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IB Matemáticas AI HL · Tema 1

Número y álgebra

Todo lo del tema SL — sucesiones, finanzas, logaritmos, aproximación, resolver con tecnología — más una segunda capa que cambia lo que significa 'número': números complejos, matrices y valores propios. El álgebra es más abstracta, la GDC sigue permitida y las formas exactas importan más que en SL.

Qué cubre el temario

Quince secciones evaluadas: SL 1.1 a 1.8, compartidas con AI SL, y AHL 1.9 a 1.15, que son solo de HL.

SL 1.1Notación científicaOperaciones con números de la forma a × 10ᵏ, donde 1 ≤ a < 10 y k es un entero.
SL 1.2Sucesiones y series aritméticasTérmino n y sumas parciales con las fórmulas, notación sigma y contextos reales donde el crecimiento se acerca — sin serlo del todo— a un patrón aritmético.
SL 1.3Sucesiones y series geométricasEl mismo aparato con razón constante: término n, sumas parciales, notación sigma y sus aplicaciones.
SL 1.4Aplicaciones financierasInterés compuesto y depreciación anual, leídos como sucesiones geométricas disfrazadas.
SL 1.5Exponentes y logaritmosLeyes de exponentes con exponentes enteros; logaritmos en base 10 y e, evaluados numéricamente con tecnología.
SL 1.6AproximaciónCifras decimales y significativas, cotas superior e inferior de valores redondeados, error porcentual, estimación.
SL 1.7Amortización y anualidadesCuotas de préstamos y planes de ahorro calculados con el solver de valor temporal del dinero de la GDC.
SL 1.8Resolución de ecuaciones con tecnologíaSistemas de hasta tres ecuaciones lineales y ecuaciones polinómicas resueltos en la GDC.
AHL 1.9Leyes de los logaritmosLas leyes del producto, del cociente y de la potencia, y escribir una expresión como un solo logaritmo.
AHL 1.10Exponentes racionalesLas leyes de los exponentes extendidas a potencias fraccionarias, y su relación con las raíces.
AHL 1.11Suma de una sucesión geométrica infinitaLa suma infinita de una serie convergente y la condición para que exista.
AHL 1.12Números complejos en forma cartesianaEl número i, partes real e imaginaria, conjugados, las cuatro operaciones y el plano complejo.
AHL 1.13Formas polar y exponencialMódulo y argumento, r(cos θ + i sen θ) y re^{iθ}, pasar de una forma a otra, y sumar ondas sinusoidales como números complejos.
AHL 1.14Matrices y sistemas de ecuacionesSumas, productos y múltiplos escalares, el determinante y la inversa, y resolver AX = B.
AHL 1.15Valores propios, vectores propios y potencias de matricesLa ecuación característica de una matriz de 2×2, vectores propios, diagonalización y Aⁿ.

Cómo se examina

HL mantiene la tecnología de AI SL y añade trabajo que hay que hacer en forma exacta y escribir con la notación correcta.

  • Se permite GDC en todos los papers de HL. Pero cuando se indica una forma — 'en la forma r ln p', 'como un solo logaritmo' — la respuesta es exacta y la calculadora solo la comprueba.

  • Los números complejos pasan entre tres formas: cartesiana a + bi, módulo-argumento r(cos θ + i sen θ) y exponencial re^{iθ}. El argumento va en radianes, y el argumento principal está en (−π, π].

  • Las matrices se examinan como álgebra, no solo como aritmética: productos en el orden correcto, el determinante y la inversa de una matriz de 2×2, y resolver AX = B multiplicando por A⁻¹ por la izquierda.

  • Las preguntas de valores propios siguen una ruta fija: la ecuación característica det(A − λI) = 0, los vectores propios de cada λ, y luego A = PDP⁻¹ y Aⁿ = PDⁿP⁻¹.

  • Una suma infinita (AHL 1.11) existe solo cuando |r| < 1. Las preguntas que piden por qué existe, o el rango de r que lo permite, evalúan esa condición.

  • La regla de redondeo es la misma que en SL: exacto o tres cifras significativas, y una respuesta redondeada se escribe con las cifras pedidas.

Una pregunta corregida, punto por punto

Un cambio de forma donde el método y el número son correctos, y la unidad del ángulo no lo es.

Practica el álgebra nueva con ejercicios nuevos

De SL 1.1 a AHL 1.15, cada ejercicio generado vuelve corregido punto por punto, con una razón para cada uno — y los números complejos, las matrices y los vectores se pueden responder en las formas que acepta un esquema de puntuación.

Empieza tu prueba

¿Nuevo en los códigos? M1, A1 y R1 explicados →

Forma exponencial · AHL 1.13

Semilla 9C41

Sea z = 1 + √3 i.

  1. (a)Halla el módulo y el argumento de z.
  2. (b)Por tanto, escribe z en la forma re^{iθ}.

Tu desarrollo

|z| = √(1² + (√3)²) = 2

arg z = tan⁻¹(√3) = 60°

z = 2e^{i·60°}

Puntos otorgados

  • M1Mark awarded. Módulo y argumento hallados a partir de las partes real e imaginaria.
  • A1Mark awarded. |z| = 2.
  • A1Mark not awarded. El argumento está en grados. La forma exponencial exige radianes: arg z = π/3, así que z = 2e^{iπ/3}.

Dónde se pierden los puntos de verdad

Las ideas son nuevas en HL, pero los puntos se van como siempre: en la forma, el orden y la unidad.

Escribir el argumento en grados en la forma polar o exponencial.

CostoLa forma exponencial se define con radianes. e^{i·60°} no es el número que quieres decir, y el punto de respuesta del argumento se pierde.

Tomar el argumento directamente de tan⁻¹ sin revisar el cuadrante.

Costotan⁻¹ devuelve un ángulo entre −π/2 y π/2. Para un número con parte real negativa el argumento queda desfasado en π, y se pierde el punto de exactitud.

Multiplicar matrices en el orden equivocado, o suponer que AB = BA.

CostoLa multiplicación de matrices no es conmutativa. El orden equivocado da otra matriz, y cada línea posterior se apoya en ella.

Escribir las columnas de P en un orden distinto al de los valores propios en D.

CostoA = PDP⁻¹ solo se cumple cuando cada columna de P corresponde a su valor propio en la diagonal de D. Intercambiarlas da otra matriz.