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Secundaria

Números naturales y enteros

Para contar cuadernos usamos 0, 1, 2, 3… Ahora pensemos en una temperatura: ¿cómo escribimos una que está por debajo de cero? Necesitamos números negativos. Vamos a ver qué representan, situarlos en la recta y entender las operaciones con ellos paso a paso.

1. El signo necesita una referencia

Un termómetro marca cuatro grados por debajo de cero. Escribimos −4 °C: el 4 cuenta cuánto nos separamos del cero y el menos indica hacia qué lado. Si marca tres grados por encima, escribimos +3 °C o simplemente 3 °C. Los dos números usan la misma referencia.

Del termómetro a la recta: el cero es la misma referencia
Cada marca representa 1 °C−4 °C-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6+3 °C-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6Más frío ← 0 °C → más cálido-40+3
Dos termómetros comparten una escala con marcas separadas por un grado. El rojo marca menos cuatro: su columna termina cuatro marcas por debajo de la línea de cero. El azul marca más tres: termina tres marcas por encima. El signo indica el lado de la referencia, mientras la cifra cuenta cuántos grados la separan de cero. Debajo, las mismas temperaturas pasan a una recta: menos cuatro queda a la izquierda y más tres a la derecha. Aumentar la temperatura corresponde a subir en el termómetro y avanzar a la derecha en la recta.

Los enteros son …, −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, … Los positivos quedan por encima de cero y los negativos por debajo. El 0 no es positivo ni negativo. Las fracciones como 1/2 no pertenecen a este conjunto. El símbolo ℤ nombra el conjunto de los enteros.

Una cantidad negativa no significa siempre deuda: su sentido depende del contexto. Puede indicar una planta bajo la planta cero, un cambio que disminuye o una posición a la izquierda. Aquí llamamos naturales a 0,1,2,…; si otro libro empieza en 1, está usando otra convención para ese nombre.

Leer una posición negativa

Un ascensor usa la planta 0 como nivel de calle. Está tres plantas por debajo. ¿Cómo lo representas?

  1. Fijar el origen

    La referencia es la planta 0; cada paso representa una planta.

  2. Contar y dar dirección

    Tres pasos por debajo se representan con −3. No describe todavía un movimiento: dice dónde está.

Resultado

Está en la planta −3.

Lo comprobamos

La planta +3 estaría tres por encima de la calle, en el lado contrario.

Distinguir posición y cambio

Un termómetro marca 6 °C y después baja 2 °C. Identifica el número de la posición inicial y el del cambio.

  1. Leer lo que ya había

    La posición inicial es +6 °C, por encima de cero.

  2. Leer lo que sucede

    Bajar 2 °C es un cambio de −2 °C. La llegada será 4 °C y sigue siendo positiva.

Resultado

Inicial +6 °C; cambio −2 °C; final +4 °C.

Lo comprobamos

Un cambio negativo puede llevar de un positivo a otro positivo: su signo indica disminución, no necesariamente una llegada bajo cero.

2. Ordenar en una recta con separaciones iguales

Colocamos el cero y marcas separadas siempre por la misma distancia. A la derecha van 1, 2, 3,… y a la izquierda −1, −2, −3,… Un número situado más a la derecha es mayor; uno situado más a la izquierda es menor.

Así −2 es mayor que −6: en una temperatura, dos grados bajo cero es más cálido que seis bajo cero. El tamaño de la cifra sin su signo no decide el orden. Todo negativo es menor que cero y que cualquier positivo.

Los signos < y > expresan «menor que» y «mayor que».

La abertura mira al mayor: −6 < −2 y también −2 > −6.

Ordenar de menor a mayor equivale a recorrer los puntos de izquierda a derecha.

Dos negativos

Compara −8 y −3 usando < o >.

  1. Situarlos respecto al origen

    −8 está ocho pasos a la izquierda; −3, solo tres.

  2. Leer de izquierda a derecha

    −8 queda a la izquierda de −3, por tanto es menor.

Resultado

−8 < −3.

Lo comprobamos

Desde −8 hacen falta cinco pasos hacia la derecha para llegar a −3.

Una lista con todos los casos

Ordena de menor a mayor 2, −1, −5 y 0.

  1. Separar los lados

    Los negativos van antes del cero y el positivo después. Entre los negativos, −5 está más a la izquierda que −1.

  2. Escribir el recorrido completo

    Leemos −5, −1, 0 y 2.

Resultado

−5 < −1 < 0 < 2.

Lo comprobamos

Cada número de la lista es mayor que el anterior; no se ordenan solo las cifras 1,2,5.

3. Opuesto y valor absoluto responden preguntas distintas

El opuesto de 4 es −4 y el opuesto de −4 es 4: misma distancia a cero y lados contrarios. Al sumar un número con su opuesto sale cero. El opuesto de cero sigue siendo cero.

Misma distancia; lados contrarios
-6-5-4-3-2-101234564 unidades4 unidadesOpuestos: −4 y 4; distancias: 4 y 4
Menos cuatro y cuatro son opuestos. Ambos distan cuatro unidades de cero, de modo que sus valores absolutos coinciden aunque sus posiciones sean diferentes.

El valor absoluto mide solo la distancia a cero.

Se escribe con dos barras: |−4| = 4 y |4| = 4.

Una distancia es no negativa. El opuesto, en cambio, cambia el lado; puede ser positivo, negativo o cero.

Si a representa un número, −a significa su opuesto, no necesariamente un resultado negativo.

Al introducir a = −7, el valor −a es +7.

Poner la entrada entre paréntesis hace visible qué número completo se está tomando como opuesto.

Una misma entrada, dos tareas

Encuentra el opuesto y el valor absoluto de −6.

  1. Cambiar de lado para el opuesto

    El punto simétrico a −6 respecto de cero es +6; −6 + 6 = 0.
  2. Medir la distancia

    De −6 a 0 hay seis unidades, de modo que |−6| = 6.
Resultado

Opuesto 6 y valor absoluto 6.

Lo comprobamos

Coinciden en este caso porque la entrada era negativa; las definiciones siguen siendo distintas.

Una entrada positiva y el cero

Encuentra opuesto y valor absoluto de 5 y después de 0.

  1. Tratar la entrada positiva

    El opuesto de 5 es −5; su distancia a cero es |5| = 5.
  2. Tratar el origen

    El opuesto de 0 es 0 y su valor absoluto es 0. No hay distancia ni cambio de lado.

Resultado

Para 5: −5 y 5. Para 0: 0 y 0.

Lo comprobamos

5 + (−5) = 0 comprueba el opuesto. |5| no puede ser −5 porque es una distancia.

Una letra con menos delante

Si a = −9, calcula −a y |a| − 4.

  1. Sustituir la entrada completa

    −a = −(−9) = 9.

    Tomamos el opuesto del negativo.

  2. Calcular la distancia antes de restar

    |a| − 4 = |−9| − 4 = 9 − 4 = 5.
Resultado

−a = 9 y |a| − 4 = 5.

Lo comprobamos

La barra solo afecta a a; no se está calculando |a − 4|.

4. Sumar: aplicar cambios y compensar opuestos

Empezamos en −5 y aumentamos 8. Cinco pasos a la derecha nos llevan a cero y quedan tres; llegamos a 3.

La escritura es −5 + 8 = 3.

Empezar en 4 y sumar −7 pide ir siete pasos a la izquierda; llegamos a −3.

También podemos representar cada +1 y cada −1 con fichas. Una pareja de opuestos suma cero. En −4 + 7 compensamos cuatro parejas y quedan tres positivos. En −6 + 2 compensamos dos parejas y quedan cuatro negativos.

Una pareja de opuestos suma cero
(-4) + 7−−−−+++++++Se compensan 4 parejas; queda 3.
Cada ficha negativa representa menos uno y cada positiva más uno. Se compensan 4 parejas sin cambiar el valor total.

Con dos números del mismo signo, sus magnitudes se suman y ese signo se conserva. Con signos distintos, se compensan: restamos las magnitudes y queda el signo del número de mayor valor absoluto. Si las magnitudes son iguales, queda cero. Para varias cantidades podemos agrupar todos los positivos y todos los negativos, conservando cada signo.

Atravesar cero hacia la derecha

Calcula −5 + 8 e interpreta el recorrido.

Una posición y un cambio son datos diferentes
-7-6-5-4-3-2-101234567Cambio +8-5 + (8) = 3
Empezamos en -5. Aplicar el cambio 8 lleva a 3; la flecha conserva el sentido del cambio y cruza el cero si corresponde.
  1. Llegar a la referencia

    Desde −5 usamos cinco de los ocho pasos positivos para llegar a 0.

  2. Completar el cambio

    Quedan 8 − 5 = 3 pasos positivos.

    Llegamos a 3.

Resultado

−5 + 8 = 3.

Lo comprobamos

3 − 8 = −5 recupera la posición inicial.

Dos cambios con igual signo

Calcula −3 + (−5) y 3 + 5.

  1. Reunir los negativos

    Tres pasos negativos y otros cinco negativos suman ocho hacia la izquierda: −8.

  2. Reunir los positivos

    Tres pasos positivos y otros cinco positivos suman ocho hacia la derecha: 8.

Resultado

−3 + (−5) = −8 y 3 + 5 = 8.

Lo comprobamos

Sumar dos negativos no da positivo: la regla del producto no se aplica a esta suma.

Compensar una lista

Calcula −7 + 4 − 2 + 8.

  1. Leer cada cantidad con su signo

    Es una suma de −7, +4, −2 y +8.

    Positivos: 4 + 8 = 12.
    Negativos: −7 + (−2) = −9.
  2. Compensar los dos totales

    12 + (−9) deja 3 positivos al compensar nueve parejas.

Resultado

El resultado es 3.

Lo comprobamos

También por orden: −7 + 4 = −3; −3 − 2 = −5; −5 + 8 = 3.

5. Restar es deshacer una suma

Restar 3 a 8 pide encontrar qué número, al sumarle 3, recupera 8. Ese número es 5. Con el mismo significado, restar −3 a 8 pide una llegada que, al sumarle −3, recupere 8.

Tiene que ser 11, porque 11 + (−3) = 8.

Por eso restar un número equivale a sumar su opuesto: a − b = a + (−b). Si restamos +4, sumamos −4. Si restamos −4, sumamos +4. La regla habla de la operación de resta; todavía no hay un producto.

En −2 − (−6), el primer menos pertenece al número inicial, el central indica restar y el del paréntesis pertenece a la cantidad restada. Reescribir −2 + 6 permite usar la suma que ya entendemos.

Una resta que llega a negativo

Calcula 3 − 8 y compruébalo.

  1. Sumar el opuesto

    3 − 8 = 3 + (−8).

    Desde 3 hacemos ocho pasos hacia la izquierda.

  2. Completar el recorrido

    Tres pasos llegan a 0 y quedan cinco hacia la izquierda: −5.

Resultado

3 − 8 = −5.

Lo comprobamos

−5 + 8 = 3 recupera el número inicial.

Restar un negativo

Calcula −2 − (−6).

  1. Identificar lo que se resta

    La cantidad restada es −6 y su opuesto es +6.

  2. Sumar ese opuesto

    −2 − (−6) = −2 + 6 = 4.
Resultado

El resultado es 4.

Lo comprobamos

4 + (−6) = −2 recupera el inicio. Esta comprobación explica por qué la resta aumenta.

Conservar una resta posterior

Calcula 5 − (−3) − 10.

  1. Cambiar solo la resta del negativo

    5 − (−3) − 10 = 5 + 3 − 10.

    La resta de 10 permanece.

  2. Completar por la izquierda

    5 + 3 = 8 y 8 − 10 = −2.
Resultado

El resultado es −2.

Lo comprobamos

El cambio total fue +3 − 10 = −7; aplicarlo al 5 también da −2.

6. Multiplicar enteros: repetir y conservar la distributiva

Tres veces −4 significa (−4) + (−4) + (−4) = −12.

Un positivo por un negativo da negativo. Intercambiar los factores no cambia el producto, así que (−4)·3 también vale −12.

Para entender dos negativos, conservamos la distributiva: multiplicar una suma equivale a sumar los productos.

Como 2 + (−2) = 0, tenemos (−3)·[2 + (−2)] = 0.
Al distribuir queda −6 + (−3)·(−2) = 0.

El producto que falta debe ser +6 para compensar −6.

Así resumimos: signos iguales dan producto positivo y signos distintos dan producto negativo. Después multiplicamos los valores absolutos. Si algún factor es cero, todo el producto es cero. Estas reglas describen productos, no sumas.

Repetir un cambio negativo

Un saldo disminuye 4 € cada día durante 3 días. ¿Cuál es el cambio total?

  1. Traducir un día

    Cada día aporta −4 € de cambio.

  2. Repetir tres veces

    3·(−4) = −4 − 4 − 4 = −12 €.

    Es una disminución total.

Resultado

El cambio es −12 €.

Lo comprobamos

Si el saldo inicial era 20 €, llegaría a 8 €. El −12 es el cambio, no necesariamente el saldo final.

Aplicar la regla ya justificada

Calcula (−5)·(−4), (−5)·4 y (−5)·0.

  1. Separar signos y magnitudes

    Los dos primeros tienen magnitud 5·4 = 20.

    En el primero los signos son iguales: +20; en el segundo distintos: −20.

  2. Revisar el factor cero

    El último vale 0. No lo llamamos positivo ni negativo.

Resultado

20, −20 y 0, respectivamente.

Lo comprobamos

Por distributiva, (−5)·[4 + (−4)] = −20 + 20 = 0.

Varios factores

Calcula (−2)·(−3)·(−4).

  1. Multiplicar un par

    (−2)·(−3) = 6: dos negativos dan positivo.
  2. Incorporar el siguiente factor

    6·(−4) = −24: positivo por negativo da negativo.
Resultado

El producto es −24.

Lo comprobamos

Las magnitudes dan 2·3·4 = 24. Hay tres factores negativos y el signo final es negativo, no se decide mirando solo el primer par.

7. Dividir: buscar el factor que falta

24 ÷ 6 pregunta qué número multiplicado por 6 da 24. La respuesta es 4. Para (−24) ÷ 6, necesitamos un número que al multiplicarlo por +6 dé −24: es −4. La división se comprueba con la multiplicación.

Cuando el dividendo y el divisor tienen el mismo signo, el cociente es positivo; con signos distintos es negativo. La razón es la regla de productos que tiene que reconstruir el dividendo. El divisor nunca puede ser cero.

Una división entre enteros no tiene por qué dar otro entero: 5 ÷ 2 = 2,5. El cálculo existe, pero su resultado sale del conjunto ℤ. En cambio, 0 dividido entre un entero no nulo vale 0; dividir entre 0 sigue sin estar permitido.

Recuperar un dividendo negativo

Calcula (−28) ÷ 7 y 28 ÷ (−7).

  1. Buscar el factor en cada caso

    7·(−4) = −28 y (−7)·(−4) = 28.
  2. Leer los cocientes

    En los dos casos los signos son distintos y el cociente es −4.

Resultado

Ambos cocientes valen −4.

Lo comprobamos

Multiplicar cada resultado por su propio divisor recupera su dividendo.

Signos iguales y cociente no entero

Calcula (−30) ÷ (−5) y (−5) ÷ 2.

  1. Resolver la división exacta

    Los dos negativos del primer cociente dan positivo: 30/5 = 6.

  2. Reconocer un resultado fuera de ℤ

    El segundo tiene signos distintos y magnitud 5/2 = 2,5.

    El resultado es −2,5, que no es entero.

Resultado

6 y −2,5.

Lo comprobamos

(−5)·6 = −30 y 2·(−2,5) = −5 reconstruyen ambos dividendos.

Distinguir dónde está el cero

Compara 0 ÷ 4 y 4 ÷ 0.

  1. Cero como dividendo

    Buscamos q con 4q = 0.
    La solución es q = 0.
  2. Cero como divisor

    Buscar q con 0q = 4 es imposible: cualquier producto por cero vale cero.

Resultado

0 ÷ 4 = 0; 4 ÷ 0 no está definido.

Lo comprobamos

En 0 ÷ 0 tampoco se define un cociente único: cualquier q cumpliría 0q = 0.

8. Comprobar el signo y recuperar lo que teníamos

Antes de aplicar una regla identificamos la operación: −8 + 3 combina cantidades por compensación; (−8)·3 repite un factor negativo. Dan −5 y −24. Con los mismos números, las operaciones piden trabajos diferentes.

Para revisar una suma, podemos deshacer el cambio. Para revisar una resta, sumamos de nuevo lo restado. Para un cociente, multiplicamos por el divisor. Además, interpretamos el signo: una subida debe llevar a una posición mayor y una bajada a una menor, aunque ambas queden bajo cero.

Con sumas y restas de varias cantidades, podemos comparar dos recorridos válidos: uno por orden y otro agrupando los sumandos con su signo. No cambiamos arbitrariamente los paréntesis de una resta; primero la escribimos como suma de opuestos.

La operación decide el procedimiento

Calcula −6 + 2 y (−6)·2 y explica por qué no dan lo mismo.

  1. Sumar por compensación

    Dos positivos compensan dos de los seis negativos: quedan −4.

  2. Multiplicar por repetición

    Dos veces −6 son −6 + (−6) = −12.
Resultado

La suma da −4 y el producto −12.

Lo comprobamos

En la suma, deshacer +2 da −4 − 2 = −6. En el producto, dividir −12 entre 2 da −6.

Un resultado que contradice el cambio

Se propone −7 + 3 = −10. ¿Cómo detectas y corriges el error?

  1. Revisar la dirección antes de recalcular

    Sumar +3 debe movernos a la derecha. −10 queda a la izquierda de −7, así que la propuesta no puede ser correcta.

  2. Aplicar el cambio

    Desde −7 avanzamos tres: −6, −5, −4. La salida es −4.

Resultado

La igualdad correcta es −7 + 3 = −4.

Lo comprobamos

−4 − 3 = −7 recupera la posición inicial.

Ahora lo resolvemos de principio a fin.

EJEMPLO RESUELTO 1

Una temperatura atraviesa el cero

La temperatura inicial es −3 °C y sube 8 °C. ¿Cuál es la temperatura final?

-5-3056+3+5
Primero +3 hasta cero; después +5 hasta cinco.
  1. Separar posición y cambio

    La temperatura inicial es −3 °C. Subir 8 °C es un cambio de +8 °C.

  2. Plantear

    La temperatura final se calcula como inicial más cambio: −3 + 8.

  3. Alcanzar cero

    Tres de los ocho grados de subida llevan de −3 a 0.

  4. Completar el aumento

    Quedan 8 − 3 = 5 grados de subida.

    Desde 0 llegamos a 5.

  5. Interpretar

    La temperatura final es 5 °C, por encima de cero.

  6. Deshacer el cambio

    5 − 8 = −3 recupera el inicio y 5 − (−3) = 8 comprueba la subida.
Resultado

La temperatura final es 5 °C.

Lo comprobamos

Es mayor que la inicial y la diferencia entre final e inicial es exactamente 8 °C.

EJEMPLO RESUELTO 2

Dos restas y tres signos distintos

Calcula 6 − (−4) − 9 y justifica el tratamiento de cada signo.

0161011+4-9
Primero +4; después −9.
  1. Leer la estructura

    Empezamos en 6, restamos −4 y después restamos 9. No hay una multiplicación.

  2. Tomar el opuesto

    El opuesto de −4 es +4: 6 − (−4) − 9 = 6 + 4 − 9.
  3. Hacer el primer paso

    6 + 4 = 10; se conserva la resta pendiente: 10 − 9.
  4. Terminar

    10 − 9 = 1.
  5. Comparar otro recorrido

    El cambio total es 4 − 9 = −5 y 6 + (−5) = 1.
  6. Justificar los signos

    La primera transformación fue sumar el opuesto de lo restado; después usamos suma y resta de enteros.

Resultado

6 − (−4) − 9 = 1.

Lo comprobamos

Las dos agrupaciones de 6 + 4 − 9 producen el mismo resultado.

Los símbolos que hemos usado

0
Referencia: ni positivo ni negativo.
−3
Tres unidades a la izquierda de cero.
a − b
Restar b a a equivale a sumar el opuesto de b.
−a
Opuesto de a; puede ser positivo si a es negativo.
|a|
Distancia de a a cero, siempre no negativa.

Ahora te toca a ti.

Tienes cinco ejercicios. Inténtalos; las pistas te ayudan si te atascas.

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