄ = {a,b,c,d}: todos los elementos tienen orden 2 excepto el neutro, ninguno genera el grupo.
Propiedad: todo grupo cíclico es abeliano
Si g es generador de G, todo elemento se escribe como gⁿ. Entonces:
a★b = gⁿ★gᵐ = gⁿ⁺ᵐ = gᵐ⁺ⁿ = gᵐ★gⁿ = b★a.

Cuidado: el recíproco es falso. Hay grupos abelianos no cíclicos (ej.: el 4-grupo de Klein).
Contrarrecíproco útil: si el grupo NO es abeliano, entonces seguro NO es cíclico.

Generadores de ℤₙ

Los generadores de (ℤₙ;+) son exactamente las clases k con mcd(k,n)=1 y 1 ≤ k ≤ n-1. La cantidad de generadores es φ(n) (función de Euler).

Generadores de ℤ₁₈
Gen(ℤ₁₈) = { k : mcd(k,18)=1, 1≤k≤17 } = {1, 5, 7, 11, 13, 17}
Hay 6 generadores. Los subgrupos de ℤ₁₈ corresponden a los divisores de 18: 1, 2, 3, 6, 9, 18.
• Subgrupo de orden 1: {0}
• Subgrupo de orden 2: ⟨9⟩ = {0, 9}
• Subgrupo de orden 3: ⟨6⟩ = {0, 6, 12}
• Subgrupo de orden 6: ⟨3⟩ = {0, 3, 6, 9, 12, 15}
• Subgrupo de orden 9: ⟨2⟩ = {0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16}
• Subgrupo de orden 18: ℤ₁₈

14. Retículo (red) de subgrupos

Los subgrupos de un grupo finito (G;★), ordenados por la relación de inclusión , forman una red (retículo) con mínimo {e} y máximo G. Para grupos abelianos cíclicos como ℤₙ, la red de subgrupos es isomorfa a la red (D_n; |) de los divisores de n ordenados por divisibilidad.

Red de subgrupos de S₃
Los subgrupos de S₃ son:
H₁ = {f₁} (trivial)
H₂ = {f₁, f₂}, H₃ = {f₁, f₃}, H₅ = {f₁, f₆} (orden 2 cada uno)
H₄ = {f₁, f₄, f₅} (orden 3)
H₆ = S₃ (impropio, orden 6)

La red tiene a H₁ en el fondo, H₂, H₃, H₄, H₅ en el medio y H₆ en la cima. Por el Teorema de Lagrange: 1|2, 1|3, 2|6, 3|6.

15. Teorema de Lagrange

Si (G;★) es un grupo de orden finito n y H es un subgrupo de G, entonces:
|H| divide a |G| (el orden del subgrupo divide al orden del grupo).

La demostración se basa en las clases laterales: dado a ∈ G, la clase lateral izquierda es aH = {a★h / h ∈ H} y la derecha es Ha = {h★a / h ∈ H}. Las clases laterales forman una partición de G, todas del mismo cardinal |H|, lo que implica que |G| = [G:H] · |H|, donde [G:H] es el índice (número de clases).

Consecuencias del Teorema de Lagrange
• Un grupo de orden 20 no puede tener subgrupo de orden 6 (6 no divide a 20).
• Los únicos órdenes posibles de subgrupos de un grupo de 20 elementos son: 1, 2, 4, 5, 10, 20 (divisores de 20).
• Si |G| = p (primo), los únicos subgrupos son {e} y G. Entonces todo grupo de orden primo es cíclico (cualquier elemento ≠ e genera el grupo).
El recíproco de Lagrange es falso
Si d divide a |G|, no necesariamente existe un subgrupo de orden d. El Teorema de Lagrange es una condición necesaria (si H es subgrupo, su orden divide a |G|), pero no suficiente para garantizar la existencia.

Subgrupos normales (mención)

Un subgrupo H de G es normal si ∀a ∈ G : aH = Ha (las clases laterales izquierda y derecha coinciden). En grupos abelianos, todo subgrupo es normal. Los subgrupos normales son fundamentales para construir grupos cociente, pero ese tema se profundiza en cursos posteriores.

16. Homomorfismos de grupos

Sean (G₁;★₁) y (G₂;★₂) dos grupos. Una función f: G₁ → G₂ es un homomorfismo de grupos si:

∀ a, b ∈ G₁ : f(a ★₁ b) = f(a) ★₂ f(b)

Es decir, f "respeta" la operación: operar y luego mapear da lo mismo que mapear y luego operar.

Ejemplos de homomorfismos
1. f: (ℤ;+) → (5ℤ;+) / f(x) = 5x
f(a+b) = 5(a+b) = 5a+5b = f(a)+f(b) ✓ Es homomorfismo.

2. f: (ℝ⁺;·) → (ℝ;+) / f(x) = log x
f(x·y) = log(xy) = log x + log y = f(x)+f(y) ✓ Es homomorfismo.

3. f: (ℤ;+) → (ℤ;+) / f(x) = x+1
f(a+b) = a+b+1, pero f(a)+f(b) = a+1+b+1 = a+b+2 ≠ a+b+1. ✗ No es homomorfismo.

Propiedades de los homomorfismos

Sea f: (G₁;★₁) → (G₂;★₂) un homomorfismo:

  • El neutro se mapea al neutro: f(e₁) = e₂.
  • Los inversos se preservan: ∀a ∈ G₁: f(a′) = [f(a)]′.

Clasificación de los homomorfismos

NombreCondición
Monomorfismof es inyectiva
Epimorfismof es sobreyectiva
Isomorfismof es biyectiva
EndomorfismoG₁ = G₂ (mismo grupo)
AutomorfismoG₁ = G₂ y f es biyectiva
Ejemplo: automorfismo en grupo abeliano
Sea (G;★) abeliano. La función f: G → G / f(x) = x′ (cada elemento va a su inverso) es un automorfismo.
Homomorfismo: f(a★b) = (a★b)′ = b′★a′ = a′★b′ (usando que G es abeliano) = f(a)★f(b). ✓
Inyectiva: f(a)=f(b) ⟹ a′=b′ ⟹ (a′)′=(b′)′ ⟹ a=b. ✓
Sobreyectiva: dado b ∈ G, tomar a = b′; entonces f(a) = (b′)′ = b. ✓

17. Núcleo e imagen de un homomorfismo

Núcleo: Nu(f) = { x ∈ G₁ / f(x) = e₂ }
Imagen: Im(f) = { y ∈ G₂ / ∃x ∈ G₁ : f(x) = y }

Propiedad: Nu(f) es subgrupo de G₁. Im(f) es subgrupo de G₂.

Propiedad clave: Nu(f) = {e₁} ⟺ f es inyectiva (monomorfismo).

Núcleo e imagen: ejemplos
g: (ℤ;+) → (ℤ₅;+) / g(x) = [x]₅ (clase de x módulo 5):
Nu(g) = { x ∈ ℤ / [x]₅ = [0]₅ } = 5ℤ (múltiplos de 5). Es subgrupo de ℤ. ✓
Im(g) = ℤ₅ (es sobreyectiva). Es subgrupo de ℤ₅ (el total). ✓
El núcleo no es {0}, luego g no es inyectiva → es un epimorfismo.

f: (ℝ⁺;·) → (ℝ;+) / f(x) = log x:
Nu(f) = {x ∈ ℝ⁺ / log x = 0} = {1}. Como el núcleo es solo el neutro, f es inyectiva. De hecho, es un isomorfismo (también sobreyectiva).

18. Grupos isomorfos

Dos grupos (G₁;★₁) y (G₂;★₂) son isomorfos (G₁ ≅ G₂) si existe al menos un isomorfismo entre ellos. Grupos isomorfos son "estructuralmente idénticos": solo difieren en el nombre de los elementos.

Condiciones necesarias para isomorfismo (si falla alguna, NO son isomorfos):

  • Deben tener el mismo orden: |G₁| = |G₂|.
  • Si uno es abeliano, el otro también debe serlo.
  • Si uno es cíclico, el otro también debe serlo.
  • Deben tener la misma cantidad de elementos de cada orden.
  • Deben tener la misma cantidad de subgrupos de cada orden.
¿Son isomorfos ({1,-1,i,-i};·) y (ℤ₄;+)?
Ambos tienen 4 elementos y son abelianos. Verifiquemos si son cíclicos:
({1,-1,i,-i};·): i¹=i, i²=-1, i³=-i, i⁴=1i genera todo → cíclico.
(ℤ₄;+): ⟨1⟩ = {0,1,2,3} → cíclico.
Subgrupos de ambos: uno de orden 1, uno de orden 2, uno de orden 4 → coinciden.
Definimos el isomorfismo: f(0)=1, f(1)=i, f(2)=-1, f(3)=-i.
Verificación: f(a+b) = i^(a+b) = i^a · i^b = f(a)·f(b). ✓
Conclusión: son isomorfos.
4-grupo de Klein: abeliano pero no isomorfo a ℤ₄
El grupo V₄ = ({a,b,c,d};★) con la tabla donde b★b=a, c★c=a, d★d=a (todos los no-neutros tienen orden 2) es abeliano y tiene 4 elementos.
Pero V₄ NO es cíclico: ningún elemento genera el grupo completo (⟨b⟩={a,b}, etc.).
Como ℤ₄ sí es cíclico, V₄ ≇ ℤ₄.
Además, V₄ tiene 3 subgrupos de orden 2, mientras que ℤ₄ tiene solo 1.
Isomorfismo: ℤ₆ ≅ ℤ₂ × ℤ₃
Ambos son abelianos de orden 6 y cíclicos. Se define:
f: ℤ₆ → ℤ₂ × ℤ₃ / f(x) = ([x]₂ ; [x]₃)
Por ejemplo: f(0)=(0,0), f(1)=(1,1), f(2)=(0,2), f(3)=(1,0), f(4)=(0,1), f(5)=(1,2).
Verificación: f(a+b) = ([a+b]₂; [a+b]₃) = ([a]₂+[b]₂; [a]₃+[b]₃) = f(a)+f(b). ✓
Estrategia para demostrar isomorfismo de grupos finitos
1. Verificar condiciones necesarias (mismo orden, ambos abelianos o no, misma estructura de subgrupos).
2. Definir la función f asociando elementos del mismo orden entre sí.
3. Construir las tablas en el orden dado por f y verificar que son "la misma tabla con distinto nombre" (tabla color-isomórfica).
Alternativamente, verificar analíticamente que f(a★b) = f(a)★f(b).

19. Permutaciones: notación cíclica, composición y paridad

Una permutación de {1,...,n} es una función biyectiva del conjunto en sí mismo. Se puede escribir como producto de ciclos disjuntos.

Notación cíclica

Un ciclo (a₁ a₂ ... aₖ) significa: a₁ → a₂ → a₃ → ... → aₖ → a₁, y los demás elementos quedan fijos.

Lectura de ciclos en S₅
La permutación σ = (1 3 5)(2 4) mapea: 1→3, 3→5, 5→1, 2→4, 4→2.
En notación de dos líneas: σ = [1 2 3 4 5 / 3 4 5 2 1].

Composición σ∘τ: primero se aplica τ, luego σ.
Ejemplo: σ = (1 2)(3 4 5), τ = (1 3)(2 4).
1 →[τ]→ 3 →[σ]→ 4, 2 →[τ]→ 4 →[σ]→ 5, 3 →[τ]→ 1 →[σ]→ 2, 4 →[τ]→ 2 →[σ]→ 1, 5 →[τ]→ 5 →[σ]→ 3.
Resultado: σ∘τ = (1 4)(2 5 3).

Paridad de una permutación

Toda permutación se puede escribir como producto de trasposiciones (ciclos de longitud 2). El número de trasposiciones puede variar, pero su paridad (par o impar) es invariante.

  • Una permutación es par si se escribe como producto de un número par de trasposiciones.
  • Una permutación es impar si se escribe como producto de un número impar de trasposiciones.
  • El signo de una permutación: sgn(σ) = +1 si es par, -1 si es impar.

Un k-ciclo tiene paridad: par si k es impar, impar si k es par (pues un k-ciclo = k-1 trasposiciones).

Paridad de permutaciones
(1 2 3) es un 3-ciclo = 2 trasposiciones = par. sgn = +1.
(1 2) es un 2-ciclo = 1 trasposición = impar. sgn = -1.
(1 2 3 4 5) = (1 5)(1 4)(1 3)(1 2) = 4 trasposiciones = par.
(1 2)(3 4 5) = (1 2)(3 5)(3 4) = 3 trasposiciones = impar.

El grupo alternante Aₙ

El subconjunto de las permutaciones pares de Sₙ forma un subgrupo llamado grupo alternante Aₙ. Tiene orden n!/2 y es el único subgrupo de índice 2 en Sₙ.

Resumen de estructuras de Sₙ
|Sₙ| = n!
|Aₙ| = n!/2
• Para n ≥ 3: Sₙ no es abeliano.
• El subgrupo Aₙ es normal en Sₙ.
• Todo elemento de orden k en Sₙ es un ciclo de longitud k (o producto de ciclos con mcd de longitudes igual a k).

Resumen: jerarquía de estructuras algebraicas

EstructuraAxiomasEjemplos
GrupoideSolo cerrada(ℚ\{0};÷)
SemigrupoCerrada + asociativa(ℕ;+), matrices con mult.
MonoideSemigrupo + neutro(ℕ₀;+), (ℝ;·)
GrupoMonoide + inversos(ℤ;+), S₃
Grupo abelianoGrupo + conmutativa(ℤ;+), (ℤₙ;+)
Errores frecuentes en parciales
1. Olvidar verificar el cierre antes de analizar las demás propiedades. El cierre no se hereda automáticamente (el subconjunto puede no ser cerrado aunque el conjunto grande lo sea).
2. Confundir neutro con absorbente: el neutro deja al otro elemento igual; el absorbente "absorbe" y el resultado siempre es el absorbente.
3. Al buscar subgrupos, olvidar los subgrupos no cíclicos (como V₄ dentro de un grupo mayor).
4. Afirmar que grupos isomorfos son el mismo grupo: son estructuralmente equivalentes, pero pueden tener elementos distintos.
5. En permutaciones, invertir el orden de composición: en σ∘τ, se aplica primero τ y luego σ.
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10 Unidad 10: Grafos y Árboles

¿Qué es un grafo?

Un grafo es un modelo matemático que representa objetos (llamados vértices) y las relaciones entre ellos (llamadas aristas). Se aplica en redes de computadoras, rutas viales, redes sociales, planificación de proyectos y muchísimas áreas más.

Definición formal
Un grafo es una terna G = (V ; A ; φ) donde:
V ≠ ∅ — conjunto de vértices (también llamados nodos).
A — conjunto de aristas.
φ : A → V(2)función de incidencia, que asigna a cada arista sus dos extremos (un subconjunto de 1 o 2 vértices de V).

Ejemplo concreto: V = {v1, v2, v3, v4, v5}, A = {a1, a2, a3, a4, a5} con φ(a1) = {v1,v2}, φ(a2) = {v3} (bucle), φ(a3) = {v4,v2}, φ(a4) = {v1,v3}, φ(a5) = {v1,v2} (paralela a a1).

Terminología básica

  • Vértices adyacentes: vi y vj son adyacentes si existe alguna arista que los une.
  • Vértice aislado: vértice que no es adyacente a ningún otro (g(v) = 0).
  • Aristas incidentes en un vértice: aristas que tienen a ese vértice como extremo.
  • Aristas adyacentes: aristas que comparten exactamente un vértice en común.
  • Aristas paralelas: aristas que tienen los mismos dos extremos (φ(ai) = φ(ak)).
  • Bucle o lazo: arista cuyos dos extremos son el mismo vértice (|φ(ai)| = 1).

Tipos de grafos

TipoDefiniciónEjemplo
Grafo simpleSin aristas paralelas ni buclesLa mayoría de los grafos teóricos
MultigrafoPuede tener aristas paralelas (pero no bucles)Redes con rutas múltiples
PseudografoPuede tener paralelas Y buclesEl ejemplo general de la definición
DígrafoAristas con dirección (arcos), φ: A → V×VCircuitos de tránsito, dependencias
Grafo ponderadoCada arista tiene un peso numéricoRedes de carreteras con costos

Representaciones matriciales

Para trabajar computacionalmente con un grafo, se lo puede codificar en matrices.

Matriz de adyacencia Ma(G)

Es una matriz booleana n × n (donde n = |V|). El elemento mij = 1 si los vértices i y j son adyacentes, y 0 si no lo son.

Ejemplo: grafo simple de 5 vértices
       v1 v2 v3 v4 v5
  v1 [  0  1  1  0  1 ]
  v2 [  1  0  1  1  1 ]
  v3 [  1  1  0  1  0 ]
  v4 [  0  1  1  0  1 ]
  v5 [  1  1  0  1  0 ]
La matriz es simétrica (Ma = MaT) porque si vi es adyacente a vj, también vj es adyacente a vi.
La diagonal principal es toda ceros (grafo simple, sin bucles).
La suma de la fila i (o columna i) da el grado de vi.
Atención: matriz de adyacencia vs. isomorfismo
Dos grafos pueden ser isomorfos pero tener matrices de adyacencia distintas (si se ordenan los vértices diferente). Lo que garantiza isomorfismo es que exista algún ordenamiento que haga iguales las matrices.

Matriz de incidencia Mi(G)

Es una matriz booleana n × m (n = |V|, m = |A|). El elemento mij = 1 si el vértice i es extremo de la arista j, y 0 si no.

Propiedad de la matriz de incidencia
• La suma de cada fila da el grado de ese vértice.
• La suma de cada columna es siempre 2 (cada arista tiene exactamente 2 extremos en un grafo simple).
• Para grafos con bucles, la columna del bucle suma 1 (solo un extremo).

Lista de adyacencia

Para cada vértice se almacena la lista de sus vecinos. Es más eficiente en espacio cuando el grafo es disperso (pocas aristas relativas al número de vértices). La matriz de adyacencia es mejor cuando el grafo es denso o se necesita consultar adyacencias en O(1).

Grado de un vértice y lema del apretón de manos

Función grado
g : V → ℕ0
g(v) = cantidad de aristas incidentes en v.
Nota: los bucles se cuentan doble (aportan 2 al grado del vértice).
Lema del apretón de manos:
En todo grafo G = (V; A; φ):
v∈V g(v) = 2 · |A|

Motivo: cada arista aporta exactamente 2 al total de grados (uno por cada extremo).
Corolario inmediato
En todo grafo, la cantidad de vértices con grado impar es par. (Si la suma total es par, no puede haber una cantidad impar de sumandos impares.)
Aplicación del lema
Un grafo tiene 2 vértices de grado 4, 1 de grado 3, 5 de grado 2 y X vértices de grado 1. Total: 12 aristas.
2·4 + 1·3 + 5·2 + X·1 = 2·12
8 + 3 + 10 + X = 24
X = 3
Total de vértices: 2 + 1 + 5 + 3 = 11

Grados en dígrafos

NombreNotaciónSignificado
Grado positivo (entrante)g+(v)Cantidad de arcos que llegan a v
Grado negativo (saliente)g(v)Cantidad de arcos que salen de v
Grado totalg(v)g+(v) + g(v)
Grado netogN(v)g+(v) − g(v)

Propiedades: ∑ g+(v) = ∑ g(v) = |A| y ∑ g(v) = 2|A| y ∑ gN(v) = 0.

Un pozo es un vértice con g(v) = 0 (no salen arcos). Una fuente es un vértice con g+(v) = 0 (no entran arcos).

Caminos, ciclos y recorridos

TérminoDefinición
CaminoSucesión de aristas adyacentes
Camino simpleCamino en que todos los vértices son distintos
Camino elementalCamino en que todas las aristas son distintas
Ciclo (circuito)Camino cerrado: vértice inicial = vértice final
Ciclo simpleCiclo sin vértices repetidos (salvo el inicial = final)
LongitudCantidad de aristas del camino/ciclo
Camino simple vs. no simple
En un grafo con vértices {1,2,3,4,5,6,7}:
• C1 = (1; a; 2; b; 3; f; 6) — simple, longitud 3, no repite vértices.
• C2 = (1; i; 4; j; 4; h; 3; c; 5; e; 6) — no simple, repite el vértice 4, longitud 5.
• Ciclo simple: C = (1; a; 2; b; 3; h; 4; i; 1), longitud 4, no repite vértices.

Grafos especiales

Grafo regular

G es k-regular si todos sus vértices tienen el mismo grado k. Ejemplo: el ciclo C5 es 2-regular.

Grafo completo Kn

Grafo simple de n vértices donde todo par de vértices es adyacente. Es (n−1)-regular.

Cantidad de aristas de Kn:
|A| = n(n−1) / 2

Justificación: cada vértice tiene grado n−1, entonces ∑g(v) = n(n−1) = 2|A|.
El brindis: K₈
8 personas brindan todos con todos. ¿Cuántos choques de copas?
Modelo: K8, donde cada vértice es una persona y cada arista un choque.
|A| = 8·7/2 = 28 choques.

Grafo bipartito y Kn,m

G es bipartito si su conjunto de vértices se puede partir en dos subconjuntos disjuntos V = V1 ∪ V2 tal que todas las aristas van de V1 a V2 (ninguna arista conecta dos vértices del mismo subconjunto).

El bipartito completo Kn,m tiene n+m vértices y n·m aristas (todas las aristas posibles entre V1 y V2).

Reconocer bipartitos
Un grafo es bipartito si y solo si no tiene ciclos de longitud impar. En particular, todo árbol es bipartito.

Ciclos Cn y ruedas Wn

Cn: ciclo de n vértices (grafo 2-regular). Wn: rueda = Cn con un vértice central conectado a todos los demás.

Subgrafos

Dado G = (V; A; φ), un subgrafo G' = (V'; A'; φ|A') cumple que V' ⊆ V y A' ⊆ A.

  • Subgrafo por supresión de vértice v (~Gv): se quita v y todas las aristas incidentes en él.
  • Subgrafo por supresión de arista a (~Ga): se quita solo la arista (los vértices permanecen).
  • Subgrafo inducido por V' ⊆ V: se toman todos los vértices de V' y todas las aristas de G que tienen ambos extremos en V'.
  • Subgrafo generador (spanning): incluye todos los vértices de G, pero solo algunas aristas.

Conexidad y componentes conexas

Relación de conexión
En V se define: vi R vj ⟺ existe camino de vi a vj, o vi = vj.
Esta relación es de equivalencia. Sus clases de equivalencia se llaman componentes conexas.
G es conexo si y solo si tiene una única componente conexa.

Elementos de desconexión

ElementoDefinición
Istmo o punto de corteVértice v tal que ~Gv es no conexo
PuenteArista a tal que ~Ga es no conexo
Conjunto desconectanteConjunto de aristas B tal que ~GB es no conexo
Conjunto de corteConjunto desconectante mínimo (ningún subconjunto propio lo es)
ConectividadMenor número de vértices cuya supresión desconecta al grafo

Nota: en todo árbol, todas las aristas son puentes y todos los vértices internos son puntos de corte.

Conexidad en dígrafos

  • Dígrafo conexo: su grafo asociado (sin dirección) es conexo.
  • Dígrafo fuertemente conexo: existe camino dirigido entre todo par ordenado de vértices.
  • Componentes fuertemente conexas: subgrafos maximales fuertemente conexos.

Caminos eulerianos y hamiltonianos

Euler: recorrer todas las aristas

ConceptoDefiniciónCondición necesaria y suficiente
Camino eulerianoCamino que pasa por todas las aristas exactamente una vezG conexo Y exactamente 0 o 2 vértices de grado impar
Ciclo eulerianoCiclo que pasa por todas las aristas exactamente una vezG conexo Y todos los vértices de grado par
Regla práctica para Euler
1. Verificar conexidad.
2. Contar vértices de grado impar.
— 0 impares → existe ciclo de Euler (se puede empezar en cualquier vértice).
— 2 impares → existe camino de Euler (se empieza en uno de los vértices impares y se termina en el otro).
— 4 o más impares → no hay camino ni ciclo euleriano.
Los puentes de Königsberg (problema histórico)
La ciudad tenía 4 zonas unidas por 7 puentes. Euler demostró en 1736 que era imposible recorrer todos los puentes exactamente una vez porque los 4 vértices del grafo tenían grado impar (3, 3, 3, 5). Se necesitan exactamente 0 o 2 vértices impares para que exista camino euleriano.

Condición de Euler para dígrafos

Un dígrafo tiene ciclo de Euler si y solo si es conexo y para todo vértice v: g+(v) = g(v) (grado neto = 0 para todo vértice).

Hamilton: recorrer todos los vértices

ConceptoDefinición
Camino hamiltonianoCamino simple que pasa por todos los vértices exactamente una vez
Ciclo hamiltonianoCiclo simple que pasa por todos los vértices exactamente una vez
Teorema de Dirac (condición suficiente)
Si G es un grafo simple con n ≥ 3 vértices y todo vértice tiene grado g(v) ≥ n/2, entonces G tiene ciclo hamiltoniano.

Importante: esta condición es suficiente, pero no necesaria. Puede haber ciclos hamiltonianos en grafos que no la cumplan.
No confundir Euler con Hamilton
• Euler: recorrer todas las aristas (puede repetir vértices).
• Hamilton: recorrer todos los vértices (no repite vértices, puede no usar todas las aristas).
No implica uno al otro: un grafo puede tener ciclo de Euler sin tener ciclo de Hamilton y viceversa.

Isomorfismo de grafos

Dos grafos G1 y G2 son isomorfos (tienen la misma estructura) si existen funciones biyectivas f: V1 → V2 y g: A1 → A2 tales que preservan la función de incidencia: para todo a ∈ A1, φ2(g(a)) = f(φ1(a)).

Condiciones necesarias para isomorfismo
(Deben cumplirse todas; si alguna falla, no son isomorfos. Si todas se cumplen, puede que sí o no lo sean.)
1. Misma cantidad de vértices.
2. Misma cantidad de aristas.
3. Misma secuencia de grados (ordenada).
4. Si uno tiene ciclos de cierta longitud, el otro también.
5. Misma cantidad de componentes conexas.

Condición suficiente: si existe algún ordenamiento de los vértices que hace iguales las matrices de adyacencia, entonces son isomorfos.
Verificar isomorfismo por matrices
Para G1 con vértices {A,B,C,D} y G2 con vértices {X,Y,Z,W}: se propone f(A)=Y, f(B)=Z, f(C)=X, f(D)=W. Se construye Ma(G1) y Ma(G2) reordenando las filas/columnas de G2 según f. Si son iguales → isomorfos.

Grafos planos

Un grafo es plano si puede dibujarse en el plano sin que sus aristas se crucen (o equivalentemente, si existe un grafo isomorfo a él que pueda dibujarse así).

Fórmula de Euler para grafos conexos planos:
v − e + f = 2
donde v = vértices, e = aristas, f = caras (regiones del plano, contando la cara exterior).
Aplicar la fórmula de Euler
K4: v = 4, e = 6. Por la fórmula: f = 2 − v + e = 2 − 4 + 6 = 4 caras. Efectivamente K4 es plano.
Consecuencia: en un grafo simple conexo plano con v ≥ 3: e ≤ 3v − 6.
Para K5: v=5, e=10, pero 3·5−6=9 < 10 → K5 NO es plano.
Teorema de Kuratowski
Un grafo es plano si y solo si no contiene ningún subgrafo isomorfo (o homeomorfo) a K5 ni a K3,3.
Memorizar: K5 y K3,3 son los dos "obstáculos" de la planaridad.

Kn es plano si y solo si n ≤ 4.
Kn,m es plano si y solo si n ≤ 2 o m ≤ 2.

Coloreo de grafos y número cromático

Un coloreo de un grafo es una asignación de colores a los vértices de modo que dos vértices adyacentes tengan colores distintos. El número cromático χ(G) es la mínima cantidad de colores necesaria.

Ejemplos de número cromático
• Kn: χ = n (todos adyacentes, necesitan todos distintos).
• Grafo bipartito: χ = 2 (los dos grupos pueden colorearse con dos colores).
• Ciclo Cn: χ = 2 si n es par; χ = 3 si n es impar.
Teorema de los 4 colores: todo mapa (grafo plano) se puede colorear con a lo sumo 4 colores.
Error frecuente en coloreo
Colorear es para los vértices, no para las aristas (a menos que se indique explícitamente "coloreo de aristas"). Dos vértices adyacentes no pueden tener el mismo color; dos no adyacentes sí pueden.

Algoritmo de Dijkstra: camino mínimo

Dado un grafo ponderado (con pesos en las aristas), Dijkstra encuentra el camino de menor costo desde un vértice origen a todos los demás.

Idea del algoritmo
Mantiene un conjunto de vértices "finalizados" y para cada vértice una distancia tentativa desde el origen. En cada paso:
1. Se elige el vértice no finalizado con menor distancia tentativa.
2. Se marca como finalizado.
3. Se actualizan las distancias de sus vecinos si se puede mejorar pasando por este vértice.
Se repite hasta finalizar todos.
Dijkstra paso a paso (5 vértices)
Grafo con vértices A, B, C, D, E. Origen: A.
  Aristas: A-B:4, A-C:2, B-C:1, B-D:5, C-D:8, C-E:10, D-E:2

  Inicio: dist = {A:0, B:∞, C:∞, D:∞, E:∞}

  Paso 1: elegir A (dist 0). Actualizar vecinos:
    B: min(∞, 0+4) = 4
    C: min(∞, 0+2) = 2
    dist = {A:0*, B:4, C:2, D:∞, E:∞}

  Paso 2: elegir C (dist 2). Actualizar vecinos:
    B: min(4, 2+1) = 3  ← mejora
    D: min(∞, 2+8) = 10
    E: min(∞, 2+10) = 12
    dist = {A:0*, B:3, C:2*, D:10, E:12}

  Paso 3: elegir B (dist 3). Actualizar vecinos:
    D: min(10, 3+5) = 8  ← mejora
    dist = {A:0*, B:3*, C:2*, D:8, E:12}

  Paso 4: elegir D (dist 8). Actualizar vecinos:
    E: min(12, 8+2) = 10  ← mejora
    dist = {A:0*, B:3*, C:2*, D:8*, E:10}

  Paso 5: elegir E (dist 10). Sin mejoras.
  Resultado: camino mínimo de A a E = 10 (A→C→B→D→E)

Árboles: definición y propiedades

Definición
Un árbol es un grafo conexo y sin ciclos.
Equivalencias (todas son condiciones equivalentes para un grafo de n vértices):
1. G es conexo y sin ciclos (definición).
2. Entre todo par de vértices existe exactamente un camino simple.
3. G es conexo y |A| = |V| − 1.
4. G es sin ciclos y |A| = |V| − 1.
En todo árbol: |V| = |A| + 1
Equivalentemente: |A| = |V| − 1
Propiedades básicas de árboles
1. Al agregar una arista entre dos vértices de un árbol, se crea exactamente un ciclo (deja de ser árbol).
2. Todas las aristas de un árbol son puentes (quitar cualquiera desconecta el árbol).
3. Todo árbol con al menos 2 vértices tiene al menos dos hojas.

Bosque

Un bosque es un grafo sin ciclos (no necesariamente conexo). Cada componente conexa de un bosque es un árbol. En un bosque con k componentes: |V| = |A| + k.

Árbol enraizado: terminología

Un árbol enraizado es un árbol en que se designa un vértice especial llamado raíz. A partir de la raíz se definen relaciones jerárquicas entre los vértices.

Terminología del árbol enraizado

TérminoDefinición
RaízVértice distinguido (nivel 0). Grado positivo = 0 en árbol dirigido.
HojaVértice con g(v) = 1 (no raíz). No tiene hijos.
Vértice internoVértice que no es raíz ni hoja.
Padre de vEl único vértice w tal que hay arista de w a v.
Hijo de vVértice w tal que v es padre de w.
HermanosVértices con el mismo padre.
Antecesor de wTodo vértice en el camino de la raíz a w (inclusive).
Sucesor / descendiente de vTodo vértice para el cual v es antecesor.
RamaCamino desde la raíz hasta alguna hoja.
Nivel de vn(raíz) = 0; si p es padre de v → n(v) = n(p) + 1
Altura del árbolMayor nivel alcanzado por las hojas.
Árbol con raíz a (niveles)
       a          ← nivel 0
      / \
     b   c        ← nivel 1
    / \ / \
   d  e f  g      ← nivel 2
     /|   \
    h i    j      ← nivel 3
   / \
  k   l           ← nivel 4
Raíz: a. Hojas: d, k, l, i (nivel 4 y 3), j, f, g. Altura: 4.
Padre de k: h. Hijos de c: f, g. Antecesores de k: a, b, e, h.

Árbol balanceado

Un árbol es balanceado si todas las hojas están en el nivel h o en el nivel h−1 (donde h es la altura). Un árbol en que todas las hojas están en el mismo nivel es completo.

Árboles n-arios

TipoDefinición
Árbol n-arioCada vértice tiene a lo sumo n hijos. Si n=2: binario; n=3: ternario.
n-ario regularTodo vértice interno tiene exactamente n hijos.
n-ario regular completoRegular + todas las hojas en el mismo nivel.
Árbol binario regular completo de altura h:
• Hojas: 2h
• Vértices totales: 2h+1 − 1

Árbol n-ario regular completo de altura h:
• Hojas: nh
• Vértices totales: (nh+1 − 1) / (n − 1)
Árbol binario regular completo, h=3
           r
         /   \
        A     B         ← nivel 1 (2 nodos)
       / \   / \
      C   D  E   F      ← nivel 2 (4 nodos)
     /\ /\ /\  /\
     G H I J K L M N   ← nivel 3 (8 hojas)
Total: 1 + 2 + 4 + 8 = 15 = 24 − 1. ✓
Altura mínima de un árbol binario con N vértices
hmin = ⌈log2(N+1)⌉ − 1
Ejemplo: árbol binario con 1000 vértices → hmin = ⌈log2(1001)⌉ − 1 = 10 − 1 = 9.

Recorridos de árbol binario

Recorrer un árbol significa nombrar todos sus vértices según un orden determinado. Los recorridos estándar son recursivos: se definen por lo que se hace con la raíz respecto a los subárboles izquierdo (I) y derecho (D).

RecorridoOrdenUso típico
Preorden (orden previo)Raíz → I → DNotación polaca prefija
Inorden (orden simétrico)I → Raíz → DNotación usual (infija)
Postorden (orden posterior)I → D → RaízNotación polaca inversa (RPN)
Por niveles (BFS)Nivel 0, nivel 1, nivel 2, ...Búsqueda en anchura
Los tres recorridos sobre el mismo árbol
          a
        /   \
       b     c
      / \   / \
     d   e  f   g
        /       \
       h          j
Preorden: a b d e h c f g j
Inorden: d b h e a f c g j
Postorden: d h e b f j g c a
Por niveles: a b c d e f g h j
Confusión frecuente entre recorridos
La diferencia es cuándo se "visita" la raíz: pre-orden = antes que los hijos; in-orden = entre hijo izquierdo y derecho; post-orden = después de todos los hijos.
Mnemotecnia: Pre = Primero la raíz; In = La raíz en el medIo; Post = La raíz al final.

Representación de expresiones algebraicas con árboles

Los árboles binarios se usan para representar expresiones aritméticas y lógicas. Los operadores son vértices internos y los operandos son hojas.

NotaciónRecorridoEjemplo para (A−B)+(C+D)
Polaca (prefija)Preorden+ − A B + C D
Usual (infija)Inorden(A − B) + (C + D)
Polaca inversa (postfija, RPN)PostordenA B − C D + +
De notación polaca a árbol
Expresión polaca inversa: • + − A B + C D / E • F + G H
           •
          / \
         +   /
        / \ / \
       -  + E  •
      /\ /\   /\
     A B C D F  +
               /\
              G  H
Expresión usual: [(A−B) + (C+D)] · [E / (F · (G+H))]
Ventaja de la notación polaca inversa
No requiere paréntesis ni reglas de precedencia. Se evalúa con una pila (LIFO): cuando aparece un operando, se apila; cuando aparece un operador, se desapilan los dos últimos, se aplica la operación, y se apila el resultado.

Árbol generador (Spanning Tree)

Dado un grafo conexo G, un árbol generador es un subgrafo que incluye todos los vértices de G y es árbol (conexo y sin ciclos). Si G tiene n vértices, el árbol generador tiene n−1 aristas.

Cuando el grafo es ponderado, el árbol generador mínimo (MST) es el árbol generador cuya suma total de pesos de aristas es mínima. Tiene aplicaciones en diseño de redes (conexión de n puntos al menor costo).

Algoritmo de Kruskal (MST)

Idea de Kruskal
Agregar aristas de menor a mayor peso, saltando las que formarían un ciclo, hasta tener n−1 aristas.

Pasos:

  1. Ordenar todas las aristas de menor a mayor peso.
  2. Inicializar un grafo vacío (sin aristas).
  3. Recorrer las aristas en orden: si agregar la arista no forma un ciclo, agregarla al árbol. Si forma ciclo, descartarla.
  4. Terminar cuando el árbol tiene n−1 aristas.
Kruskal paso a paso
Grafo con vértices {A, B, C, D, E}:
  Aristas ordenadas por peso:
  B-C: 1,  A-B: 2,  A-C: 3,  B-D: 4,  C-D: 5,  D-E: 6,  A-E: 7

  Paso 1: agregar B-C (peso 1). Árbol: {B-C}
  Paso 2: agregar A-B (peso 2). Árbol: {B-C, A-B}
  Paso 3: A-C (peso 3) formaría ciclo A-B-C-A → descartar.
  Paso 4: agregar B-D (peso 4). Árbol: {B-C, A-B, B-D}
  Paso 5: C-D (peso 5) formaría ciclo → descartar.
  Paso 6: agregar D-E (peso 6). Árbol: {B-C, A-B, B-D, D-E}
          Ya tenemos 4 = n−1 = 5−1 aristas. Listo.

  MST: A-B-C, A-B-D-E, peso total = 1+2+4+6 = 13

Algoritmo de Prim (MST)

Idea de Prim
Partir de un vértice inicial y en cada paso agregar la arista de menor peso que conecte un vértice ya incluido con uno aún no incluido.

Pasos:

  1. Elegir un vértice de inicio cualquiera. Marcarlo como visitado.
  2. Considerar todas las aristas que salen de los vértices visitados hacia los no visitados.
  3. Elegir la de menor peso. Agregar esa arista y marcar el nuevo vértice como visitado.
  4. Repetir desde el paso 2 hasta que todos los vértices estén visitados.
Prim paso a paso (mismo grafo)
Mismo grafo anterior. Inicio: A.
  Visitados: {A}. Aristas disponibles: A-B:2, A-C:3, A-E:7
  → Agregar A-B (mínimo: 2). Visitados: {A, B}.

  Visitados: {A,B}. Aristas disponibles: A-C:3, A-E:7, B-C:1, B-D:4
  → Agregar B-C (mínimo: 1). Visitados: {A, B, C}.

  Visitados: {A,B,C}. Aristas disponibles: A-E:7, B-D:4, C-D:5
  → Agregar B-D (mínimo: 4). Visitados: {A, B, C, D}.

  Visitados: {A,B,C,D}. Aristas disponibles: A-E:7, D-E:6
  → Agregar D-E (mínimo: 6). Visitados: {A, B, C, D, E}.

  MST: A-B, B-C, B-D, D-E  (mismas aristas que Kruskal, peso total = 13)
Kruskal vs. Prim: ¿cuándo usar cada uno?
Ambos producen el mismo MST (aunque pueden diferir si hay pesos repetidos, existen múltiples MST igualmente óptimos).
Kruskal es más simple de implementar; trabaja bien con grafos dispersos.
Prim es más eficiente para grafos densos (muchas aristas).
En examen, ambos llegan al mismo resultado: verificar que la suma total de pesos es igual.

Árbol dirigido con raíz

Un dígrafo simple es un árbol dirigido si su grafo asociado (sin dirección) es un árbol.

Es un árbol dirigido con raíz si adicionalmente: existe un único vértice r (la raíz) con g+(r) = 0 y todo otro vértice tiene g+(v) = 1. Es decir, de cada vértice no raíz sale exactamente un arco hacia su padre.

Resumen comparativo: grafos especiales y condiciones

GrafoCiclo EulerCamino EulerCiclo HamiltonPlano
Knn impar ≥ 3n impar (o n=2)siempre n ≥ 3n ≤ 4
Kn,mn y m paresn,m pares o uno de ellos = 2n = mn ≤ 2 o m ≤ 2
Árbolnunca (a menos que n=1)solo si n=2nunca (n ≥ 3)siempre
Cnsiempresiempre (es ciclo)siempresiempre

Errores típicos de examen

Los 5 errores más comunes en esta unidad
1. Suma de grados impares: si la suma de los grados propuestos es impar, el grafo es imposible (violaría el lema del apretón de manos).

2. Euler vs. Hamilton: confundir "recorrer todas las aristas" (Euler) con "recorrer todos los vértices" (Hamilton).

3. Condición de árbol: creer que |V|=|A|+1 sola garantiza ser árbol — falta verificar conexidad. Un bosque con k componentes también cumple |V|=|A|+k.

4. Isomorfismo: creer que misma cantidad de vértices y aristas es suficiente para isomorfismo. Es solo condición necesaria, no suficiente.

5. Recorridos de árbol: confundir preorden con inorden en la recursión. Recordar: la raíz va Primero / In medio / Postfinal.
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LED · Guía Primer Parcial

UTN FRBA · Cátedra Ing. Piñeiro · Guía intensiva basada en 15 parciales reales (2023–2026)
1 Estrategia general y temas que entran

La estructura del parcial Piñeiro

El primer parcial de LED tiene 5 ejercicios de desarrollo, de dos a hora y media a dos horas de duración. Para aprobar se necesitan 3 ejercicios completos correctos (o un 60% del examen según el curso). En todos los temas la consigna es la misma: justificar todo; sin justificación no se otorga puntaje.

Cada ejercicio cubre un bloque temático fijo (no se mezclan los temas entre ejercicios). Esto te permite preparar cinco "machetes" mentales separados, uno por bloque.

EjercicioTemaAparece en
1Lógica proposicional y de predicados, razonamientos100% de los parciales
2Conjuntos (igualdad/inclusión) e inducción completa100%
3Combinatoria + binomio de Newton100%
4Aritmética entera (MCD, MCM, divisibilidad, V/F)100%
5Relaciones binarias (propiedades, equivalencia, clases)100%

Las 4 preguntas que te tenés que hacer al leer cada ejercicio

Pregunta 1 — ¿Qué tipo de demostración me pide?

Si ves...Es...
"Pruebe la validez del razonamiento"Reglas de inferencia (MP, MT, SD, etc.)
"Demuestre por inducción"Paso base (n=1) + paso inductivo (HI ⇒ TI)
"Demuestre que A ⊆ B" o "A = B"Doble inclusión + álgebra de conjuntos
"Halle MCD y combinación lineal"Algoritmo de Euclides + algoritmo extendido
"Halle clases y conjunto cociente"Demostrar equivalencia + clasificar elementos

Pregunta 2 — ¿Tengo todos los datos?

En lógica: ¿está definido el conjunto universal y las funciones proposicionales? Si no, defínelas vos. En aritmética: ¿qué relación entre divisor, cociente y resto te da el enunciado? En relaciones: ¿está bien planteada la relación o tenés que pasarla a forma canónica primero?

Pregunta 3 — ¿Hay un V/F escondido?

Casi todos los parciales tienen al menos un ítem de "Verdadero o Falso, justifique". El refute = un contraejemplo. La demostración = aplicación de propiedad o definición. Nunca afirmes V/F sin justificar: te dan 0 igual aunque acertes.

Pregunta 4 — ¿Estoy aplicando la definición correcta?

Las trampas más típicas son:
• Confundir incluido (⊆) con pertenece (∈).
• En relaciones: confundir antisimétrica con asimétrica.
• En aritmética: confundir MCD con MCM.
• En combinatoria: contar repetidos cuando no hay, o no contar cuando hay.

Símbolos que vas a usar siempre

Lógica: ∀ (todo), ∃ (existe), ∧ (y), ∨ (o), ¬ (no), → (implica), ↔ (sí y solo sí)
Conjuntos: ∈ (pertenece), ⊆ (incluido), ∪ (unión), ∩ (intersección), ∅ (vacío), P(A) (partes)
Aritmética: a | b (a divide a b), MCD(a,b), MCM(a,b), a ≡ b (n) (a congruente con b mód n)
Relaciones: R, S, R∘S (composición), [a]R (clase), A/R (cociente)
Regla de oro del parcial
"Justificá cada paso" es literal. No basta con dar la respuesta correcta: hay que escribir el razonamiento. Si dudás entre escribir "evidente" o detallar, siempre detallá. La cátedra premia el procedimiento aunque el resultado final esté mal.
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2 Ejercicio 1 · Lógica, razonamientos y cuantificadores

Aparece en el 100% de los parciales

El Ejercicio 1 siempre tiene dos ítems. Los formatos más frecuentes son:

  • (a) Tabla de verdad / tautología, contradicción o contingencia / simplificación con leyes lógicas / valor de verdad de una proposición con cuantificadores.
  • (b) Validez de un razonamiento por método demostrativo con reglas de inferencia (en argentino, "estilo natural").

Reglas de inferencia que tenés que tener de memoria

NombreForma
Modus Ponens (MP)p → q ; p ⊢ q
Modus Tollens (MT)p → q ; ¬q ⊢ ¬p
Silogismo Hipotético (SH)p → q ; q → r ⊢ p → r
Silogismo Disyuntivo (SD)p ∨ q ; ¬p ⊢ q
Simplificaciónp ∧ q ⊢ p (o q)
Adiciónp ⊢ p ∨ q
Conjunciónp ; q ⊢ p ∧ q
Particularización (PU)∀x: p(x) ⊢ p(a) para algún a
Generalización (GU)p(a) para a arbitrario ⊢ ∀x: p(x)
Existencial (PE)∃x: p(x) ⊢ p(a) para algún a (testigo)

Equivalencias que reemplazan demostraciones largas

Implicación: p → q ≡ ¬p ∨ q ≡ ¬q → ¬p (contrarrecíproca)
Bicondicional: p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)
De Morgan: ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q ; ¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q
Negación de cuantificadores: ¬∀x: p(x) ≡ ∃x: ¬p(x) ; ¬∃x: p(x) ≡ ∀x: ¬p(x)
Negación condicional: ¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q

Cómo demostrar la validez de un razonamiento

  1. Numerá las premisas: P1, P2, P3...
  2. Identificá el objetivo (la conclusión que tenés que llegar).
  3. Aplicá reglas paso a paso: cada línea cita la regla y de qué premisas/líneas la deducís.
  4. Si ves un condicional en la conclusión (p → q), suponé p como premisa adicional y demostrá q (método del condicional).
  5. Si te trabás, considerá demostrar por absurdo: negá la conclusión y derivá una contradicción.
Ejemplo (Tema 11): Eric va a la playa o las montañas

Premisas:

  1. p ∨ m (va a playa o montaña)
  2. p → s (si playa, lleva sombrilla)
  3. m → o (si montaña, lleva mochila)

Conclusión: s ∨ o

Demostración por casos:
Caso 1: p → s (por MP con P2). Por adición: s ∨ o. ✓
Caso 2: m → o (por MP con P3). Por adición: s ∨ o. ✓
En ambos casos llegamos a s ∨ o, por lo tanto el razonamiento es válido.

Cuantificadores: el ítem (a) más típico

Ejemplo (Tema 11): ∀x: ∃y: p(x,y) verdadera

¿Qué se puede deducir de ∃y: ∀x: p(x,y) , ∀y: ∃x: p(x,y) , ∀x: ∀y: p(x,y) ?

Análisis:
La premisa dice: para cada x existe algún y (puede ser distinto para cada x).
∃y: ∀x: p(x,y) → más fuerte: existe un y único que vale para todo x. NO se deduce (contraejemplo: p(x,y): x < y; ∀x ∃y: x<y es V, pero ∃y ∀x: x<y es F).
∀y: ∃x: p(x,y) → cambia roles, no se deduce.
∀x: ∀y: p(x,y) → más fuerte aún. NO se deduce.

Tautología, contradicción, contingencia

Hacé la tabla de verdad:

  • Si la última columna da siempre Vtautología.
  • Si da siempre Fcontradicción.
  • Si tiene V y Fcontingencia.
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3 Ejercicio 2 · Conjuntos e inducción completa

Aparece en el 100% de los parciales

El Ejercicio 2 mezcla dos temas independientes en sus dos ítems:

  • (a) Demostración de igualdad o inclusión de conjuntos. A veces te dan cardinales y pedís deducir otros.
  • (b) Demostración por inducción completa sobre los naturales: divisibilidad, sumatoria o inecuación.

Demostraciones con conjuntos: las 3 técnicas

Técnica 1 — Doble inclusión (la más segura)

Para probar A = B, demostrás A ⊆ B y B ⊆ A:

  1. Tomá un elemento x ∈ A arbitrario.
  2. Aplicando la definición de A, deducí que x ∈ B.
  3. Repetí en sentido inverso (B ⊆ A).

Técnica 2 — Álgebra de conjuntos

Reescribí ambos lados con las leyes (De Morgan, distributiva, asociativa) hasta que coincidan.

De Morgan: (A ∪ B)c = Ac ∩ Bc ; (A ∩ B)c = Ac ∪ Bc
Distributiva: A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C)
Diferencia: A − B = A ∩ Bc
Diferencia simétrica: A △ B = (A − B) ∪ (B − A)

Técnica 3 — Cardinalidad (cuando te dan |A|, |B|, etc.)

Inclusión-exclusión:
|A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|
|A ∪ B ∪ C| = |A| + |B| + |C| − |A ∩ B| − |A ∩ C| − |B ∩ C| + |A ∩ B ∩ C|
Ejemplo (Tema 04): cardinales

|A∪B∪C|=35, |A−B|=11, |A∪B|=33, |A∩B∩C|=3, |C−A|=6. Halle |B−C|.

Estrategia: dibujá un Venn con 8 regiones, asigná los datos uno a uno. Ese ejercicio se resuelve solo con suma y resta, sin álgebra de conjuntos. Lo único exigible es justificar de qué lado del Venn cae cada cardinal.

Inducción completa: los 3 pasos siempre iguales

Paso 1 — Caso base: verificás que la propiedad vale para n = 1 (o n = n₀).
Paso 2 — Hipótesis inductiva (HI): suponés que vale para n = h.
Paso 3 — Tesis inductiva (TI): probás que vale para n = h+1, usando la HI.
Ejemplo (Tema 11): 11n+1 + 122n−1 es divisible por 133

Caso base (n=1): 11² + 12¹ = 121 + 12 = 133 = 133·1. ✓

HI: 11h+1 + 122h−1 = 133·k con k ∈ ℤ.

TI: 11h+2 + 122h+1 = 133·k'.

Demostración:
11h+2 + 122h+1 = 11·11h+1 + 144·122h−1
= 11·11h+1 + (11 + 133)·122h−1
= 11·(11h+1 + 122h−1) + 133·122h−1
= 11·(133k) + 133·122h−1 (por HI)
= 133·(11k + 122h−1) ✓

Trucos para inducción según el tipo

Tipo de propiedadTruco al pasar de h a h+1
SumatoriaSumá el término (h+1) a ambos lados de la HI.
DivisibilidadSumar y restar el término que te falte para usar la HI.
InecuaciónMultiplicá la HI por la base de la potencia y trabajá la inecuación.
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4 Ejercicio 3 · Combinatoria y binomio de Newton

Aparece en el 100% de los parciales

Dos ítems casi siempre: (a) problema de conteo (con o sin restricciones) y (b) binomio de Newton (un término particular, un grado, un coeficiente).

Decisión: ¿qué fórmula uso?

Si en el problema...Fórmula
Importa el orden y NO se repitenVariaciones: Vn,k = n!/(n−k)!
Importa el orden y SÍ se repitenVariaciones con repetición: V'n,k = nk
NO importa el orden y NO se repitenCombinaciones: Cn,k = n!/[k!(n−k)!]
NO importa el orden y SÍ se repitenCombinaciones con repetición: C'n,k = Cn+k−1, k
Permutar n elementos distintosPermutaciones: Pn = n!
Permutar con elementos repetidosP. con repetición: n! / (a! · b! · ...)

Heurística para identificar el caso

  1. ¿Sustantivo "fila", "ordenamiento", "secuencia"? → orden importa.
  2. ¿"Comité", "selección", "subconjunto"? → orden no importa.
  3. ¿"Idénticos", "indistinguibles"? → con repetición o permutación con repetición.
  4. ¿"Por lo menos uno"? → calculás el total y restás los casos prohibidos (complemento).

Distribución de objetos idénticos: el modelo de barras

Repartir k objetos idénticos entre n personas sin restricciones: Cn+k−1, k (combinatoria con repetición).

Si cada persona debe recibir al menos uno: primero asignás 1 a cada uno (te quedan k−n para repartir libre): Ck−1, n−1.

Ejemplo (Tema 01): 25 paquetes entre 12 familias, cada una al menos uno

Asigno 1 a cada familia → quedan 25 − 12 = 13 paquetes libres entre 12 familias.
Soluciones = C13+12−1, 13 = C24, 13 = C24, 11 = 2.496.144

Binomio de Newton

(a + b)n = ∑k=0..n Cn,k · an−k · bk
Término Tk+1 = Cn,k · an−k · bk (atención: el k empieza en 0)

Receta para "halle el término que..."

  1. Identificá a y b en el binomio.
  2. Escribí el término genérico Tk+1.
  3. Igualá la potencia pedida (de "x", de "a", etc.) a la condición.
  4. Despejá k.
  5. Reemplazá k en el término genérico para obtener el coeficiente y el término concreto.
Ejemplo (Tema 02): exponente de a múltiplo de 3 en (2a² + 3(b/a)³)¹⁴

Término genérico: Tk+1 = C14,k · (2a²)14−k · (3b³/a³)k = C14,k · 214−k · 3k · a2(14−k) · a−3k · b3k

Exponente de a: 2(14−k) − 3k = 28 − 5k. Para que sea múltiplo de 3: 28 − 5k ≡ 0 (3) ⇔ 1 + k ≡ 0 (3) ⇔ k ≡ 2 (3).

k ∈ {0,1,...,14}, k ≡ 2 (3): k ∈ {2, 5, 8, 11, 14}. 5 términos tienen exponente de a múltiplo de 3.

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5 Ejercicio 4 · Aritmética entera y divisibilidad

Aparece en el 100% de los parciales

Dos ítems: (a) cálculo concreto (MCD por Euclides + combinación lineal entera) y (b) análisis Verdadero/Falso de propiedades de divisibilidad.

Algoritmo de Euclides (MCD)

Para hallar MCD(a,b): hacés la división entera de a por b (cociente q, resto r). Reemplazás MCD(a,b) = MCD(b,r) y repetís hasta r = 0. El último resto NO nulo es el MCD.

Algoritmo de Euclides extendido (combinación lineal)

  1. Aplicás Euclides hasta encontrar el MCD.
  2. Vas hacia atrás: en cada división escribís el resto como combinación de los términos anteriores.
  3. Sustituís hacia arriba hasta llegar a MCD = a·s + b·t.
Ejemplo (Tema 01): MCD(7850, 2340)

Euclides:
7850 = 2340·3 + 830
2340 = 830·2 + 680
830 = 680·1 + 150
680 = 150·4 + 80
150 = 80·1 + 70
80 = 70·1 + 10
70 = 10·7 + 0 → MCD = 10

Hacia atrás:
10 = 80 − 70·1 = 80 − (150 − 80) = 2·80 − 150
= 2·(680 − 150·4) − 150 = 2·680 − 9·150
...continúa sustituyendo. Al final: 10 = s·7850 + t·2340 con s, t ∈ ℤ.

Propiedades clave de divisibilidad (las que más caen)

a | b ∧ a | c ⇒ a | (αb + βc) ∀α,β ∈ ℤ (combinación lineal)
MCD(a,b) = 1 ∧ a | bc ⇒ a | c (Lema de Euclides)
MCD(a,b) = d ⇒ ∃ s,t ∈ ℤ : as + bt = d (Bezout)
MCD(a,b) = 1 ⇔ ∃ s,t ∈ ℤ : as + bt = 1 (caso particular Bezout)
a · b = MCD(a,b) · MCM(a,b)

División entera: el truco para los V/F con restos

Si a = b·q + r con 0 ≤ r < b, y te piden el resto de una expresión más complicada como (a − 2c − 18) por algún módulo, la receta es:

  1. Escribí cada variable según su división (a = ..., c = ...).
  2. Sustituí en la expresión.
  3. Agrupá los múltiplos del módulo aparte (forman 0 mód n).
  4. Lo que queda es el resto.
Ejemplo (Tema 05): resto de (b − 2c − 18) por 10

Datos: en b/q el cociente es 10 y resto 7 → b = 10q + 7. En c/5 el resto es 3 → c = 5k + 3.

b − 2c − 18 = (10q + 7) − 2(5k + 3) − 18 = 10q + 7 − 10k − 6 − 18 = 10(q − k) − 17 = 10(q − k − 2) + 3

El resto de dividir por 10 es 3.

V/F típicos: contraejemplos rápidos

Afirmación tipoCómo refutar
"Si a | b·c entonces a | b ó a | c"Contraejemplo: 6 | 4·3, pero 6∤4 y 6∤3. (Falso si a no es primo)
"MCD(a,b)=3 y MCD(b,c)=3 ⇒ MCD(a,c)=3"Contraejemplo: a=3, b=6, c=2. (Falso)
"a|b−c ∧ a|b ⇒ a|c"Verdadero (combinación lineal: c = b − (b−c))
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6 Ejercicio 5 · Relaciones binarias y de equivalencia

Aparece en el 100% de los parciales

El ejercicio 5 mezcla dos partes: (a) demostrar/analizar propiedades de una relación dada, y (b) si es de equivalencia, hallar clases y conjunto cociente.

Las 4 propiedades + asociaciones automáticas

PropiedadDefiniciónCómo verificar
Reflexiva∀a ∈ A: a R aTomás "a R a" como pregunta y verificás que la condición se cumple para todo a.
Simétricaa R b ⇒ b R aSuponés a R b y demostrás que la condición es la misma intercambiando los roles.
Antisimétricaa R b ∧ b R a ⇒ a = bSi la condición de R a la vez con sus dos órdenes obliga a la igualdad.
Transitivaa R b ∧ b R c ⇒ a R cEncadenás las dos condiciones y verificás si llegás a a R c.
R es de equivalencia ⇔ es reflexiva, simétrica y transitiva.
R es de orden parcial ⇔ es reflexiva, antisimétrica y transitiva.
R es de orden total ⇔ es de orden parcial Y todos los pares están relacionados.

Receta para el análisis cuando R está dada por una condición

  1. Escribí la condición como una igualdad o una proposición simple de x e y.
  2. Para reflexiva: reemplazá x ↔ x e y ↔ x. Si la igualdad/proposición se vuelve trivialmente verdadera ✓.
  3. Para simétrica: intercambiá x e y. Si la condición es la misma ✓.
  4. Para transitiva: tomá x R y, y R z, sumá las condiciones (o multiplicá) hasta despejar x R z.

Clases de equivalencia + conjunto cociente

Si R es de equivalencia en A, la clase de a es [a]R = {x ∈ A : x R a}. El conjunto cociente A/R es el conjunto de todas las clases distintas.

Ejemplo (Tema 11): x R y ⇔ |x − 4| = |y − 4|

Reflexiva: |x−4| = |x−4| ✓.
Simétrica: |x−4| = |y−4| ⇒ |y−4| = |x−4| ✓.
Transitiva: |x−4|=|y−4| ∧ |y−4|=|z−4| ⇒ |x−4|=|z−4| ✓.
Es de equivalencia.

Clases: [a] = {x ∈ ℝ : |x−4| = |a−4|} = {x : x−4 = ±(a−4)} = {a, 8−a}.
Cada clase tiene dos elementos (salvo la del 4, que tiene solo el 4).

Conjunto cociente: ℝ/R = { [a] : a ≥ 4 } (un representante por clase).

Matriz de la relación (cuando A es finito)

Si A = {a₁, ..., aₙ}, la matriz M de R es n×n con Mij = 1 si ai R aj, 0 si no.

PropiedadEn la matriz
ReflexivaToda la diagonal es 1.
SimétricaM = Mt (la matriz es simétrica).
AntisimétricaM y Mt NO comparten unos fuera de la diagonal.
TransitivaM·M ⊆ M (todo 1 en M² aparece también en M).

Demostraciones sobre composición R∘T

Resultado típico para examinar: "Si R y T son simétricas ⇒ R ∩ T es simétrica" (V), "R y T transitivas ⇒ R ∪ T transitiva" (F, hace falta contraejemplo), etc.

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7 Mix integrador · Modelos completos

Ejercicios mezclados de los 15 parciales

Esta sección reúne ejercicios típicos como aparecen en el examen real, así no quedás sorprendido por la presentación.

Integrador 1 — Razonamiento con cuantificadores (Tema 01)

"Todos los aspirantes trajeron DNI o cédula. Los aspirantes que trajeron cédula presentaron el apto médico. Sofía no presentó el apto médico. Por lo tanto, al menos un aspirante trajo DNI."

Definí U = aspirantes; D(x): x trajo DNI; C(x): x trajo cédula; M(x): x presentó apto médico. Premisas: ∀x: D(x) ∨ C(x); ∀x: C(x) → M(x); ¬M(s) (Sofía). Conclusión: ∃x: D(x).

De ¬M(s) y la 2ª premisa por MT: ¬C(s). Por la 1ª: D(s) ∨ C(s); con ¬C(s) y SD: D(s). Por GP existencial: ∃x: D(x). ✓

Integrador 2 — Inducción divisibilidad (Tema 03)

52n − 7 es múltiplo de 6.

Caso base (n=1): 25 − 7 = 18 = 6·3 ✓.
HI: 52h − 7 = 6k.
TI: 52(h+1) − 7 = 5²·52h − 7 = 25·(6k + 7) − 7 = 150k + 175 − 7 = 150k + 168 = 6(25k + 28). ✓

Integrador 3 — Combinatoria con restricciones (Tema 13)

10 autitos: 3 camionetas idénticas (juntas), 2 autos de carrera distintos (separados), 5 distintos. Cuantas filas?

Estrategia: trato las 3 camionetas como un "bloque". Tengo 8 elementos: bloque + 2 carrera + 5 distintos.
Total 8 elementos en fila: 8! Pero los autos de carrera deben estar separados: total − junto = 8! − 7!·2! = 8!·(1 − 2/8) = 8!·6/8 = 7!·6 = 30240. (También = 7!·3!−7!·3!·2! es la opción de la cátedra.)

Integrador 4 — Aritmética V/F (Tema 13)

"Si MCD(a,b) = 3 y MCD(b,c) = 3 entonces MCD(a,c) = 3"

Falso. Contraejemplo: a = 3, b = 6, c = 2. MCD(3,6)=3 ✓, MCD(6,2)=2... no funciona. Probemos a=9, b=6, c=4: MCD(9,6)=3 ✓, MCD(6,4)=2... tampoco.
Probemos a=3, b=15, c=5: MCD(3,15)=3 ✓, MCD(15,5)=5. No.
Mejor: a=6, b=15, c=10. MCD(6,15)=3 ✓, MCD(15,10)=5. No me sirve la 2ª.
Definitivo: a=3, b=21, c=7. MCD(3,21)=3, MCD(21,7)=7. No, fallido.
El correcto es: a=3, b=15, c=21. MCD(3,15)=3 ✓, MCD(15,21)=3 ✓, MCD(3,21)=3. Verdadero en este caso.
Pero contraejemplo real: a=3, b=33, c=22. MCD(3,33)=3 ✓, MCD(33,22)=11. Tampoco.
Necesitás al menos un par que falle. Ej: a=15, b=21, c=14. MCD(15,21)=3 ✓, MCD(21,14)=7. Falla. La afirmación es falsa en general.

Integrador 5 — Relación de equivalencia (Tema 12)

x R y ⇔ f(x) = f(y) con f(a) = a² + 8a.

R reflexiva, simétrica, transitiva (siempre que la relación se define así con una función). Es de equivalencia.

Para hallar clases: f(x) = f(y) ⇔ x² + 8x = y² + 8y ⇔ (x − y)(x + y + 8) = 0 ⇔ x = y ó x + y = −8.
Clases: [a] = {a, −8 − a}. La clase del −4 tiene un solo elemento. Conjunto cociente: ℝ/R = { [a] : a ≥ −4 }.

Estrategia final para el día del parcial
1. Leé los 5 ejercicios en 5 minutos: identificá qué tipo de demostración pide cada ítem.
2. Empezá por los que dominás (las V/F suelen ser rápidas).
3. Inducción: escribí explícitamente "Caso base", "HI", "TI" como subtítulos.
4. Razonamientos: numerá las premisas P1, P2, P3 y citá la regla de inferencia en cada paso.
5. Conjuntos: si el problema parece largo, hacé álgebra de conjuntos en el costado de la hoja antes de pasar en limpio.
6. Aritmética: hacé el algoritmo de Euclides en columna; volver atrás en otra columna.
7. Relaciones: probá las 4 propiedades en orden, una por una.
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LED · Guía Segundo Parcial

UTN FRBA · Cátedra Ing. Piñeiro · Guía intensiva basada en 15 parciales reales (2023–2025)
1 Estrategia general y temas que entran

La estructura del 2° parcial Piñeiro

El segundo parcial mantiene la estructura del primero: 5 ejercicios de desarrollo, 2 horas de duración, aprobás con 3 ejercicios completos correctos o el 60% del examen. Como en el primer parcial, todo se justifica: sin justificación, no hay puntaje.

EjercicioTemaAparece en
1Recurrencias lineales (clasificación + resolución)100% de los parciales
2Conjuntos ordenados (Hasse, cotas, sup/inf), redes, Álgebra de Boole100%
3Congruencias (ax ≡ b mód n) + propiedades modulares100%
4Subgrupos, grupos producto, redes de subgrupos, isomorfismos100%
5Grafos (Euler, Hamilton, conexión) + árboles binarios y notaciones100%

Las 4 preguntas que te tenés que hacer al leer cada ejercicio

Pregunta 1 — ¿Qué tipo de objeto matemático aparece?

Si ves...Es...
aₙ₊₂ + ... + aₙ = ...Recurrencia lineal (orden = diferencia entre subíndices)
"Diagrama de Hasse", "supremo", "ínfimo"Conjunto ordenado / red
ax ≡ b (n)Congruencia lineal
(G, *), grupos producto, INV(ℤₙ)Estructuras algebraicas
Vértices, aristas, "polaca", "Hamilton"Grafos / árboles

Pregunta 2 — ¿Cuál es la fórmula/método estándar?

Cada bloque tiene una receta única. Recurrencias: característica → raíces → forma de la solución. Congruencias: MCD(a,n)|b ⇒ existen soluciones, dividir todo por MCD y resolver. Grupos: verificar definición de subgrupo o tabla de operación.

Pregunta 3 — ¿Hay un V/F escondido?

El parcial siempre tiene al menos 2 V/F (en grafos y en grupos suelen estar). Refute con contraejemplo, demostrá si es V.

Pregunta 4 — ¿Qué fórmula del primer parcial me sirve?

El segundo parcial reutiliza propiedades del primero: divisibilidad y MCD para congruencias, conjuntos para redes, relaciones para órdenes parciales. Mantené las fórmulas a mano.

Regla de oro del parcial
Clasificá ANTES de resolver. Cada problema te pide explícita o implícitamente que lo clasifiques: orden de la recurrencia, si es Álgebra de Boole, si la congruencia tiene solución. Esa clasificación define el método.
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2 Ejercicio 1 · Recurrencias lineales

Aparece en el 100% de los parciales

El primer ejercicio siempre te da una recurrencia y te pide: (a) clasificarla y resolverla; (b) demostrar por inducción que la fórmula explícita es equivalente a la recursiva.

Clasificación: orden, grado, homogeneidad, coeficientes

AtributoCómo determinarlo
OrdenDiferencia entre el subíndice mayor y el menor de aₙ. Ej: aₙ₊₂ + aₙ = ... → orden 2.
GradoMayor potencia a la que está elevado algún aₙ. En las del parcial siempre es grado 1 (lineales).
HomogeneidadSi la parte sin aₙ vale 0 → homogénea. Si hay un término libre (nº, n, 2ⁿ, etc.) → no homogénea.
CoeficientesLos números que multiplican a aₙ, aₙ₋₁, etc. Si son números fijos → constantes; si dependen de n → variables.

Resolver una recurrencia lineal con coef. constantes

Paso 1 — Solución de la homogénea asociada

  1. Escribí la ecuación característica reemplazando aₙ₊ₖ por rk.
  2. Hallá las raíces r₁, r₂ (usando Bhaskara si es de orden 2).
  3. Si las raíces son distintas: an(h) = α·r₁ⁿ + β·r₂ⁿ.
  4. Si la raíz es doble (r₁ = r₂ = r): an(h) = (α + β·n)·rⁿ.

Paso 2 — Solución particular (si es no homogénea)

Tipo del término libreForma de la particular
Constante can(p) = K (a determinar)
Polinomio en n: P(n)Polinomio del mismo grado: K₀ + K₁n + ...
Exponencial cⁿ con c ≠ raízK · cⁿ
Exponencial cⁿ con c = raíz simpleK · n · cⁿ
Exponencial cⁿ con c = raíz dobleK · n² · cⁿ

Reemplazás an(p) en la recurrencia y despejás K.

Paso 3 — Solución general y particular

an = an(h) + an(p). Aplicás las condiciones iniciales (a₀, a₁) para hallar α y β.

Ejemplo (Tema 01): aₙ₊₂ − 5aₙ₊₁ + 6aₙ = 2·2ⁿ con a₀=4, a₁=10

Clasificación: orden 2, grado 1, no homogénea (lado derecho ≠ 0), coef. constantes.

Homogénea: r² − 5r + 6 = 0 → r = 2 ó r = 3. an(h) = α·2ⁿ + β·3ⁿ.

Particular: término libre 2·2ⁿ y c=2 ES raíz simple → probar K·n·2ⁿ.
Reemplazo: K(n+2)2^(n+2) − 5·K(n+1)2^(n+1) + 6·Kn·2ⁿ = 2·2ⁿ.
Dividiendo por 2ⁿ: 4K(n+2) − 10K(n+1) + 6Kn = 2 → −2K = 2 → K = −1.
an(p) = −n·2ⁿ.

General: aₙ = α·2ⁿ + β·3ⁿ − n·2ⁿ.
a₀ = α + β = 4. a₁ = 2α + 3β − 2 = 10 → 2α + 3β = 12. Resolviendo: β = 4, α = 0.

Particular: aₙ = 4·3ⁿ − n·2ⁿ.

Inducción para verificar (parte b)

Una vez tenés aₙ explícita, hay que probar por inducción que satisface la recurrencia. Caso base con n=0 o n=1; paso inductivo: suponer válido para h y h−1 (orden 2), demostrar para h+1 sustituyendo en la recurrencia.

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3 Ejercicio 2 · Conjuntos ordenados, redes y Álgebras de Boole

Aparece en el 100% de los parciales

El Ejercicio 2 mezcla en sus dos ítems: (a) cotas, sup/ínf, máx/mín de un subconjunto B de un conjunto ordenado A; (b) Verdadero/Falso sobre redes/Álgebras de Boole, isomorfismos a (Dn, |) o (P(X), ⊆).

Conjuntos ordenados: el lenguaje básico

ConceptoDefinición
Cota superior de Bm ∈ A tal que ∀b ∈ B: b ≤ m
Cota inferior de Bm ∈ A tal que ∀b ∈ B: m ≤ b
Supremo (sup B)Mínima cota superior (la más chica de las cotas superiores)
Ínfimo (ínf B)Máxima cota inferior
Máximo de BSup B si pertenece a B
Mínimo de BÍnf B si pertenece a B
Maximalesx ∈ B sin elementos arriba (puede haber varios)
Minimalesx ∈ B sin elementos abajo (puede haber varios)

Receta para hallar cotas en (ℕ, |) restringido a un conjunto A

  1. Identificá los elementos de A y de B (B ⊆ A).
  2. Cotas superiores en A de B = {a ∈ A : todo b de B divide a a}. Es decir, MCM(B) y todos sus múltiplos que estén en A.
  3. Cotas inferiores = {a ∈ A : a divide a todo b de B} = MCD(B) y sus divisores que estén en A.
  4. Sup = mínima cota superior. Ínf = máxima cota inferior.
Ejemplo (Tema 02): B = {8, 12, 16} en A = {x ∈ ℕ : 3 < x < 60} con divisibilidad

Cotas superiores de B en A: múltiplos comunes de 8, 12, 16 que sean ≤ 59. MCM(8,12,16) = 48. Múltiplos de 48 en A: {48}. Sup = 48 (único). Como 48 ∉ B, NO es máximo.

Cotas inferiores de B en A: divisores comunes de 8, 12, 16 que estén en A (es decir > 3 y < 60). MCD(8,12,16) = 4. Cotas inferiores en A: {4}. Ínf = 4 (único). Como 4 ∉ B, NO es mínimo.

Redes y Álgebras de Boole

Red: conjunto ordenado donde todo par {a, b} tiene supremo (a ∨ b) e ínfimo (a ∧ b).
Red distributiva: a ∧ (b ∨ c) = (a ∧ b) ∨ (a ∧ c).
Red complementada: tiene 0 y 1, y cada elemento tiene complemento.
Álgebra de Boole: red distributiva Y complementada.

Isomorfismos típicos del parcial

Los ejemplos canónicos de Álgebras de Boole son:

  • (P(X), ⊆) con |X| = n → tiene 2ⁿ elementos.
  • (Dn, |) donde Dn = divisores de n, solo es Álgebra de Boole si n es libre de cuadrados (n = p₁·p₂·...·p_k con primos distintos).
nDn¿Álgebra de Boole?Isomorfa a
30 = 2·3·5{1,2,3,5,6,10,15,30}Sí (8 elementos)(P({a,b,c}), ⊆)
40 = 2³·58 divisoresNO (2 está al cuadrado)
210 = 2·3·5·716 divisores(P({a,b,c,d}), ⊆)
1001 = 7·11·138 divisores(P({a,b,c}), ⊆)
Truco para reconocer Álgebras de Boole entre divisores
Si en la factorización prima de n algún primo aparece elevado a una potencia ≥ 2, NO es Álgebra de Boole (porque el divisor en cuestión no tendría complemento). Solo "n libres de cuadrados" valen.
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4 Ejercicio 3 · Congruencias y aritmética modular

Aparece en el 100% de los parciales

El Ej 3 tiene dos ítems: (a) resolver una ecuación de congruencia ax ≡ b (n) y hallar las soluciones principales (todas las soluciones módulo n); (b) demostrar/justificar V/F sobre propiedades de congruencias.

Resolver ax ≡ b (n)

  1. Calculá d = MCD(a, n).
  2. Si d ∤ b: NO tiene solución.
  3. Si d | b: tiene exactamente d soluciones principales mod n.
  4. Dividís toda la ecuación por d (incluido el módulo): a' x ≡ b' (n') con MCD(a', n') = 1.
  5. Buscás el inverso de a' mod n' usando el algoritmo de Euclides extendido: a'·s + n'·t = 1 → a'·s ≡ 1 (n') → s = (a')⁻¹.
  6. x ≡ b'·s (n'). Esa es una solución principal.
  7. Las d soluciones principales en mod n se obtienen sumando 0, n', 2n', ..., (d−1)n' a la primera.
Ejemplo (Tema 02): 22x ≡ 30 (150)

MCD(22, 150) = 2. 2 | 30 ✓. 2 soluciones principales.

Divido por 2: 11x ≡ 15 (75). MCD(11, 75) = 1.

Inverso de 11 mod 75: 75 = 11·6 + 9; 11 = 9·1 + 2; 9 = 2·4 + 1. Hacia atrás: 1 = 9 − 2·4 = 9 − 4·(11 − 9) = 5·9 − 4·11 = 5·(75 − 11·6) − 4·11 = 5·75 − 34·11. Entonces 11·(−34) ≡ 1 (75), y −34 ≡ 41 (75). 11⁻¹ = 41.

x ≡ 15·41 (75) = 615 ≡ 615 − 8·75 (75) = 615 − 600 = 15 (75).

Soluciones principales en mod 150: x ≡ 15 (150) y x ≡ 15 + 75 = 90 (150).

Propiedades clave de congruencias

a ≡ b (n) ∧ c ≡ d (n) ⇒ a ± c ≡ b ± d (n)
a ≡ b (n) ∧ c ≡ d (n) ⇒ a·c ≡ b·d (n)
a ≡ b (n) ⇒ aᵏ ≡ bᵏ (n)
a·c ≡ b·c (n) ∧ MCD(c, n) = 1 ⇒ a ≡ b (n) (cancelación válida si c es coprimo con n)
a·c ≡ b·c (n) ⇒ a ≡ b (n / MCD(c,n)) (cancelación general)

Aplicaciones típicas del parcial

Hallar las últimas dos cifras de N

Las últimas dos cifras de N son N mod 100. Reducís N en módulo 100 usando potencias y propiedades.

Ejemplo (Tema 12): últimas dos cifras de 7^2451

Calculo las potencias de 7 mod 100: 7¹=7, 7²=49, 7³=343≡43, 7⁴=7·43=301≡1.

Como 7⁴ ≡ 1 (100), las potencias de 7 se repiten cada 4. 2451 = 4·612 + 3, entonces 7^2451 ≡ 7³ ≡ 43 (100). Últimas dos cifras: 43.

V/F típicos del parcial

AfirmaciónV/FPor qué
"a·c ≡ b·c (n) ⇒ a ≡ b (n)"FSolo vale si MCD(c,n) = 1. Contraej: 2·3 ≡ 4·3 (6), pero 2 ≢ 4 (6).
"a ≡ b (n) ∧ b ≡ c (n) ⇒ a ≡ c (n)"VTransitividad de la congruencia.
"Si ax ≡ b(n) tiene 2 soluciones, entonces MCD(a,b)=2"FTiene MCD(a,n)=2; el b no entra. Contraej: 2x≡0(4) tiene MCD(2,4)=2 con b=0.
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5 Ejercicio 4 · Estructuras algebraicas (grupos, subgrupos)

Aparece en el 100% de los parciales

El Ej 4 mezcla: (a) verificar si un conjunto H es subgrupo de un grupo dado o si una operación es asociativa/conmutativa/posee neutro; (b) trabajar con un grupo concreto (INV(ℤₙ), grupo producto) y hacer su red de subgrupos, decidir si es cíclico, isomorfo a otro.

Recordatorio: definición de grupo

(G, *) es grupo si: cierre, asociatividad, neutro, inverso de cada elemento. Si además * es conmutativa, es abeliano.

Verificar si H ⊆ G es subgrupo

Tres condiciones (test del subgrupo):

  1. H ≠ ∅ (suele bastar con probar que el neutro de G está en H).
  2. Cierre: ∀a, b ∈ H: a*b ∈ H.
  3. Inverso: ∀a ∈ H: a⁻¹ ∈ H.

Test reducido: H ≠ ∅ y ∀a, b ∈ H: a*b⁻¹ ∈ H. (Único test que se usa.)

Ejemplo (Tema 02): H = {x ∈ ℤ : x = a + 5b, a, b ∈ ℤ} ⊆ (ℤ, +)

Observación: a + 5b con a, b enteros recorre TODO ℤ (basta tomar a libre). Entonces H = ℤ, que es subgrupo trivialmente. ✓

El grupo INV(ℤₙ): inversibles módulo n

INV(ℤₙ) = {x ∈ ℤₙ : MCD(x, n) = 1} con la multiplicación. Son los elementos que tienen inverso multiplicativo mod n.

n|INV(ℤₙ)|ElementosCíclico?
84{1, 3, 5, 7}NO (es ℤ₂×ℤ₂)
96{1, 2, 4, 5, 7, 8}SÍ (gen: 2)
104{1, 3, 7, 9}SÍ (gen: 3)
168{1,3,5,7,9,11,13,15}NO (≅ ℤ₂×ℤ₄)
186{1,5,7,11,13,17}SÍ (gen: 5)
208{1,3,7,9,11,13,17,19}NO (≅ ℤ₂×ℤ₄)

Grupos cíclicos y red de subgrupos

Si G = ⟨g⟩ tiene orden n, los subgrupos son ⟨gd⟩ para cada d | n. La red de subgrupos es isomorfa a (Dn, |).

Ejemplo (Tema 09): INV(ℤ₁₀, ·)

INV(ℤ₁₀) = {1, 3, 7, 9}. Verificá que 3¹=3, 3²=9, 3³=27≡7, 3⁴=81≡1. Genera el grupo → cíclico de orden 4.

Subgrupos: ⟨1⟩ = {1}, ⟨3²⟩ = ⟨9⟩ = {1, 9}, ⟨3⟩ = todo el grupo. Red: trivial (3 niveles).

Isomorfo a (ℤ₄, +): ambos son cíclicos de orden 4. Iso: 1 ↔ 0, 3 ↔ 1, 9 ↔ 2, 7 ↔ 3.

Grupos producto: (G × H, *)

(g₁, h₁) * (g₂, h₂) = (g₁·g₂, h₁·h₂). Componente a componente.

PropiedadCumple si
AbelianoG y H abelianos
CíclicoG y H cíclicos Y MCD(|G|, |H|) = 1

Isomorfismos: cómo demostrar que f: G → H es uno

  1. f es función bien definida (cada g ∈ G tiene una imagen única).
  2. Homomorfismo: f(g₁·g₂) = f(g₁) · f(g₂).
  3. Biyectiva: mostrar que es inyectiva (kernel trivial) y sobreyectiva (o que |G| = |H| en grupos finitos).
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6 Ejercicio 5 · Grafos y árboles binarios

Aparece en el 100% de los parciales

Dos ítems que pueden aparecer en cualquier orden: (a) caminos de Euler/Hamilton, conexión, puntos de corte, aristas puente; (b) árboles binarios desde notación polaca o polaca inversa, altura, balanceado.

Definiciones y resultados clave

Grafo simple: sin lazos ni aristas múltiples.
Grado de un vértice: cantidad de aristas incidentes.
• ∑ grados = 2·|A|.
Camino de Euler: recorre TODA arista exactamente una vez. Existe ⇔ exactamente 0 ó 2 vértices de grado impar.
Camino de Hamilton: recorre TODOS los vértices exactamente una vez. No hay condición simple.
Conjunto de corte: conjunto mínimo de aristas que al sacarlas desconecta el grafo.
Punto de corte: vértice que al sacarlo desconecta el grafo.
Arista puente: arista que al sacarla desconecta.

Cuándo un grafo simple con V vértices y A aristas es necesariamente conexo

Si A > C(V−1, 2) = (V−1)(V−2)/2, el grafo es necesariamente conexo.

Idea: el grafo no conexo más denso es KV−1 ∪ {un vértice aislado}, que tiene C(V−1, 2) aristas. Una más obliga la conexión.

VA máx no conexoA > ese ⇒ conexo
13C(12,2) = 66A ≥ 67
18C(17,2) = 136A ≥ 137
20C(19,2) = 171A ≥ 172
22C(21,2) = 210A ≥ 211

Árboles binarios y notaciones

Un árbol binario tiene a lo sumo 2 hijos por nodo. Regular: cada nodo interno tiene 0 ó 2 hijos. Balanceado: todas las hojas están a profundidad h o h−1.

RecorridoOrden
Pre-orden / Polaca prefijaraíz, izq, der
In-orden / Simétricoizq, raíz, der
Post-orden / Polaca inversaizq, der, raíz

Reconstruir el árbol desde notación polaca

Polaca prefija: empezás por la raíz (primer símbolo). Si es un operador binario, le siguen los subárboles izq y der. Recursivamente: en cada subárbol, el primer símbolo es la raíz, etc.

Polaca inversa (post-orden): usás pila. Recorrés de izq a der: si ves un operando, lo apilás. Si ves un operador, sacás los dos topes (primero der, después izq) y formás un subárbol cuya raíz es el operador. Apilás el subárbol resultante.

Ejemplo (Tema 12): Polaca inversa: 5, 2, *, 8, 2, /, −, 4, 6, 3, −, +, /

Pila paso a paso:
5 → [5]; 2 → [5,2]; * → [10]; 8 → [10,8]; 2 → [10,8,2]; / → [10,4]; − → [6]; 4 → [6,4]; 6 → [6,4,6]; 3 → [6,4,6,3]; − → [6,4,3]; + → [6,7]; / → [6/7].

Valor: 6/7. Altura del árbol: contás los niveles desde la raíz hasta la hoja más profunda.

Cantidad de hojas y nodos en árboles regulares

Árbol binario regular con i nodos internos:
• Cantidad de hojas: i + 1
• Total de vértices: 2i + 1
Árbol r-ario regular con i internos: hojas = i·(r−1) + 1, total = r·i + 1.
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7 Mix integrador · Modelos completos

Ejercicios mezclados de los 15 parciales

Integrador 1 — Recurrencia con raíz repetida (Tema 06)

aₙ₊₂ + 28aₙ = 11aₙ₊₁ + 18·2ⁿ⁻¹, a₀=−2, a₁=−15.

Reescribo: aₙ₊₂ − 11aₙ₊₁ + 28aₙ = 9·2ⁿ. Característica r² − 11r + 28 = 0 → r = 4 ó r = 7. Distintas. a^(h) = α·4ⁿ + β·7ⁿ.

Particular: 9·2ⁿ con 2 que no es raíz → K·2ⁿ. K·2ⁿ⁺² − 11K·2ⁿ⁺¹ + 28K·2ⁿ = 9·2ⁿ → 4K − 22K + 28K = 9 → 10K = 9 → K = 9/10.

Aplicás condiciones iniciales para hallar α y β.

Integrador 2 — Conjunto ordenado por divisibilidad (Tema 02)

A = {x ∈ ℕ : 3 < x < 60}, B = {8, 12, 16}. Cotas en A.

Cotas superiores: múltiplos comunes ≤ 59 de 8, 12, 16. MCM = 48. Cotas en A: {48}. Sup = 48 (no en B → no es máx).

Cotas inferiores: divisores comunes en A. MCD = 4. Cotas en A: {4}. Ínf = 4 (no en B → no es mín).

Integrador 3 — Congruencia 168x ≡ 350 (1001)

Tema 07. MCD(168, 1001): 1001 = 168·5 + 161; 168 = 161·1 + 7; 161 = 7·23. MCD = 7.

7 | 350 ✓ (350 = 7·50). 7 soluciones principales.

Divido por 7: 24x ≡ 50 (143). MCD(24, 143) = 1. Inverso de 24 mod 143 con Euclides extendido. Una vez tenés x₀, las 7 soluciones son x₀, x₀+143, ..., x₀+6·143.

Integrador 4 — INV(ℤ₂₀, ·) (Tema 08)

INV(ℤ₂₀) = {1, 3, 7, 9, 11, 13, 17, 19}, 8 elementos.

¿Cíclico? Probá 3: 3¹=3, 3²=9, 3³=27=7, 3⁴=21=1. Orden 4 → no genera todo (necesito orden 8). Probá 7, 11, 13... Ninguno genera 8 elementos.

NO es cíclico. Es ≅ ℤ₂ × ℤ₄.

Integrador 5 — Grafo simple con V=13, A=65 (Tema 09)

¿Necesariamente conexo? Máx aristas no conexo: C(12, 2) = 66. Como A = 65 ≤ 66, NO necesariamente conexo (existe G no conexo con 13 vértices y 65 aristas: K₁₂ ∪ {vértice aislado}).

¿Puede ser k-regular? Cada vértice tiene grado k → 13k = 2·65 = 130 → k = 10. Sí, k = 10 es factible (verificá que K₁₂ es 11-regular y no funciona; pero un grafo apropiado de 13 vértices podría ser 10-regular).

Estrategia final para el día del 2° parcial
1. Leé los 5 ejercicios en 5 minutos: clasificá cada recurrencia, cada congruencia, cada grupo.
2. Empezá por recurrencias (es el más mecánico) y congruencias (muy procedimental).
3. Grupos: si el grupo es INV(ℤₙ) o ℤₙ, ya sabés su tamaño y si es cíclico (mirá la tabla).
4. Grafos: dibujá. Siempre dibujá. Identificá vértices de grado impar para Euler.
5. Árboles: usá pila para polaca inversa. No te confíes de "ver" el árbol.
6. Inducción de la parte (b) de las recurrencias: HI sobre h y h−1, sustituís en la recurrencia para h+1.
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LED · Guía Examen Final

UTN FRBA · Cátedra Ing. Piñeiro · Guía intensiva basada en 35 finales reales (2023–2026)
1 Estrategia general del final

La estructura del final Piñeiro

El final de LED tiene 10 ejercicios de opción múltiple con una sola respuesta correcta. Para aprobar se necesitan 6 ejercicios correctos. Sin marca o marca incorrecta = 0 puntos en ese ítem (no hay puntaje parcial).

Es integrador: cubre los temas del primer y segundo parcial, con énfasis variable según la fecha del final. La duración suele ser de 2 horas.

PreguntaTema típicoBloque
1–2Lógica proposicional, cuantificadores, razonamientosLógica
3–4Conjuntos, relaciones (equivalencia/orden), inducciónEstructuras básicas
5Combinatoria (permutaciones, combinaciones, distribuciones)Conteo
6–7Aritmética: división entera, MCD, divisibilidad, congruenciasAritmética
8Recurrencias lineales (clasificación, identificar solución)Recurrencias
9Grupos: subgrupos, isomorfismos, grupos cíclicos, INV(ℤₙ)Grupos
10Grafos (conexión, Euler, Hamilton, ¿isomorfos?) o árbolesGrafos

Las 4 preguntas que te tenés que hacer en TODO ítem del final

Pregunta 1 — ¿Qué tipo de pregunta es?

TipoForma
Cálculo directo"Halle X, calcule Y" → resolver y elegir resultado
V/F encubierto"¿Cuál de las siguientes es V/F?" → analizá las 4
Identificación"r se simboliza con: 1/2/3/4" → leer y matchear
Descarte"Es FALSO que existe..." → contraej + descartar

Pregunta 2 — ¿Puedo descartar opciones rápido?

En el final, 2 de las 4 opciones suelen ser obviamente incorrectas. Tu tarea es identificar esas dos en 30 segundos y elegir entre las 2 restantes con cuidado.

Pregunta 3 — ¿Hay un caso especial que invalida la opción?

Las opciones "siempre", "nunca", "todos" son frágiles: basta un contraejemplo para descartarlas. Las opciones "a veces", "puede" son más seguras pero te exigen un ejemplo concreto.

Pregunta 4 — ¿La cuenta cierra?

Si elegiste la respuesta numérica, hacé un check final: revisá unidad, signo, orden de magnitud. La cátedra mete distractores que se diferencian por un signo o por un factor.

Estrategia de tiempo

  1. Pasada 1 (30 min): resolvé las preguntas que sabés sí o sí. Marcá las dudosas con un asterisco.
  2. Pasada 2 (60 min): volvé a las dudosas con calma.
  3. Pasada 3 (30 min): revisá. Si te quedan opciones en blanco, elegí la mejor (probabilidad 1/4 ≥ 0).
Regla de oro del final
NUNCA dejes en blanco una pregunta. Si descartaste 2 opciones, tenés 50% de chance. Si descartaste 1, tenés 33%. Cualquier elección informada vale más que dejar en blanco.
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2 Bloque 1 · Lógica y cuantificadores

Lo que entra en este bloque (preguntas 1–2)

Reglas de inferencia, cuantificadores ∀ y ∃, simbolización, valor de verdad de proposiciones con predicados.

Reglas de inferencia que tenés que tener de memoria

NombreForma
Modus Ponensp → q ; p ⊢ q
Modus Tollensp → q ; ¬q ⊢ ¬p
Silogismo Hipotéticop → q ; q → r ⊢ p → r
Silogismo Disyuntivop ∨ q ; ¬p ⊢ q
Particularización Universal∀x: p(x) ⊢ p(a)
Generalización Universalp(a) ∀a ⊢ ∀x: p(x)

Simbolización de proposiciones con cuantificadores

Las preguntas 1–2 muchas veces te dan una frase y 4 simbolizaciones, y tenés que elegir cuál corresponde.

FraseSimbolización
"Todos los X son Y"∀x: X(x) → Y(x)
"Algún X es Y"∃x: X(x) ∧ Y(x)
"Ningún X es Y"∀x: X(x) → ¬Y(x)
"Algún X no es Y"∃x: X(x) ∧ ¬Y(x)
Trampa frecuente
"Todos los X son Y" usa condicional (X(x) → Y(x)), no conjunción. La conjunción "X(x) ∧ Y(x)" significaría que TODO objeto del universo es X y es Y a la vez.
"Algún X es Y" usa conjunción: existe alguien que es X y además es Y. NO se simboliza con condicional.

Inferencias con cuantificadores

De ∀x: ∃y: p(x,y) verdadera, ¿qué se deduce?

Recordá que la y depende del x. Por lo tanto:

  • NO se deduce ∃y: ∀x: p(x,y) (más fuerte: y único para todo x).
  • NO se deduce ∀x: ∀y: p(x,y) (mucho más fuerte).
  • SÍ se deduce (si U≠∅): ∃x: ∃y: p(x,y).
Ejemplo (Final 19/02/2024)

r: "Los sillones de mi casa son cómodos" → "Para todo mueble x: si x es sillón, entonces x es cómodo" → simbolización: ∀x: S(x) → C(x) (opción 1).

t: "Algunos sillones de mi casa son cómodos" → "∃ algún mueble x que es sillón Y es cómodo" → ∃x: S(x) ∧ C(x) (opción 3).

Razonamientos categóricos clásicos

"Algunos A son B. Todos los B son C. ¿Conclusión?"

Pasaje a simbólico: ∃x: A(x) ∧ B(x) ; ∀x: B(x) → C(x). De estas: ∃x: A(x) ∧ B(x), por PE ∃a: A(a) ∧ B(a). Aplicar el ∀x: B(x) → C(x) a a: B(a) → C(a). Entonces tenés A(a) ∧ B(a) ∧ C(a), por simplificación A(a) ∧ C(a). Por GE ∃x: A(x) ∧ C(x) → "Algunos A son C". VÁLIDO.

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3 Bloque 2 · Conjuntos, relaciones e inducción

Lo que entra en este bloque (preguntas 3–4)

Operaciones de conjuntos, relaciones de equivalencia y orden, redes, inducción completa, partes P(A).

Operaciones con conjuntos · cheatsheet

• A ∪ B, A ∩ B, A − B (= A ∩ Bc), A △ B (diferencia simétrica)
• De Morgan: (A∪B)c = Ac∩Bc ; (A∩B)c = Ac∪Bc
• Distributiva: A∩(B∪C) = (A∩B)∪(A∩C) ; A∪(B∩C) = (A∪B)∩(A∪C)
• |A∪B| = |A| + |B| − |A∩B| (inclusión-exclusión)
• |P(A)| = 2|A| (partes)

Relaciones · clasificación rápida

R cumple...Tipo
Reflexiva + simétrica + transitivaEquivalencia (define clases [a] y cociente A/R)
Reflexiva + antisimétrica + transitivaOrden parcial
Orden parcial + total (todo par comparable)Orden total

Cuándo R ∩ S es de equivalencia

Si R y S son ambas de equivalencia, R ∩ S siempre es de equivalencia. (Pregunta clásica del final.)

Cuándo R ∪ S es de equivalencia

NO siempre. R ∪ S es de equivalencia si y sólo si R ∘ S = S ∘ R (las composiciones coinciden) o si R ⊆ S ó S ⊆ R.

Redes (Dn, |) y Álgebras de Boole

(Dn, |) con n =Es Álgebra de Boole?Cardinal
40 = 2³·5NO (2³ no es libre de cuadrados)8
30 = 2·3·5Sí (≅ P({a,b,c}))8
105 = 3·5·7Sí (≅ P({a,b,c}))8
210 = 2·3·5·7Sí (≅ P({a,b,c,d}))16
Regla rápida para Dn
(Dn, |) es Álgebra de Boole ⇔ n es libre de cuadrados (cada primo aparece exactamente 1 vez en la factorización).

Inducción completa: las propiedades demostrables

"¿Cuál se puede demostrar por inducción?" suele venir con 3 propiedades: P1 (en reales, descartar), P2 (en naturales — la verdadera), P3 (falsa, contraejemplo).

Ejemplo (Final 19/02/2024): "1 + 2ⁿ ≤ 3ⁿ" para n ∈ ℕ

Caso base (n=1): 1 + 2 = 3 ≤ 3 ✓.

HI: 1 + 2ʰ ≤ 3ʰ.

TI: 1 + 2^(h+1) = 1 + 2·2ʰ ≤ 1 + 2(3ʰ − 1) = 2·3ʰ − 1 < 3·3ʰ = 3^(h+1). ✓

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4 Bloque 3 · Combinatoria y aritmética entera

Lo que entra en este bloque (preguntas 5–7)

Combinatoria (variaciones, combinaciones, distribuciones), división entera, MCD, MCM, propiedades de divisibilidad.

Combinatoria · cuándo usar qué

SituaciónFórmula
Ordenar n distintosn!
Ordenar n con repetidosn!/(a!·b!·...) (P. con repetición)
Elegir k de n, importa ordenV(n,k) = n!/(n−k)!
Elegir k de n, no importa ordenC(n,k) = n!/(k!(n−k)!)
Elegir k de n con repeticiónC'(n,k) = C(n+k−1, k)
Repartir k idénticos en n cajasC(n+k−1, k)
Repartir k idénticos en n cajas, cada una al menos 1C(k−1, n−1)
Ejemplo (Final 19/02/2024): 8 horas extra de L–V, al menos 1 por día, hasta 4 por día

Asigno 1 hora a cada día (5 horas asignadas), me quedan 3 horas para repartir libre entre 5 días, sin restricción de máx (porque 3 ≤ 4 cada uno).
Combinaciones con repetición de 5 tomados de a 3: C'(5,3) = C(7,3) = 35.

División entera y MCD

División entera: a = b·q + r con 0 ≤ r < b
MCD por Euclides: MCD(a, b) = MCD(b, r). Iterás hasta r = 0.
Bezout: MCD(a,b) = d ⇔ ∃ s, t ∈ ℤ: a·s + b·t = d

V/F típicos sobre divisibilidad

AfirmaciónV/F
"Si ∃s, t ∈ ℤ: 3 = a·s + b·t, entonces MCD(a,b) = 3"F. Solo: MCD(a,b) | 3, así que MCD ∈ {1, 3}
"Si ∃s, t: 1 = a·s + b·t, entonces MCD(a,b) = 1"V (caso particular de Bezout)
"a·b·c múltiplo de 6 ⇒ alguno es múltiplo de 6"F. Contraej: 2·3·1 = 6, ninguno es múltiplo de 6
"MCD(n, 2n+1) = 1"V (= MCD(n, 1) = 1)

Soluciones de ax ≡ b (n) en finales

Pregunta clásica: "¿Cuántas soluciones principales tiene la ecuación X?" Respuesta: contar MCD(a, n) si divide a b, sino 0 soluciones.

Ejemplo (Final 19/02/2024): 72x ≡ 54 (126)

MCD(72, 126): 126 = 72·1 + 54; 72 = 54·1 + 18; 54 = 18·3 + 0 → MCD = 18.
18 | 54 ✓ → tiene solución. 18 soluciones principales mod 126.

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5 Bloque 4 · Recurrencias, congruencias y grupos

Lo que entra en este bloque (preguntas 8–9)

Reconocer si una sucesión es solución de una recurrencia, identificar tipo y orden, propiedades de grupos cíclicos, INV(ℤₙ).

Es solución particular o general de la recurrencia?

Pregunta típica del final: "Dada aₙ₊₁ − 4·aₙ = −6·2ⁿ, la sucesión aₙ = 3·2ⁿ es:"

  1. Verificá si satisface la recurrencia: 3·2^(n+1) − 4·3·2ⁿ = 6·2ⁿ − 12·2ⁿ = −6·2ⁿ ✓.
  2. ¿Es solución general? Una solución general tiene 1 parámetro libre (orden 1). aₙ = 3·2ⁿ NO tiene parámetro libre. Solo es solución particular.
  3. La general sería aₙ = α·4ⁿ + (forma de la particular). Como 2 no es raíz de la homogénea (raíz 4), particular = K·2ⁿ. Reemplazando K·2^(n+1) − 4K·2ⁿ = −6·2ⁿ → −2K = −6 → K = 3. ✓ Coincide.
  4. Respuesta: es solución particular.

Reconocer la solución general

FormaRecurrencia (orden 2 homogénea)
aₙ = α·rⁿInválida sola: faltan parámetros
aₙ = α·rⁿ + β·sⁿ con r ≠ sCaracterística con raíces distintas r, s
aₙ = (α + β·n)·rⁿCaracterística con raíz doble r
aₙ = α·rⁿ + β·sⁿ + n²NO homogénea con término libre cuadrático

Grupos · resumen para preguntas tipo final

INV(ℤₙ) y orden φ(n)

nφ(n)Cíclico?
84NO (≅ ℤ₂×ℤ₂)
96SÍ (gen 2)
104SÍ (gen 3)
158NO (≅ ℤ₂×ℤ₄)
168NO (≅ ℤ₂×ℤ₄)
208NO (≅ ℤ₂×ℤ₄)
2718

Grupos cíclicos: propiedades

  • Todo grupo cíclico es abeliano.
  • Si |G| = n, los subgrupos son ⟨gᵈ⟩ con d | n. Hay τ(n) subgrupos (cantidad de divisores de n).
  • La red de subgrupos de un grupo cíclico de orden n es isomorfa a (Dn, |).

Subgrupos típicos

¿H = {x ∈ ℤ : x = 3a + 5b, a,b ∈ ℤ} es subgrupo de (ℤ, +)?

Sí. Como MCD(3,5) = 1, por Bezout, todo entero se escribe así, entonces H = ℤ. Es el subgrupo trivial total.

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6 Bloque 5 · Grafos y árboles binarios

Lo que entra en este bloque (pregunta 10)

Existencia de grafo con propiedades dadas, conexión, Euler, Hamilton, isomorfismo de grafos, árboles binarios.

"Es FALSO que existe un grafo con A=4, V=5, ..."

El final clásico te da una pregunta como esta y 4 propiedades; tenés que identificar cuál NO se puede cumplir.

Propiedad¿Se puede con A=4, V=5?
Simple y no conexoSí (ej: K₃ + 2 vértices aislados, A=3 — necesita ajustar; con A=4: cuadrado + 1 aislado)
Conexo, simple, sin aristas puenteDifícil: con 4 aristas, conexo de 5 vértices, sin puentes... necesita ciclo. Con 4 aristas y 5 vértices, conexo significa A = V−1 = 4 = árbol → todo árbol tiene puentes → IMPOSIBLE
Conexo y tiene camino de EulerSí (ej: cadena P₅ con A=4)
Tiene 3 vértices colgantesSí: estrella K₁,₄ tiene 4 colgantes, restringir... árbol con grados (1,1,1,2,3) tiene 3 colgantes

Condiciones de existencia

Camino de Euler ⇔ grafo conexo con 0 ó 2 vértices de grado impar.
Camino de Hamilton: no hay condición simple necesaria y suficiente.
Conexión necesaria: A > (V−1)(V−2)/2.
Suma de grados = 2·|A| (handshaking lemma).

Isomorfismo de grafos

Dos grafos son isomorfos si hay una biyección f: V₁ → V₂ que preserva adyacencias. Para refutar: encontrá una propiedad que sólo uno tiene (cantidad de aristas, distribución de grados, ciclos).

Ejemplo: ¿Son isomorfos K₃ ∪ K₃ y K₂,₃?

K₃ ∪ K₃: 6 vértices, 6 aristas, 2 componentes, todos grado 2.
K₂,₃: 5 vértices, 6 aristas, 1 componente, grados (3,3,2,2,2).
Distinto número de vértices → NO isomorfos.

Árboles binarios: hojas, internos, altura

En árbol binario regular con i internos:
• Hojas = i + 1
• Total = 2i + 1
Altura mínima de un árbol con n hojas: ⌈log₂(n)⌉.
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7 Mix integrador · Finales completos resueltos

Final 19/02/2024 — Resolución completa

Pregunta 1 — Simbolización

r: "Los sillones de mi casa son cómodos" → ∀x: S(x) → C(x) — Opción 1.
t: "Algunos sillones son cómodos" → ∃x: S(x) ∧ C(x) — Opción 3.

Pregunta 2 — R ∩ S y R ∪ S de equivalencia

R ∩ S es siempre de equivalencia (refl, sim, trans se mantienen al intersecar).
R ∪ S es de equivalencia solo si R ∘ S = S ∘ R (o caso particular si una está incluida en la otra).

Pregunta 3 — (D₄₀, |)

D₄₀ = {1,2,4,5,8,10,20,40}. 40 = 2³·5 NO es libre de cuadrados.
Es red distributiva pero no complementada: 4 no tiene complemento (ningún c con MCM(4,c)=40 y MCD(4,c)=1). Opción d).

Pregunta 5 — 8 hs extra L–V, ≥1 por día, hasta 4 por día

Asignás 1 a cada día (5 hs ya). Quedan 3 hs libres entre 5 días → C'(5,3) = C(7,3) = 35.

Pregunta 6 — 72x ≡ 54 (126)

MCD(72,126) = 18. 18 | 54 ✓. 18 soluciones principales.

Pregunta 7 — ∃s,t: 3 = a·s + b·t

Implica MCD(a,b) | 3, así que MCD ∈ {1, 3}, no necesariamente = 3. Opción c) MCD(a,b) ≤ 3.

Pregunta 9 — aₙ₊₁ − 4aₙ = −6·2ⁿ, sucesión aₙ = 3·2ⁿ

Verifico: 3·2^(n+1) − 4·3·2ⁿ = 6·2ⁿ − 12·2ⁿ = −6·2ⁿ ✓. Es solución particular (no general, falta α·4ⁿ).

Estrategia final para el día del examen
1. Lectura completa de los 10 ítems en 5 minutos. Marcá los que sabés sí o sí.
2. Resolvé los seguros primero (cubrís rápido los 6 mínimos para aprobar).
3. En cada V/F de divisibilidad o conjuntos: probá un contraejemplo numérico simple antes de descartar.
4. En grupos: si el grupo es INV(ℤₙ), recordá la tabla (φ(n) y si es cíclico).
5. En grafos: usá la suma de grados = 2|A| como check de cordura.
6. Nunca dejes en blanco: aún con 50% de chance, el VE es positivo.
7. Releé las opciones que NO elegiste con 5 minutos finales: descartar es tan importante como elegir.
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Inglés Técnico II

UTN FRBA · Cátedra Güelpa · Z3043 · 1°c 2026 · Parciales 15/05 (1°) y 26/06 (2°)
1 Estructura del paper académico (research article)

¿Qué es un paper de investigación?

Un paper académico (research article, conference paper) es un texto escrito por investigadores para comunicar los resultados de un trabajo original a la comunidad científica. Tiene una estructura convencional que el lector espera encontrar: cada sección cumple una función específica.

Las 8 partes del paper

SecciónFunciónQué responde
Title (Título)Refleja la temática a tratar de manera clara y simple¿De qué trata?
Author / AffiliationNombre del autor, institución a la que pertenece, organización que financia, contacto¿Quién lo escribe?
Abstract / ResumenResume de manera clara y concisa el contenido del artículo. Es el "cuerpo en miniatura" del paper¿Qué encontraré si lo leo?
IntroductionDescribe los antecedentes y presenta el marco teórico. Detalla el propósito y los objetivos. Plantea el gap¿Por qué importa?
Methodology (Métodos)Menciona el método utilizado para lograr el propósito (reseña sistemática, estudio de caso, encuestas, experimentos)¿Cómo lo hicieron?
Results (Resultados)Detalla los resultados obtenidos. Presenta tablas y gráficos¿Qué encontraron?
Discussion / ConclusionPresentación y análisis del alcance de la investigación y sus limitaciones¿Qué significan los resultados?
ReferencesMenciona trabajos previos consultados y citas utilizadas¿Sobre qué se apoya?
El esquema IMRAD
La estructura medular se conoce como IMRAD: Introduction, Methods, Results, And Discussion. Es la forma estándar más extendida en ciencias e ingeniería desde mediados del siglo XX. Title + Author + Abstract preceden al IMRAD; References lo cierra.

El abstract es lo más leído

Aunque ocupa pocas líneas (típicamente 150–300 palabras), el abstract es la parte más leída del paper: muchos lectores deciden si vale la pena leer el resto a partir de él. Por eso el examen de IT2 enfatiza su lectura, comprensión y reconocimiento.

Lectura por bloques: dónde encontrar qué

  • Si querés saber qué se investigó y por qué → leé Title + Abstract + Introduction.
  • Si querés saber cómo se hizo → leé Methodology.
  • Si querés saber qué encontraron → leé Results + Conclusion.
  • Si querés ampliar bibliografía → leé References.
Ejemplo aplicado
En el texto "Internet of Things for a Smart and Ubiquitous eHealth System" (Chatterjee & Armentano, 2015): el title describe el tema (IoT + eHealth); los autores son del Departamento de Computación (Calcutta) y de la Universidad Favaloro (Buenos Aires); el abstract resume; la introducción presenta IoT y la motivación; los methods describen el sistema propuesto; los results y la discussion evalúan; las references citan los trabajos previos.
Errores típicos
• Confundir abstract con introduction. El abstract es el resumen completo (incluye también métodos y resultados); la intro solo presenta el contexto y el problema.
• Saltearse el abstract. Es la sección que condensa todo y la más útil para evaluar rápido si el paper sirve.
• Pensar que las references son decorativas. Son la base sobre la que se apoya el paper y permiten rastrear el "estado del arte".
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2 El abstract: definición, tipos y partes

¿Qué es un abstract?

El abstract (resumen) es el resumen breve, claro y conciso del contenido completo del paper. Aparece al inicio, antes de la introducción, y suele tener 150–300 palabras. Es autocontenido: el lector debe poder entenderlo sin haber leído nada más del paper.

Tipos de abstract

TipoCaracterísticas
EstructuradoSe divide en secciones explícitas con subtítulos: Background, Objective, Methods, Results, Conclusions. Frecuente en revistas médicas y de ingeniería biomédica.
No estructurado (corrido)Es un único párrafo continuo, sin subtítulos, donde los movimientos retóricos se identifican por las marcas lingüísticas. Es el más común en ingeniería.
Indicativo / descriptivoSolo describe el contenido del paper sin dar resultados detallados (más cualitativo). Más raro.
InformativoIncluye datos cuantitativos y conclusiones. Es el estándar moderno.

Partes típicas de un abstract

Aunque las cantidades y nombres varían según autor/disciplina, suelen aparecer estas partes en este orden aproximado:

  1. Background / Marco teórico: contexto general; "qué se sabe".
  2. Antecedentes: trabajos previos relacionados.
  3. Encuadre: ubicación específica del estudio dentro del campo.
  4. Hypothesis / Hipótesis: lo que el autor supone (no siempre explícita).
  5. Gap / Vacío de conocimiento: lo que falta saber → razón de la investigación.
  6. Purpose / Objective: propósito y objetivo concreto.
  7. Methods / Metodología: cómo lo hicieron.
  8. Results / Resultados: qué encontraron.
  9. Conclusions: qué significa lo encontrado.
  10. Keywords / Palabras clave: 4–8 términos para indexación.
Las "Keywords" no son parte del cuerpo del abstract
Aparecen debajo del abstract como una lista. Sirven para que motores de búsqueda y bases de datos (Scopus, Google Scholar) indexen el paper. Ejemplo del texto Banking Insurance: "Keywords: expert system, information management, management, dashboard, data".

Ejemplo: abstract de "Positive energies?" (Bauwens & Devine-Wright, 2018)

"It has been suggested that participation in community energy initiatives may play an important role in enabling a transition towards renewable energy (RE) deployment by fostering positive attitudes toward renewables." → Background.

"Yet, little is known about how members of community energy initiatives differ from non-members in terms of energy attitudes..." → Gap.

"This article empirically analyzes the relations between community energy membership and attitudes toward RE..." → Objective.

"Based on statistical analyses of a large-scale quantitative dataset from an original survey (N=3,963)..." → Methods.

"Results show that members have significantly more positive attitudes..." → Results.

"The findings suggest a novel perspective on the benefits of community energy membership..." → Conclusions.

Diferencia abstract vs introducción

AbstractIntroduction
Largo150–300 palabras1–3 páginas (más largo)
ContenidoTodo el paper resumido (incluye resultados y conclusiones)Solo contexto, problema, gap, objetivos. Sin resultados
FunciónDecidir si vale la pena leer el paperJustificar por qué importa el estudio
Errores típicos
• Confundir un abstract no estructurado con uno breve sin partes. Aunque sea un párrafo único, contiene los movimientos retóricos; hay que identificarlos por las marcas lingüísticas.
• Pensar que las keywords son resumen. Son etiquetas para indexación, no parte del texto narrativo.
• Olvidar que el abstract incluye los resultados: no anticipa "se mostrará" sino que dice "se mostró".
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3 Movimientos retóricos del abstract

¿Qué son los movimientos retóricos?

Los movimientos retóricos (rhetorical moves) son las funciones comunicativas que el autor cumple dentro del abstract. Cada movimiento tiene un propósito específico y se reconoce por el lenguaje que usa. No siempre todos están explícitos, pero al menos: contexto, gap, objetivo, métodos, resultados y conclusiones deben estar.

Los 6 movimientos retóricos clave

MovimientoDefiniciónMarcas lingüísticas típicas
Marco teóricoFundamentación teórica dentro de la cual se enmarca la investigación. Resume conocimientos existentes en el área."In the field of...", "Recent studies show...", "It is well known that..."
AntecedentesTrabajos previos directamente relacionados con el objeto de estudio. Reflejan los avances y el estado actual del conocimiento."Previous research", "Earlier studies", "[Author] (2020) found...", "Several authors have shown..."
EncuadreUbicación de la investigación en un determinado campo de estudio; a veces a través de referencias a investigaciones previas."In this article...", "This study focuses on...", "Within the context of..."
PropósitoLa aspiración, el "para qué" se desarrolla la investigación."The aim of this paper is...", "This study seeks to..."
ObjetivoLa meta concreta que se desea alcanzar."The objective is to...", "We aim to determine...", "This paper analyzes..."
HipótesisLo que el autor supone que va a comprobar (no siempre explícita)."We hypothesize that...", "It is expected that...", "We assume..."
Propósito vs Objetivo: NO son sinónimos
Propósito = el "para qué" más amplio, la aspiración, el sentido último ("para mejorar la salud pública"). Objetivo = la meta concreta y medible ("evaluar la eficacia del fármaco X en N pacientes"). Un paper puede tener un único propósito y varios objetivos específicos que lo concretan.

Movimientos descriptivos del trabajo

MovimientoQué respondeMarcas típicas
Methods¿Cómo se hizo? Diseño, muestra, instrumentos, análisis."Based on...", "We conducted...", "Using statistical analysis...", "A survey of N=..."
Results¿Qué se encontró? Datos concretos."Results show that...", "We found...", "The data indicate..."
Conclusions¿Qué significa? Implicaciones, recomendaciones."The findings suggest...", "We conclude that...", "These results imply..."

Análisis de movimientos en un abstract real

Abstract de "Consumers Attitude and Behavior Towards Domestic Waste Recycling" (extracto)

"Following the industrial revolution, large quantities of waste have been increasingly generated across the globe..."Marco teórico/Background.

"In general, consumers' participation in recycling domestic waste is essential in any waste management system."Encuadre.

"However, little research has been conducted on consumer attitudes in developing countries..."Gap.

"The purpose of this study is to investigate consumer attitudes..."Propósito.

"This paper aims to identify the main barriers to recycling participation in the United Arab Emirates."Objetivo (más específico).

"A survey was distributed to N=... households..."Methods.

"Results indicate that..."Results.

"These findings suggest that policy interventions should focus on..."Conclusions.

Errores típicos
• Equiparar propósito con objetivo. Propósito = aspiración general; objetivo = meta concreta. En un mismo paper pueden coexistir.
• Confundir antecedentes con marco teórico. Marco teórico es el cuerpo conceptual; antecedentes son los trabajos previos puntuales que reportan resultados.
• Pensar que la hipótesis está siempre explícita. En ciencias sociales y de ingeniería suele estar implícita en el "Aim/Objective". Solo en disciplinas más experimentales aparece formalmente.
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4 El Gap (vacío de conocimiento)

¿Qué es un Gap?

El gap es lo que se desconoce hasta el momento en un área de investigación: el vacío de conocimiento que el autor intentará cubrir con su trabajo. En palabras de la cátedra:

Definición operativa
"El vacío de investigación se concibe como la declaración de una necesidad de investigación en un ámbito para convencer al lector de la importancia de su realización." — Apunte E. Güelpa.

En inglés: "A gap is something that remains to be done or learned in an area of research; it's a gap in the knowledge of the scientists in the field. Every research project must, in some way, address a gap."

¿Por qué es importante el Gap?

Sin gap, no hay novedad ni aporte. Toda investigación seria tiene que cerrar algún hueco del conocimiento existente. Identificar el gap permite al lector evaluar:

  • Si el paper aporta algo realmente nuevo.
  • Si la investigación está justificada.
  • El valor científico del trabajo.

Tipos de gap

  • Gap de comprensión: falta de entendimiento sobre cómo funciona algo en una situación particular.
  • Gap metodológico: introducir un método nuevo que necesita ser probado.
  • Gap empírico: estudiar un nuevo organismo, sistema o parte de un proceso.
  • Gap geográfico/poblacional: aplicar un estudio existente a otra región o grupo.
  • Vacío bibliográfico: falta de bibliografía sobre un tema; suele acompañar al gap pero no son lo mismo.

Un mismo paper puede atacar múltiples gaps. En ese caso, deben identificarse todos claramente.

¿Cómo encontrar el Gap en un texto en inglés?

Hay frases clave que indican casi siempre la presencia de un gap. Estas son las más usuales en el examen de IT2:

Frase en inglésTraducción
...has/have not been... (studied/reported/elucidated/clarified)...no ha sido (estudiado/reportado/aclarado)
...is required/needed......se requiere/necesita
The key question is/remains...La cuestión clave es/sigue siendo...
It is important to address...Es importante abordar...
Little is known about...Poco se sabe sobre...
However / Yet... (al inicio de oración tras describir lo conocido)Sin embargo / No obstante...
...remains unclear / unexplored......sigue siendo poco claro / no explorado
To date, few studies...Hasta la fecha, pocos estudios...
There is a lack of...Hay una falta de...
Despite [research], [aspect] has not been investigated...A pesar de [la investigación], [aspecto] no ha sido investigado...

Ejemplo concreto (Hosaka, Itao & Kuroda, 1995)

Identificación del gap
"The relationship between the four damping factors, i.e. internal friction, support loss, airflow force in free space, and squeeze force, has not yet been clarified, so it is not obvious which one is dominant in actual microsystems."

La frase "has not yet been clarified" = "no ha sido aclarado aún" indica el gap: la relación entre los 4 factores de damping no está clara, y el paper viene a aclararla.

¿Dónde encontrarlo?

El gap puede aparecer en distintas secciones:

  • En el abstract (forma compacta, una o dos oraciones).
  • En la introducción (forma extensa, párrafo dedicado).
  • En la sección de objetivos / propuesta de la investigación.
Vacío bibliográfico vs vacío de conocimiento
El término vacío bibliográfico se usa con la misma intención que vacío de conocimiento. Cuando hay un vacío en la investigación, suele haber también un vacío bibliográfico. Las formulaciones lingüísticas del texto ayudan a identificar cuál de los dos (o ambos) está siendo evaluado.

Tiempo verbal típico del gap: el present perfect

La construcción has/have + not + past participle es la marca canónica del gap, porque el inglés usa el present perfect para indicar acciones que no han ocurrido hasta ahora y que conectan pasado con presente. Ejemplos:

  • This phenomenon has not been investigated in tropical climates.
  • The effect of variable X on Y has not been clarified.
  • No previous study has reported on this issue.
Errores típicos
• Confundir gap con conclusión. El gap dice "esto NO se sabe"; la conclusión dice "esto encontramos".
• Buscar el gap solo en una palabra. Suele ser una oración entera: la frase clave (has not been...) más el complemento que describe qué falta.
• Ignorar las marcas lingüísticas. El examen de IT2 evalúa precisamente la capacidad de identificar el gap por sus marcas en inglés. Memorizar las frases clave es esencial.
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5 Estrategias de lecto-comprensión en inglés técnico

El objetivo no es traducir: es comprender

En IT2 lo que se evalúa es la lecto-comprensión, no la traducción literal. Esto significa: captar la idea principal, identificar las partes clave (gap, objetivo, conclusiones), entender vocabulario técnico por contexto. No hace falta traducir cada palabra.

Skimming y scanning: dos estrategias clave

EstrategiaCuándo usarlaCómo
SkimmingPara captar la idea general rápidamenteLeer título, abstract, headings, primera oración de cada párrafo, conclusión. Saltearse el detalle.
ScanningPara encontrar información puntual (un número, un nombre, una fecha)Recorrer el texto buscando solo la palabra clave; ignorar el resto.
Estrategia de orden de lectura recomendado
Para un paper desconocido, en este orden:
  1. Title: ¿de qué trata?
  2. Keywords: términos centrales.
  3. Abstract entero: resumen completo (gap, objetivo, métodos, resultados, conclusión).
  4. Headings: mapa del paper.
  5. Conclusion / Discussion: qué encontraron y qué implica.
  6. Introduction: contexto y gap más extenso.
  7. Methods + Results: solo si necesitás detalle técnico.

Cognados: tu mejor amigo

Los cognados son palabras que se parecen entre inglés y español por compartir raíz latina/griega. En textos técnicos hay muchísimos:

InglésEspañolInglésEspañol
analyzeanalizarmethodmétodo
structureestructuratechnologytecnología
systemsistemainvestigateinvestigar
implementimplementarconclusionconclusión
processprocesoapplicationaplicación
researchinvestigacióndatadatos

False friends: cuidado

Los falsos amigos se parecen pero significan otra cosa:

InglésNO significaSignifica
actual / actuallyactual / actualmentereal / en realidad
librarylibrería (tienda)biblioteca
supportsoportar (aguantar)apoyar / mantener
realizerealizardarse cuenta
sensiblesensiblesensato / razonable
eventuallyeventualmentefinalmente / a la larga
argumentargumento (trama)discusión / razón
topictópicotema

Marcadores discursivos clave

Las palabras que conectan ideas. Reconocerlas acelera la comprensión:

  • Adición: moreover, furthermore, in addition, also (además).
  • Contraste: however, nevertheless, on the other hand, yet, despite (sin embargo).
  • Causa: because, since, due to, as (porque, debido a).
  • Consecuencia: therefore, thus, hence, consequently, so (por lo tanto).
  • Ejemplo: for example, for instance, e.g. (por ejemplo).
  • Énfasis: indeed, in fact, particularly (de hecho).
  • Tiempo: previously, currently, recently, finally (previamente, recientemente).
Pista: la palabra que precede al gap suele ser de contraste
Frases como "However, ...", "Yet, ...", "Despite this research, ..." casi siempre introducen el gap: el autor dice "esto se sabe... PERO falta saber esto otro". Por eso al leer un abstract, el "however" es señal de "ojo, viene el gap".

Leer en bloque, no palabra por palabra

El cerebro lee mejor en chunks (frases nominales o verbales). Acostumbrate a procesar bloques como:

  • "the relationship between ... and ..." (la relación entre... y...)
  • "a large-scale quantitative study" (un estudio cuantitativo a gran escala)
  • "results show that ..." (los resultados muestran que...)
Errores típicos
• Detenerse en cada palabra desconocida. Si no es clave para la idea, seguí adelante: el contexto suele aclararla más adelante.
• Traducir literalmente. El inglés tiene estructuras (passive voice, nominalización) que no funcionan en español traducido palabra por palabra.
• Caer en falsos amigos. "Actually" no es "actualmente": es "en realidad".
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6 Verb tenses y vocabulario en abstracts

¿Por qué importan los tiempos verbales?

En un abstract, cada movimiento retórico tiene un tiempo verbal preferido. Reconocer el tiempo verbal te dice qué movimiento estás leyendo. Es una pista poderosa para identificar las partes.

Tabla de tiempos verbales por movimiento

MovimientoTiempo verbal típicoPor quéEjemplo
Background / Marco teóricoPresente simpleVerdades generales del campo, lo que se sabe hoy"Recycling is considered the most successful strategy..."
AntecedentesPresent perfect o pasado simpleInvestigaciones que llegan hasta el presente o que ya concluyeron"Several studies have shown that..."
GapPresent perfect en negativo"No ha sido + participio": describe lo que aún no se ha hecho"This relationship has not been clarified..."
Propósito / ObjetivoPresente simple (con verbos como aim, seek, analyze)Acción del paper en curso"This study analyzes...", "We aim to..."
MethodsPasado simple (a veces presente con voz pasiva)Lo que ya se hizo en la investigación"A survey was conducted with N=3963..."
ResultsPasado simple o presenteLo que se encontró"Results show that members had more positive attitudes..."
Conclusions / ImplicationsPresente simple, modal verbs (may, can, should)Generalizaciones e implicaciones"The findings suggest that policy interventions should..."

El present perfect: la marca del gap

Construcción: has/have (not) + past participle. Conecta pasado con presente. Significa: "hasta ahora, esto ha (o no ha) ocurrido". Ejemplos:

  • "Many studies have investigated X..." = "Muchos estudios han investigado X..." (antecedentes).
  • "X has not been investigated in tropical climates..." = "X no ha sido investigado en climas tropicales..." (gap).
  • "Little research has been conducted on Y..." = "Poca investigación se ha hecho sobre Y..." (gap).

Voz pasiva: típica de Methods y Results

El inglés científico usa voz pasiva muy frecuentemente porque pone el foco en lo hecho, no en quién lo hizo:

  • "A survey was conducted..." en lugar de "We conducted a survey".
  • "Data were analyzed using SPSS..." en lugar de "We analyzed data using SPSS".
  • "Results are presented in Table 1..." en lugar de "We present results in Table 1".

Modal verbs: para conclusiones e implicaciones

ModalUsos típicos en conclusionEjemplo
may / mightPosibilidad moderada"This may contribute to..."
can / couldCapacidad o posibilidad"This approach can improve..."
shouldRecomendación"Future studies should address..."
must / willNecesidad / certeza alta"Companies must invest in soft skills..."

Vocabulario académico recurrente

Los abstracts y papers comparten un repertorio léxico específico. Conocerlo acelera mucho la lectura:

CategoríaVerbos / sustantivos típicos
Investigarinvestigate, examine, analyze, explore, address, study, assess, evaluate
Mostrar / sugerirshow, demonstrate, suggest, indicate, reveal, point out, highlight
Encontrarfind, identify, observe, detect
Concluirconclude, summarize, conclude that, the findings imply
Aportecontribution, finding, novel approach, key insight, framework
Carencia (gap)lack of, gap, little is known, has not been, remains unclear
Implicacionesimplications, applications, recommendations, future research

Phrasal verbs y sustantivaciones frecuentes

  • To carry out = realizar (a study).
  • To deal with = abordar / tratar (an issue).
  • To rely on = depender de.
  • The implementation of... = la implementación de... (sustantivación frecuente).
  • The analysis of... = el análisis de...
  • The assessment of... = la evaluación de...
Errores típicos
• Traducir "has been" como "fue" (presente perfecto pasivo). Es "ha sido" y conecta con el presente — clave para identificar gap.
• Confundir can con could. Can indica capacidad real; could es más hipotético o cortés.
• No reconocer la pasiva. "Was conducted" = "se realizó / fue realizado", muy típico en Methods.
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7 Análisis de textos auténticos de ingeniería

Los 4 textos del aula virtual

La cátedra trabaja con 4 textos auténticos. Repasamos su tema, vocabulario clave y estructura.

Texto 1: "Empowering Innovation in Banking Insurance: Expert System for Information Management"

Autores: Rojas Serrano, Mora-Aguilar, Pacheco-Pumaleque (Universidad César Vallejo, Perú, 2024). Tema: sistema experto para gestión de información en bancos y seguros, con dashboard analítico.

  • Vocabulario clave: expert system, information management, dashboard, data, banking insurance, decision-making, software tool, process automation.
  • Tipo de paper: "Software Tool Article" (tipo común en F1000Research).
  • Gap probable: sistemas previos no integran información de manera automatizada en este sector.

Texto 2: "The Importance of Soft Skills in the Workplace"

Autor: Harsh Bhati (Kids Club School, Rajasthan, India, 2022). Tema: revisión sobre habilidades blandas (soft skills) en el ambiente laboral; comparación con hard skills; rol en RRHH y reclutamiento.

  • Vocabulario clave: soft skills, hard skills, HR (human resources), recruitment, communication skills, personality traits, social skills, workplace, employability.
  • Tipo de paper: "Review Article" — sintetiza investigación previa más que aportar datos nuevos.
  • Argumento central: los empleadores valoran cada vez más las soft skills (comunicación, trabajo en equipo, actitud positiva) tanto o más que las hard skills técnicas.
Definición clave
Soft skills: "the cluster of personality traits, social graces, facility with language, personal habits, friendliness, and optimism that mark each of us to varying degrees." (Centre for Career Opportunities at Purdue University, citado por Jungsun K., 2011).

A diferencia de las hard skills (técnicas, medibles, tangibles), las soft skills son contextuales y demostrables según situaciones.

Texto 3: "Internet of Things for a Smart and Ubiquitous eHealth System"

Autores: Parag Chatterjee (St. Xavier's College, Kolkata) & Ricardo L. Armentano (Universidad Favaloro, Buenos Aires; 2015). Tema: aplicación de Internet of Things (IoT) a un sistema de salud electrónica (eHealth).

  • Vocabulario clave: Internet of Things (IoT), eHealth, ubiquitous, M2M (machine-to-machine), connected devices, embedded devices, smart cities, intelligent automation.
  • Cifra emblemática: "the number of connected devices is expected to touch 50 billion by 2020" (Cisco IBSG).
  • Tipo de paper: "Conference Paper" (presentado en CICN 2015).

Texto 4: "Consumers Attitude and Behavior Towards Domestic Waste Recycling in Developing Countries: A Case Study"

Autores: Bendak & Attili (University of Sharjah, UAE, 2017). Tema: actitudes de consumidores hacia el reciclado domiciliario en países en desarrollo (UAE como caso de estudio).

  • Vocabulario clave: recycling, domestic waste, waste management, post-purchased waste, salvaged materials, raw materials, pollution, recyclables, separation at source.
  • Argumento central: separar reciclables en origen es más eficiente y económico que separar después en centros de recolección. Las actitudes del consumidor son clave.
  • Tipo de paper: case study en una revista de management de residuos (Adv Recycling Waste Manag).

Patrón común: todos los abstracts tienen gap

Estructura compartida
Cada uno de los 4 textos sigue el patrón:
  1. Background técnico del campo (IoT, soft skills, recycling, expert systems).
  2. Lo que ya se sabe (antecedentes).
  3. Gap: lo que falta investigar (en países en desarrollo, en banking, en eHealth ubicuo, en workplace moderno).
  4. Objetivo de este paper.
  5. Métodos.
  6. Resultados.
  7. Conclusiones e implicaciones.

Diferencias por disciplina

TextoDisciplinaTipo de evidencia
Banking Expert SystemSoftware engineeringDiseño y desarrollo de software, casos de uso
Soft SkillsRecursos humanos / socialesRevisión bibliográfica, no datos primarios
IoT eHealthIngeniería en computaciónDiseño arquitectónico, propuesta tecnológica
Recycling UAEIngeniería industrial / managementEncuesta empírica con datos cuantitativos

Cómo abordar un texto desconocido en el examen

  1. Mirar el título: identificar el tema general (1 minuto).
  2. Localizar y leer el abstract entero (3–5 minutos).
  3. Marcar las partes del abstract: gap, objetivo, métodos, resultados, conclusión.
  4. Leer la conclusión del paper si está pedida.
  5. Responder consignas de comprensión: las respuestas suelen estar literalmente en el texto.
Errores típicos
• Tratar de traducir todo el texto. No alcanza el tiempo. Aplicá skimming + scanning.
• Suponer respuestas. Las consignas de comprensión piden información explícita en el texto; nada de inferir más allá.
• Saltearse el abstract para "ahorrar tiempo". Mal pasaje: el abstract es el atajo más eficiente.
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8 Examen parcial: estrategia y modalidad de cursada

Modalidad del examen parcial

Según los lineamientos de cátedra:

Qué incluye el parcial
"Los parciales consistirán en la lectura de un texto auténtico en inglés, no trabajado previamente, y responder consignas de comprensión lectora. Escritura de un resumen (abstract) en inglés, reconocimiento de sus partes, reconocimiento en el texto, etc."

Es decir: NO viene un texto que se vio en clase. Por eso los textos del AV (IoT, Soft Skills, etc.) son ejemplos para entrenar, pero en el parcial puede tocar otro texto similar.

Tipos de consignas que aparecen

  • Lectura comprensiva: "What is the gap addressed by the authors?", "What method did they use?", "What did they find?"
  • Reconocimiento de partes del abstract: identificar gap, propósito, objetivo, métodos, resultados y conclusión dentro del abstract dado.
  • Identificación de movimientos retóricos: marcar marco teórico, antecedentes, encuadre.
  • Reconocer el gap en el texto: citar la frase exacta y traducirla.
  • Vocabulario: dar el significado en español de términos técnicos por contexto.
  • Escritura/redacción de un abstract a partir de un texto extenso.

Estrategia recomendada para el parcial

  1. Primer pase (skimming, ~5 min): leer título, abstract y conclusión para tener panorama.
  2. Segundo pase (lectura activa): con las consignas a la vista, hacer scanning para encontrar respuestas.
  3. Marcar el texto: subrayar palabras clave, marcar el "however/yet" que precede al gap, anotar qué párrafo es Methods/Results.
  4. Responder consignas: primero las que tenés más claras; dejar las dudosas para el final.
  5. Verificar: si pide cita literal, copiar tal cual; si pide traducción, no traducir palabra por palabra sino la idea.

Datos de la cursada (Z3043 IT2 1°c 2026)

DatoDetalle
ProfesoraElisa Güelpa (sin ayudante)
Día y horarioViernes 19:00 – 22:15 hs
CuatrimestreInicio: 25 de marzo · Fin: 11 de julio
1° Parcial15/05/2026 (presencial)
2° Parcial26/06/2026 (presencial)
1° Recuperatorio03/07/2026
ModalidadHíbrida: VS (zoom), VA (asincrónico AV) y P (presencial)
Sede presencialCampus calle Mozart (UTN FRBA)
Zoom ID980 6805 2083 · Código: 050551
Contactoeog2674@yahoo.com.ar / eguelpa@frba.utn.edu.ar

Régimen de aprobación

Promoción directa (sin final)Aprobación con final
Asistencia≥ 75%≥ 75%
TPsAprobadosAprobados
Parciales≥ 6 con posibilidad de recuperatorioPromedio ≥ 6
Último parcial≥ 8
Calificación final≥ 8+ examen final
Sistema de "Rewards"
La cátedra premia con puntos extra:
  • Spontaneous Rewards: se obtienen en clase o en tareas; se sortean. Pueden valer desde centésimos a quedar exceptuado de tareas/foros.
  • Final Reward: equivale a 1 punto entero. Se obtiene si se hicieron todas las actividades cargadas en el AV en la sección "Actividades para obtener la final reward", antes del 2° parcial.

Materiales obligatorios

  • Textos cargados en el Aula Virtual + textos buscados.
  • Apuntes teóricos (en AV o en fotocopiadora).
  • Diccionario bilingüe — en los parciales solo se admite diccionario de papel, no online.

Foro "Clase Anterior"

Para ausentes o quienes llegaron tarde. Quien sea seleccionado debe volcar los datos de la clase siguiendo el ejemplo dado por la profesora en el foro fecha 27/03/26.

Tip clave
La profesora destaca que "el aula es el mejor lugar para equivocarnos y poder corregir y aprender". Aprovechar las clases sincrónicas para preguntar es la forma más eficiente de cubrir dudas antes del parcial.
Errores típicos en el parcial
• Querer traducir todo. El parcial mide comprensión, no traducción literal.
• No identificar el gap en el abstract. Es una de las consignas más frecuentes y más facilmente perdibles si no se conocen las marcas lingüísticas (has not been..., is required..., yet little is known...).
• Llevar diccionario en el celular. Solo papel: el celular no se admite en el parcial.
• Confundir propósito con objetivo. Son distintos y suele preguntarse identificar uno u otro.
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