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GAC Matemáticas

Consejos

Las Matemáticas GAC constan de cuatro módulos. GAC004 reconstruye los fundamentos en inglés, desde la aritmética y el álgebra hasta la geometría analítica, la geometría plana y sólida, la trigonometría y las funciones exponenciales y logarítmicas. GAC010 aborda secuencias, matemáticas financieras, probabilidad y estadística. GAC016 es cálculo de una variable. GAC024 es matemáticas discretas, desde conjuntos y sistemas de conteo hasta algoritmos, grafos y lógica booleana.

El lenguaje se evalúa junto con el método. Un cuaderno de terminología, que se lleva unidad por unidad y se revisa durante el semestre, es un componente real de GAC004, por lo que saber definir qué es una pendiente o un residuo es tan importante como calcular uno.

GAC016 es el módulo que más frecuentemente reconocen las universidades. Varias publican equivalencias a cálculo para este curso, lo que hace que el trabajo con derivadas e integrales aquí valga la pena tratarse como un curso de primer año en lugar de como una revisión escolar.

Los eventos son una mezcla. Espere una prueba breve en clase sobre las unidades iniciales, uno o dos proyectos construidos en una hoja de cálculo, un examen que cubra todo al final y calificaciones de trabajo continuo que se acumulan silenciosamente a lo largo del semestre.

Los ejemplos resueltos, ejercicios prácticos y exámenes de práctica aquí son nuestros, redactados según los resultados y el formato de esos eventos.

  • 1

    GAC004 Matemáticas I: Fundamentos

    1.1

    Qué es este módulo y cómo se evalúa

    GAC004 reconstruye las matemáticas escolares en inglés para que puedas estudiar una materia universitaria que lo requiere. Las propias matemáticas son familiares. Las palabras, los símbolos y la forma de escribir una solución son la parte nueva, y valen puntos.

    El módulo se divide en seis unidades y se evalúa en tu centro docente mediante varios eventos separados, no en un único examen final. Un conjunto típico incluye una prueba corta en clase 课堂测验 sobre las primeras unidades, uno o dos proyectos 项目 realizados en una hoja de cálculo, un examen 考试 que cubre las seis unidades y trabajo académico 平时作业 que incluye un cuaderno de terminología. Tu centro publica los pesos exactos; el punto clave de esta lista es que los puntos se acumulan a lo largo del semestre.

    • El cuaderno de terminología 术语记录本 es un componente real. Anotas cada nueva palabra matemática con un significado en tus propias palabras, y se revisa durante el semestre.
    • Existen puntos por método. Una respuesta correcta sin desarrollo puede obtener menos puntos que una respuesta incorrecta pero con un método claro y correcto, así que escribe los pasos.
    • Lee la palabra de mando 指令词 en la pregunta. Solve (resolver) pide un valor, simplify (simplificar) pide una expresión más corta, analyse (analizar) pide un comentario sobre lo que significa la respuesta.
    1.1

    Repaso de terminología y aritmética

    Syllabus

    Unidad 1 de 6 en GAC004 Matemáticas I: Fundamentos (Nivel I). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente bajo la moderación de ACT — no hay examen externo.

    Propósito del módulo: Al finalizar este módulo, los estudiantes deberán demostrar una comprensión de los conceptos básicos de las matemáticas y del lenguaje utilizado, como preparación para estudios superiores en un entorno de habla inglesa.

    Resultados del módulo que esta unidad contribuye a alcanzar:

    Objetivo de aprendizaje GAC004.1: Resolver problemas elementales de matemáticas utilizando operaciones aritméticas básicas.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    El vocabulario numérico se da por sentado en todas las unidades posteriores.

    Un entero 整数 es un número entero, positivo o negativo. Un número racional 有理数 se puede escribir como una fracción de dos enteros; un número irracional 无理数 no, y $\pi$ y $\sqrt{2}$ son los ejemplos estándar. Un número primo 质数 tiene exactamente dos factores: él mismo y 1.

    La orden de operaciones 运算顺序 establece el significado de una expresión escrita: paréntesis, luego exponentes, luego multiplicación y división, luego suma y resta, trabajando de izquierda a derecha dentro de cada nivel.

    $$3 + 4 \times 2^2 = 3 + 4 \times 4 = 3 + 16 = 19$$
    • Un factor 因数 divide un número exactamente; un múltiplo 倍数 es lo que obtienes al multiplicarlo. 6 es un factor de 24, y 24 es un múltiplo de 6.
    • El mayor común divisor (MCD) 最大公因数 y el mínimo común múltiplo (MCM) 最小公倍数 provienen de los factores primos: $24 = 2^3 \times 3$ y $36 = 2^2 \times 3^2$, por lo tanto el MCD es $2^2 \times 3 = 12$ y el MCM es $2^3 \times 3^2 = 72$.
    • Un porcentaje 百分比 es una fracción con denominador 100. Un aumento del 15% multiplica por $1.15$; una disminución del 15% multiplica por $0.85$. Invertir un cambio porcentual implica dividir, nunca restar el mismo porcentaje nuevamente.
    • Las cifras significativas 有效数字 indican la precisión con la que se conoce un valor. $0.004\,072$ a tres cifras significativas es $0.004\,07$.
    • La notación científica 科学记数法 escribe un número como $a \times 10^n$ con $1 \le a < 10$. Es la forma en que una calculadora muestra respuestas muy grandes o muy pequeñas.

    Ejemplo resuelto. Una tienda sube el precio de 240 yuanes en un 15%, luego reduce el nuevo precio en un 15%. ¿Es el precio final 240 yuanes?

    $$240 \times 1.15 = 276, \qquad 276 \times 0.85 = 234.60$$

    No. Los dos porcentajes actúan sobre cantidades diferentes, por lo que el precio final es 234.60 yuanes. Este es el error porcentual más común en el módulo.

    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    in-class test/ɪn klæs test/ 课堂测验 kè táng cè yàn
    projects/ˈprɒdʒekts/ 项目 xiàng mù
    examination/eɡˌzæmɪˈneɪʃn/ 考试 kǎo shì
    coursework/ˈkɔːsjuːɜːk/ 平时作业 píng shí zuò yè
    terminology logbook/ˌtɜːmɪˈnɒlədʒi ˈlɒɡbʊk/ 术语记录本 shù yǔ jì lù běn
    command word/kəˈmænd wɜːd/ 指令词 zhǐ lìng cí
    integer/ˈɪntɪdʒə/ 整数 zhěng shù
    rational number/ˈræʃənl ˈnʌmbə/ 有理数 yǒu lǐ shù
    irrational number/ɪˈræʃənl ˈnʌmbə/ 无理数 wú lǐ shù
    prime number/praɪm ˈnʌmbə/ 质数 zhì shù
    order of operations/ˈɔːdə ɒv ˌɒpəˈreɪʃnz/ 运算顺序 yùn suàn shùn xù
    factor/ˈfæktə/ 因数 yīn shù
    multiple/ˈmʌltɪpl/ 倍数 bèi shù
    highest common factor (HCF)/ˈhaɪɪst ˈkɒmən ˈfæktə/ 最大公因数 zuì dà gōng yīn shù
    lowest common multiple (LCM)/ˈləʊɪst ˈkɒmən ˈmʌltɪpl/ 最小公倍数 zuì xiǎo gōng bèi shù
    percentage/pəˈsentɪdʒ/ 百分比 bǎi fēn bǐ
    Significant figures/sɪɡˈnɪfɪkənt ˈfɪɡəz/ 有效数字 yǒu xiào shù zì
    Standard form/ˈstændəd fɔːm/ 科学记数法 kē xué jì shù fǎ
    expression/ekˈspreʃn/ 表达式 biǎo dá shì
    terms/tɜːmz/ 项 xiàng
    coefficient/ˌkəʊɪˈfɪʃənt/ 系数 xì shù
    1.2

    Álgebra I: álgebra introductoria

    Syllabus

    Unidad 2 de 6 en GAC004 Matemáticas I: Fundamentos (Nivel I). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y es evaluado en el centro docente bajo la moderación de ACT — no existe un examen externo.

    Los resultados del módulo hacia los cuales trabaja esta unidad son:

    Objetivo de Aprendizaje GAC004.2: Realizar operaciones algebraicas básicas y resolver ecuaciones e inecuaciones mediante métodos algebraicos.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    El álgebra es aritmética con letras que representan números, y tiene su propio vocabulario.

    En $5x^2 - 3x + 7$, todo el conjunto es una expresión 表达式; $5x^2$, $-3x$ y $7$ son sus términos 项; 5 es el coeficiente 系数 de $x^2$; y 7 es una constante 常数.

    Una ecuación 方程 indica que dos expresiones son iguales y se resuelve buscando un valor. Una identidad 恒等式 es verdadera para cualquier valor. Una desigualdad 不等式 compara dos expresiones con $<$, $\le$, $>$ o $\ge$.

    Expandir 展开 significa eliminar paréntesis; factorizar 因式分解 significa volver a ponerlos.

    $$(x + 3)(x - 5) = x^2 - 5x + 3x - 15 = x^2 - 2x - 15$$
    • Resolver una ecuación lineal 一元一次方程 significa realizar la misma operación en ambos lados hasta que la letra quede sola.
    • Una ecuación cuadrática 一元二次方程 tiene un término $x^2$. Intenta factorizar primero; si no funciona, usa la fórmula $x = \dfrac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$.
    • Las ecuaciones simultáneas 联立方gen son dos ecuaciones con dos incógnitas, resueltas por sustitución o por eliminación. La solución es el punto donde se cruzan las dos rectas.
    • ⚠ Una desigualdad se invierte 反向 cuando multiplicas o divides ambos lados por un número negativo: de $-2x > 6$ se deduce que $x < -3$.

    Ejemplo resuelto. Resuelve $x^2 - 2x - 15 = 0$.

    $$x^2 - 2x - 15 = (x - 5)(x + 3) = 0$$

    Un producto es cero solo cuando un factor es cero, por lo tanto $x = 5$ o $x = -3$. Sustituir ambos valores en la ecuación original es la forma de verificar, y toma diez segundos.

    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    constant/ˈkɒnstənt/ 常数 cháng shù
    equation/ɪˈkweɪʒn/ 方程 fāng chéng
    identity/aɪˈdentɪti/ 恒等式 héng děng shì
    inequality/ɪniːˈkwɒlɪti/ 不等式 bù děng shì
    expand/ekˈspænd/ 展开 zhǎn kāi
    factorise/ˈfæktəraɪz/ 因式分解 yīn shì fēn jiě
    linear equation/ˈlɪnɪə ɪˈkweɪʒn/ 一元一次方程 yī yuán yī cì fāng chéng
    quadratic equation/kwɒˈdrætɪk ɪˈkweɪʒn/ 一元二次方程 yī yuán èr cì fāng chéng
    Simultaneous equations/ˌsɪməlˈteɪnɪəs ɪˈkweɪʒnz/ 联立方程 lián lì fāng chéng
    reverses/rɪˈvɜːsɪz/ 反向 fǎn xiàng
    gradient/ˈɡreɪdɪənt/ 斜率 xié lǜ
    y-intercept/waɪ ˌɪntəˈsept/ y 轴截距 y zhóu jié jù
    parallel/ˈpærəlel/ 平行 píng xíng
    1.3

    Álgebra: gráficas y geometría analítica

    Syllabus

    Unidad 3 de 6 en GAC004 Matemáticas I: Fundamentos (Nivel I). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente con moderación por parte de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad:

    Objetivo de aprendizaje GAC004.3: Graficar relaciones algebraicas y utilizar la geometría analítica para resolver problemas.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    Una gráfica convierte una ecuación en una imagen, y la geometría analítica mide esa imagen.

    Una recta se representa como $y = mx + c$, donde $m$ es la pendiente 斜率 y $c$ la intersección con el eje y y 轴截距. La pendiente es la elevación dividida entre el recorrido horizontal.

    $$m = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}$$
    • Dos rectas son paralelas 平行 cuando sus pendientes son iguales, y perpendiculares 垂直 cuando el producto de sus pendientes es $-1$.
    • El punto medio 中点 de un segmento es el promedio de sus extremos, y la distancia 距离 entre dos puntos proviene de Pitágoras: $d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$.
    • Una cuadrática se grafica como una parábola 抛物线. Su vértice 顶点 es el punto de giro, y las raíces 根 son donde cruza el eje $x$, que corresponden a las soluciones de $y = 0$.
    • Para resolver dos ecuaciones gráficamente 用图像求解, dibuja ambas y lee las coordenadas de la intersección. La respuesta es tan precisa como el dibujo, por lo que una verificación algebraica es importante.

    Ejemplo resuelto. Encuentra la ecuación de la recta que pasa por $(2, 1)$ y $(6, 9)$.

    $$m = \frac{9 - 1}{6 - 2} = \frac{8}{4} = 2$$

    Sustituir $(2, 1)$ en $y = 2x + c$ da $1 = 4 + c$, por lo que $c = -3$ y la recta es $y = 2x - 3$. Verificar el segundo punto: $2(6) - 3 = 9$ ✓.

    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    perpendicular/ˌpɜːpənˈdɪkjʊlə/ 垂直 chuí zhí
    midpoint/ˈmɪdpɔɪnt/ 中点 zhōng diǎn
    distance/ˈdɪstəns/ 距离 jù lí
    parabola/pəˈræbələ/ 抛物线 pāo wù xiàn
    vertex/ˈvɜːteks/ 顶点 dǐng diǎn
    roots/ruːts/ 根 gēn
    graphically/ˈɡræfɪkli/ 用图像求解 yòng tú xiàng qiú jiě
    polygon/ˈpɒlɪɡən/ 多边形 duō biān xíng
    1.4

    Geometría: plana, sólida y euclidiana

    Syllabus

    Unidad 4 de 6 en GAC004 Matemáticas I: Fundamentos (Nivel I). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente bajo la supervisión de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad son:

    Objetivo de Aprendizaje GAC004.4: Analizar problemas simples que involucran figuras planas y sólidos, y resolver problemas de geometría euclidiana.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    La geometría plana trata sobre figuras bidimensionales, la geometría sólida sobre las tridimensionales, y la geometría euclidiana es el razonamiento que las conecta.

    Los ángulos en una línea recta suman $180°$, los ángulos alrededor de un punto suman $360°$ y los ángulos interiores de cualquier triángulo suman $180°$. En un polígono 多边形 de $n$ lados, los ángulos interiores suman $(n - 2) \times 180°$.

    • Las figuras congruentes 全等 son idénticas en tamaño y forma; las figuras similares 相似 tienen la misma forma con todas las longitudes en una misma proporción.
    • El teorema de Pitágoras 勾股定理 se cumple en un triángulo rectángulo: $a^2 + b^2 = c^2$, donde $c$ es la hipotenusa 斜边.
    • El área 面积 se mide en unidades cuadradas y el volumen 体积 en unidades cúbicas. Un cilindro tiene volumen $\pi r^2 h$; una esfera tiene volumen $\tfrac{4}{3}\pi r^3$ y área superficial $4\pi r^2$.
    • ⚠ La escala no es lineal. Si cada longitud de un sólido se duplica, su área se multiplica por $2^2 = 4$ y su volumen por $2^3 = 8$.

    Ejemplo resuelto. Un tanque cilíndrico tiene radio 1.2 m y altura 3.0 m. ¿Qué volumen contiene, en litros?

    $$V = \pi r^2 h = \pi \times 1.2^2 \times 3.0 = 13.57\ \text{m}^3$$

    Un metro cúbico equivale a 1000 litros, por lo que el tanque contiene aproximadamente 13,570 litros. Llevar la unidad a través del cálculo hace que la conversión final sea evidente.

    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    Congruent/ˈkɒŋɡruːənt/ 全等 quán děng
    similar/ˈsɪmɪlə/ 相似 xiāng sì
    Pythagoras' theorem/paɪˈθæɡərəs ˈθɪərəm/ 勾股定理 gōu gǔ dìng lǐ
    volume/ˈvɒljuːm/ 体积 tǐ jī
    sine rule/saɪn ruːl/ 正弦定理 zhèng xián dìng lǐ
    cosine rule/ˈkəʊsaɪn ruːl/ 余弦定理 yú xián dìng lǐ
    degrees/dɪˈɡriːz/ 度 dù
    radians/ˈreɪdɪənz/ 弧度 hú dù
    unit circle/ˈjuːnɪt ˈsɜːkl/ 单位圆 dān wèi yuán
    periodic/ˌpɪərɪˈɒdɪk/ 周期的 zhōu qī de
    bearing/ˈbeərɪŋ/ 方位角 fāng wèi jiǎo
    Angles of elevation and depression/ˈæŋɡlz ɒv ˌelɪˈveɪʃn ænd dɪˈpreʃn/ 仰角与俯角 yǎng jiǎo yǔ fǔ jiǎo
    exponential function/ˌekspəˈnenʃl ˈfʌŋkʃn/ 指数函数 zhǐ shù hán shù
    1.5

    Trigonometría

    Syllabus

    Unidad 5 de 6 en GAC004 Matemáticas I: Fundamentos (Nivel I). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente bajo la moderación de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo hacia los cuales trabaja esta unidad son:

    Objetivo de Aprendizaje GAC004.5: Calcular soluciones a diversos problemas utilizando métodos trigonométricos.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    La trigonometría conecta los ángulos de un triángulo con sus lados.

    En un triángulo rectángulo, con $\theta$ uno de los ángulos agudos, las tres razones son $\sin \theta = \dfrac{\text{opposite}}{\text{hypotenuse}}$, $\cos \theta = \dfrac{\text{adjacent}}{\text{hypotenuse}}$ y $\tan \theta = \dfrac{\text{opposite}}{\text{adjacent}}$.

    Para cualquier triángulo, se aplican la ley de los senos 正弦定理 y la ley de los cosenos 余弦定理:

    $$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}, \qquad a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A$$
    • Un ángulo puede medirse en grados 度 o en radianes 弧度, donde $\pi$ radianes es $180°$. Verifica el modo en que se encuentra tu calculadora antes de cada pregunta.
    • El círculo unitario 单位圆 extiende las razones más allá de $90°$ y explica por qué $\sin$ y $\cos$ se repiten cada $360°$: son periódicas 周期的.
    • Una rumbo 方位角 se mide en sentido horario desde el norte y siempre se escribe con tres cifras, como $075°$.
    • Los ángulos de elevación y depresión 仰角与俯角 se miden desde la horizontal, hacia arriba y hacia abajo respectivamente.

    Ejemplo resuelto. Desde un punto a 40 m de la base de una torre, el ángulo de elevación de la cima es $32°$. ¿Cuál es la altura de la torre?

    $$\tan 32° = \frac{h}{40}, \qquad h = 40 \tan 32° = 25.0\ \text{m}$$

    Están involucrados el lado opuesto y el lado adyacente, lo cual selecciona la razón tangente. Elegir la razón es el paso marcado, no la aritmética.

    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    hypotenuse/haɪˈpɒtənjuːs/ 斜边 xié biān
    Area/ˈeərɪə/ 面积 miàn jī
    1.6

    Funciones exponenciales y logarítmicas

    Syllabus

    Unidad 6 de 6 en GAC004 Matemáticas I: Fundamentos (Nivel I). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente con moderación por ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo que esta unidad contribuye a alcanzar:

    Objetivo de aprendizaje GAC004.6: Resolver y graficar funciones y ecuaciones exponenciales y logarítmicas.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    Estas dos funciones descricen el crecimiento y el decaimiento, y se anulan entre sí.

    Una función exponencial 指数函数 es $y = a^x$: la variable está en el exponente 指数. Crece por un factor constante por paso, por eso eventualmente supera a cualquier línea recta.

    Un logaritmo 对数 responde a la pregunta inversa. $\log_a y = x$ significa exactamente $a^x = y$, así que $\log_{10} 1000 = 3$.

    $$\log(mn) = \log m + \log n, \qquad \log\!\left(\frac{m}{n}\right) = \log m - \log n, \qquad \log(m^k) = k \log m$$
    • Las leyes convierten la multiplicación en suma, lo cual es lo que hace útil a un logaritmo para resolver una ecuación con la incógnita en el exponente.
    • Los logaritmos naturales 自然对数 usan la base $e \approx 2.718$ y se escriben $\ln$.
    • El interés compuesto 复利 es exponencial: $A = P(1 + r)^n$ después de $n$ períodos.
    • La decaimiento exponencial 指数衰减 tiene una base entre 0 y 1, y modela el enfriamiento, la salida de medicamentos de la sangre y materiales radiactivos.

    Ejemplo resuelto. Se invierten 5000 yuanes al 4% anual, capitalizados anualmente. ¿Cuántos años completos se necesitan hasta que exceda los 7000 yuanes?

    $$5000(1.04)^n > 7000 \;\Rightarrow\; 1.04^n > 1.4 \;\Rightarrow\; n > \frac{\log 1.4}{\log 1.04} = 8.58$$

    Por lo tanto, se necesitan 9 años completos. Aplicar logaritmos a ambos lados es el paso que saca $n$ del exponente, y es la técnica que esta unidad existe para enseñar.

    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    exponent/ekˈspəʊnənt/ 指数 zhǐ shù
    logarithm/ˈlɒɡərɪθəm/ 对数 duì shù
    Natural logarithms/ˈnætʃərəl ˈlɒɡərɪθəmz/ 自然对数 zì rán duì shù
    Compound interest/ˈkɒmpaʊnd ˈɪntrest/ 复利 fù lì
    Exponential decay/ˌekspəˈnenʃl dɪˈkeɪ/ 指数衰减 zhǐ shù shuāi jiǎn
  • 2

    GAC010 Matemáticas II: Probabilidad, estadística y finanzas

    2.1

    Qué es este módulo y cómo se evalúa

    GAC010 es el módulo de matemáticas de Nivel II, y es el que más se asemeja a las matemáticas que realmente utilizará una carrera universitaria en negocios, economía o ciencias sociales: secuencias, dinero, probabilidad y estadística.

    La evaluación sigue el patrón de GAC004 — un test 测验 sobre las unidades iniciales, uno o dos proyectos 项目 construidos en una hoja de cálculo, un examen 考试 sobre las ocho unidades, y trabajo académico 平时作业 que incluye el cuaderno de terminología. Varias universidades publican créditos para este módulo, así que trátalo como un curso de primer año en lugar de como repaso.

    • ⚠ Las unidades financieras recompensan el método mostrado. Un solo número sin el desarrollo del procedimiento casi no obtiene puntos, porque el evaluador no puede ver qué fórmula elegiste.
    • Las preguntas de estadística te piden interpretar, no solo calcular. "La media es 42" es la mitad de una respuesta; "la media es 42, pero los dos valores atípicos la elevan por encima de la mediana" es la otra mitad.
    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    test/test/ 测验 cè yàn
    projects/ˈprɒdʒekts/ 项目 xiàng mù
    examination/eɡˌzæmɪˈneɪʃn/ 考试 kǎo shì
    coursework/ˈkɔːsjuːɜːk/ 平时作业 píng shí zuò yè
    sequence/ˈsiːkwəns/ 数列 shù liè
    series/ˈsɪəriːz/ 级数 jí shù
    arithmetic sequence/əˈrɪθmətɪk ˈsiːkwəns/ 等差数列 děng chā shù liè
    common difference/ˈkɒmən ˈdɪfrəns/ 公差 gōng chāi
    geometric sequence/ˌdʒiːəʊˈmetrɪk ˈsiːkwəns/ 等比数列 děng bǐ shù liè
    common ratio/ˈkɒmən ˈreɪʃɪəʊ/ 公比 gōng bǐ
    sum to infinity/sʌm tʊ ɪnˈfɪnɪti/ 无穷和 wú qióng hé
    Gross pay/ɡrəʊs peɪ/ 税前工资 shuì qián gōng zī
    net pay/net peɪ/ 税后工资 shuì hòu gōng zī
    deductions/dɪˈdʌkʃnz/ 扣除项 kòu chú xiàng
    Simple interest/ˈsɪmpl ˈɪntrest/ 单利 dān lì
    Depreciation/dɪˌpriːʃɪˈeɪʃn/ 折旧 zhé jiù
    discount/ˈdɪskaʊnt/ 折扣 zhé kòu
    present value/ˈprezənt ˈvæljuː/ 现值 xiàn zhí
    annuity/əˈnjuːɪti/ 年金 nián jīn
    loan repayment/ləʊn rɪˈpeɪmənt/ 贷款还款 dài kuǎn hái kuǎn
    2.1

    Secuencias y series

    Syllabus

    Unidad 1 de 8 en GAC010 Matemáticas II: Probabilidad, Estadística y Finanzas (Nivel II). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y es evaluado en el centro docente con moderación por ACT — no hay examen externo.

    Propósito del módulo: Al finalizar este módulo, los estudiantes deberán ser capaces de aplicar conocimientos básicos sobre los principios de probabilidad y estadística para resolver y analizar problemas financieros comunes.

    Los resultados de aprendizaje que esta unidad contribuye a alcanzar son:

    Objetivo de Aprendizaje GAC010.1: Resolver problemas utilizando sucesiones aritméticas y geométricas, así como sus series correspondientes.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    Una secuencia 数列 es una lista ordenada de números; una serie 级数 es su suma.

    Una secuencia aritmética 等差数列 suma una diferencia común 公差 $d$ fija en cada paso. Una secuencia geométrica 等比数列 multiplica por una razón común 公比 $r$ fija.

    $$u_n = a + (n-1)d \qquad\text{and}\qquad u_n = ar^{\,n-1}$$
    • Las sumas son $S_n = \tfrac{n}{2}\left(2a + (n-1)d\right)$ y $S_n = \dfrac{a(1 - r^n)}{1 - r}$ para $r \neq 1$.
    • Una serie geométrica con $|r| < 1$ tiene una suma al infinito 无穷和 $S_\infty = \dfrac{a}{1-r}$.
    • La distinción importa porque el dinero es geométrico: los intereses multiplican, no suman.

    Ejemplo resuelto. Una máquina pierde el 12% de su valor cada año desde 80 000 yuanes. ¿Cuánto vale después de 5 años?

    $$u_6 = 80\,000 \times 0.88^{5} = 42\,200 \text{ yuan (3 s.f.)}$$

    Nota el exponente: después de 5 años has aplicado la razón cinco veces, por lo que el término es el sexto. El error de desajuste de uno (off-by-one) aquí es el error más común en la unidad.

    2.2

    Finanzas: ganar dinero y comprar bienes

    Syllabus

    Unidad 2 de 8 en GAC010 Matemáticas II: Probabilidad, Estadística y Finanzas (Nivel II). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente bajo la moderación de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad son:

    Objetivo de Aprendizaje GAC010.2: Aplicar métodos algebraicos para resolver problemas financieros y analizar información.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    Esta unidad es la aritmética de la vida cotidiana, en inglés.

    • El salario bruto 税前工资 es lo que ganas; el salario neto 税后工资 es lo que llega después de las deducciones 扣除项 como impuestos y seguros.
    • El interés simple 单利 es $I = Prt$ — interés solo sobre el monto original.
    • El interés compuesto es $A = P(1+r)^n$ — interés sobre el interés, por eso es geométrico.
    • La depreciación 折旧 es interés compuesto con una tasa negativa, y es cómo la máquina anterior perdió su valor.
    • Un descuento 折扣 del 20% multiplica por 0,8. Dos descuentos sucesivos del 20% y 10% multiplican por $0.8 \times 0.9 = 0.72$, lo cual equivale a una reducción del 28%, no del 30%.
    2.3

    Finanzas: invertir dinero y préstamos

    Syllabus

    Unidad 3 de 8 en GAC010 Matemáticas II: Probabilidad, estadística y finanzas (Nivel II). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente con moderación por parte de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo hacia los cuales contribuye esta unidad:

    Objetivo de aprendizaje GAC010.2: Aplicar métodos algebraicos para resolver problemas financieros y analizar información.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • El valor presente 现值 de una cantidad futura es lo que vale hoy: $PV = \dfrac{FV}{(1+r)^n}$.
    • Una anualidad 年金 es un pago fijo en cada periodo; un pago de préstamo 贷款还款 es una anualidad pagada a un prestamista.
    • La TAE 年利率 permite comparar dos préstamos cuyas tasas nominales están expresadas en periodos diferentes.
    • ⚠ Las tasas nominal y efectiva difieren cuando el interés se capitaliza más de una vez al año. Un 12% anual capitalizable mensualmente es un 12,68% efectivo, y una pregunta que dice "mensual" está probando exactamente esto.

    Ejemplo resuelto. ¿Cuál es más barato: pedir prestados 10 000 yuanes al 9% anual capitalizable anualmente durante 3 años, o al 8,7% capitalizable mensualmente?

    $$10\,000 \times 1.09^{3} = 11\,950 \qquad 10\,000\left(1 + \tfrac{0.087}{12}\right)^{36} = 12\,970$$

    La tasa nominal menor cuesta más, porque se capitaliza 36 veces en lugar de 3. Comparar los números de cabecera es la trampa; comparar los totales es el método.

    2.4

    Probabilidad: conceptos clave

    Syllabus

    Unidad 4 de 8 en GAC010 Matemáticas II: Probabilidad, Estadística y Finanzas (Nivel II). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro de enseñanza bajo la supervisión de ACT — no existe un examen externo.

    Los resultados del módulo hacia los cuales contribuye esta unidad:

    Objetivo de Aprendizaje GAC010.3: Resolver problemas utilizando técnicas de probabilidad y conteo.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    La probabilidad 概率 mide qué tan probable es un evento, en una escala de 0 a 1.

    • Para resultados equiprobables, $P(A) = \dfrac{\text{favourable outcomes}}{\text{total outcomes}}$.
    • Los eventos son mutuamente excluyentes 互斥 cuando no pueden ocurrir ambos: $P(A \text{ or } B) = P(A) + P(B)$.
    • Los eventos son independientes 独立 cuando uno no afecta al otro: $P(A \text{ and } B) = P(A) \times P(B)$.
    • La regla del complemento 对立事件, $P(\text{not } A) = 1 - P(A)$, suele ser la ruta más rápida para obtener una respuesta que contenga "al menos uno".
    • Las técnicas de conteo 计数方法 proporcionan el denominador: una permutación 排列 cuenta selecciones ordenadas, una combinación 组合 cuenta las no ordenadas.

    Ejemplo resuelto. Una bolsa contiene 4 bolas rojas y 6 azules. Se extraen dos sin reemplazo. ¿Cuál es la probabilidad de obtener al menos una roja?

    Usa el complemento: $P(\text{no red}) = \dfrac{6}{10} \times \dfrac{5}{9} = \dfrac{1}{3}$, por lo tanto $P(\text{at least one red}) = \dfrac{2}{3}$.

    Sin reemplazo, la segunda fracción tiene tanto un numerador menor como un denominador menor. Olvidar cambiar el denominador es el error estándar.

    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    complement/ˈkɒmplɪmənt/ 对立事件 duì lì shì jiàn
    Counting techniques/ˈkaʊntɪŋ tekˈniːks/ 计数方法 jì shù fāng fǎ
    permutation/ˌpɜːmjuːˈteɪʃn/ 排列 pái liè
    combination/ˌkɒmbɪˈneɪʃn/ 组合 zǔ hé
    population/ˌpɒpjʊˈleɪʃn/ 总体 zǒng tǐ
    sample/ˈsæmpl/ 样本 yàng běn
    representative/ˌreprɪˈzentətɪv/ 有代表性的 yǒu dài biǎo xìng de
    Qualitative data/ˈkwɒlɪteɪtɪv ˈdeɪtə/ 定性数据 dìng xìng shù jù
    quantitative data/ˈkwɒntɪteɪtɪv ˈdeɪtə/ 定量数据 dìng liàng shù jù
    discrete/dɪˈskriːt/ 离散 lí sàn
    continuous/kənˈtɪnjuːəs/ 连续 lián xù
    Bias/ˈbaɪəs/ 偏差 piān chā
    mean/miːn/ 平均数 píng jūn shù
    2.5

    Estadística: recolección y representación de datos

    Syllabus

    Unidad 5 de 8 en GAC010 Matemáticas II: Probabilidad, Estadística y Finanzas (Nivel II). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y es evaluado en el centro docente bajo la moderación de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad:

    Objetivo de Aprendizaje GAC010.4: Analizar datos recopilados mediante métodos estadísticos.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • Una población 总体 es todo aquel a quien quieres describir; una muestra 样本 es a quién mides realmente.
    • Una muestra solo es útil si es representativa 有代表性的. Una encuesta de tu propia clase no describe a la escuela.
    • Los datos cualitativos 定性 data son categorías; los datos cuantitativos 定量数据 son números, ya sean discretos 离散 (contados) o continuos 连续 (medidos).
    • El sesgo 偏差 entra a través de a quién le preguntas, quién responde y cómo está redactada la pregunta, y ninguna cantidad de aritmética posterior lo elimina.
    2.6

    Estadística: medidas de tendencia central

    Syllabus

    Unidad 6 de 8 en GAC010 Matemáticas II: Probabilidad, Estadística y Finanzas (Nivel II). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente con moderación por parte de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad:

    Objetivo de aprendizaje GAC010.4: Analizar datos recopilados mediante métodos estadísticos.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • La media 平均数是 total dividido por el recuento. Usa cada valor y cada valor atípico.
    • La mediana 中位数 es el valor medio en orden. Ignora qué tan extremos son los extremos.
    • La moda 众数是 el valor más frecuente, y es el único promedio que funciona para categorías.
    • Elige según la forma de los datos. Para ingresos, la mediana describe a una persona típica y la media no, porque unos pocos valores muy grandes la arrastran hacia arriba.
    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    median/ˈmiːdiːən/ 中位数 zhōng wèi shù
    mode/məʊd/ 众数 zhòng shù
    range/reɪndʒ/ 全距 quán jù
    interquartile range (IQR)/ˌɪntəˈkwɔːtaɪl reɪndʒ/ 四分位距 sì fēn wèi jù
    box plot/bɒks plɒt/ 箱线图 xiāng xiàn tú
    standard deviation/ˈstændəd ˌdiːvɪˈeɪʃn/ 标准差 biāo zhǔn chà
    normal distribution/ˈnɔːml ˌdɪstrɪˈbjuːʃn/ 正态分布 zhèng tài fēn bù
    z-score/zed skɔː/ 标准分 biāo zhǔn fēn
    2.7

    Estadística: medidas de variabilidad

    Syllabus

    Unidad 7 de 8 en GAC010 Matemáticas II: Probabilidad, Estadística y Finanzas (Nivel II). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente bajo la moderación de ACT — no existe un examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad:

    Objetivo de aprendizaje GAC010.4: Analizar datos recolectados mediante métodos estadísticos.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • El rango 全距 es el mayor menos el menor — un solo número, fácilmente destruido por un valor atípico.
    • El rango intercuartílico (RIC) 四分位距 es el 50% central, y es lo que dibuja un diagrama de caja 箱线图.
    • La desviación estándar 标准差 mide la distancia típica respecto a la media: $\sigma = \sqrt{\dfrac{\sum (x - \bar{x})^2}{n}}$.
    • Una desviación estándar mayor significa una dispersión más amplia. Dos conjuntos de datos pueden compartir una media y describir situaciones completamente distintas.
    2.8

    Distribuciones: la distribución normal

    Syllabus

    Unidad 8 de 8 en GAC010 Matemáticas II: Probabilidad, Estadística y Finanzas (Nivel II). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y es evaluado en el centro docente bajo la moderación de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad son:

    Objetivo de Aprendizaje GAC010.5: Utilizar la distribución normal para analizar datos.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • La distribución normal 正态分布 es la campana simétrica, descrita enteramente por su media y su desviación estándar.
    • La regla empírica: aproximadamente el 68% de los valores se encuentran dentro de una desviación estándar de la media, el 95% dentro de dos, y el 99,7% dentro de tres.
    • Un puntuación z 标准分 indica cuántas desviaciones estándar se aleja un valor de la media: $z = \dfrac{x - \mu}{\sigma}$, lo cual es lo que hace comparables dos escalas diferentes.

    Ejemplo resuelto. Una prueba tiene media 62 y desviación estándar 8. ¿Qué proporción de estudiantes obtuvo una puntuación superior a 78?

    $$z = \frac{78 - 62}{8} = 2$$

    Dos desviaciones estándar por encima de la media. Por la regla empírica, el 95% se encuentra dentro de dos desviaciones a ambos lados, por lo que el 2,5% se encuentra por encima — aproximadamente 1 estudiante de cada 40.

    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    APR/ˌeɪ piː ˈɑː/ 年利率 nián lì lǜ
    Probability/ˌprɒbəˈbɪlɪti/ 概率 gài lǜ
    mutually exclusive/ˈmjuːtʃuːəli eksˈkluːsɪv/ 互斥 hù chì
    independent/ˌɪndɪˈpendənt/ 独立 dú lì
  • 3

    GAC016 Matemáticas III: Cálculo y aplicaciones avanzadas

    3.1

    Qué es este módulo y cómo se evalúa

    GAC016 es cálculo, y es el módulo GAC por el que las universidades otorgan créditos con mayor frecuencia. Varias publican una equivalencia de cálculo de primer año contra él, lo que significa que el estándar esperado aquí es un estándar universitario, no uno escolar.

    Solo tres unidades — diferenciación 微分, integración 积分, y aplicaciones — por lo que cada una se aborda con más profundidad que una unidad de Nivel I. La evaluación sigue el patrón habitual: un examen parcial, un examen final sobre las tres unidades y trabajos continuos.

    • ⚠ La notación está marcada. $\dfrac{dy}{dx}$, $f'(x)$ y $\dot{y}$ significan lo mismo, pero una pregunta que usa una espera que la devuelvas.
    • Cada respuesta aplicada necesita sus unidades y su interpretación. "$-3$" no es una respuesta; "el volumen está disminuyendo a 3 cm³ por segundo" sí lo es.
    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    differentiation/ˌdɪfəˌrenʃɪˈeɪʃn/ 微分 wēi fēn
    integration/ˌɪntɪˈɡreɪʃn/ 积分 jī fēn
    derivative/dɪˈrɪvətɪv/ 导数 dǎo shù
    gradient of the tangent/ˈɡreɪdɪənt ɒvðə ˈtændʒənt/ 切线斜率 qiè xiàn xié lǜ
    differentiation from first principles/ˌdɪfəˌrenʃɪˈeɪʃn frɒm fɜːst ˈprɪnsɪplz/ 从定义求导 cóng dìng yì qiú dǎo
    power rule/ˈpaʊə ruːl/ 幂法则 mì fǎ zé
    product rule/ˈprɒdʌkt ruːl/ 乘积法则 chéng jī fǎ zé
    quotient rule/ˈkwəʊʃənt ruːl/ 商法则 shāng fǎ zé
    chain rule/tʃeɪn ruːl/ 链式法则 liàn shì fǎ zé
    Stationary points/ˈsteɪʃənəri pɔɪnts/ 驻点 zhù diǎn
    second derivative/ˈsekənd dɪˈrɪvətɪv/ 二阶导数 èr jiē dǎo shù
    maximum/ˈmæksɪməm/ 极大值 jí dà zhí
    minimum/ˈmɪnɪməm/ 极小值 jí xiǎo zhí
    fundamental theorem of calculus/ˌfʌndəˈmentl ˈθɪərəm ɒv ˈkælkjʊləs/ 微积分基本定理 wēi jī fēn jī běn dìng lǐ
    indefinite integral/ɪnˈdefɪnət ˈɪntɪɡrəl/ 不定积分 bù dìng jī fēn
    constant of integration/ˈkɒnstənt ɒv ˌɪntɪˈɡreɪʃn/ 积分常数 jī fēn cháng shù
    definite integral/ˈdefɪnət ˈɪntɪɡrəl/ 定积分 dìng jī fēn
    Integration by substitution/ˌɪntɪˈɡreɪʃn baɪ ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ 换元积分法 huàn yuán jī fēn fǎ
    Optimisation/ˌɒptɪmaɪˈzeɪʃn/ 最优化 zuì yōu huà
    Rates of change/reɪts ɒv tʃeɪndʒ/ 变化率 biàn huà lǜ
    Area between two curves/ˈeərɪə bɪˈtwiːn tuː kɜːvz/ 两曲线间面积 liǎng qū xiàn jiān miàn jī
    Marginal cost and revenue/ˈmɑːdʒɪnl kɒst ænd ˈrevənjuː/ 边际成本与边际收益 biān jì chéng běn yǔ biān jì shōu yì
    3.1

    Diferenciación

    Syllabus

    Unidad 1 de 3 en GAC016 Matemáticas III: Cálculo y Aplicaciones Avanzadas (Nivel III). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y es evaluado en el centro docente y moderado por ACT — no hay examen externo.

    Propósito del módulo: Al finalizar este módulo, los estudiantes deben ser capaces de demostrar una comprensión básica de los principios del cálculo y cómo pueden aplicarse al análisis cuantitativo de situaciones prácticas y financieras.

    Los resultados de aprendizaje del módulo hacia los cuales contribuye esta unidad:

    Objetivo de Aprendizaje GAC016.1: Determinar la derivada (si existe) de la mayoría de las funciones matemáticas y utilizar la derivada para analizar el comportamiento funcional.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    Una derivada 导数 es una tasa de cambio: qué tan rápido $y$ cambia a medida que $x$ cambia. Geométricamente es la pendiente de la tangente 切线斜率 en un punto.

    $$f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}$$

    Ese límite es la definición, y la diferenciación desde primeros principios 从定义求导 es examinable aunque luego usarás las reglas.

    • La regla de la potencia 幂法则: si $y = x^n$ entonces $\dfrac{dy}{dx} = nx^{\,n-1}$.
    • La regla del producto 乘积法则: $(uv)' = u'v + uv'$.
    • La regla del cociente 商法则: $\left(\dfrac{u}{v}\right)' = \dfrac{u'v - uv'}{v^2}$.
    • La regla de la cadena 链式法则: si $y = f(g(x))$ entonces $\dfrac{dy}{dx} = f'(g(x)) \cdot g'(x)$.
    • Los puntos estacionarios 驻点 ocurren donde $f'(x) = 0$. La segunda derivada 二阶导or then los clasifica: negativo es un máximo 极大值, positivo un mínimo 极小值.

    Ejemplo resuelto. Encuentre y clasifique los puntos estacionarios de $y = x^3 - 3x$.

    $$\frac{dy}{dx} = 3x^2 - 3 = 0 \;\Rightarrow\; x = \pm 1$$
    $$\frac{d^2y}{dx^2} = 6x$$

    En $x = 1$ la segunda derivada es $6 > 0$, por lo que es un mínimo en $(1, -2)$. En $x = -1$ es $-6 < 0$, por lo tanto un máximo en $(-1, 2)$. La clasificación con la segunda derivada es el paso destacado; decir "uno es un máximo" sin ello no obtiene nada.

    3.2

    Integración

    Syllabus

    Unidad 2 de 3 en GAC016 Matemáticas III: Cálculo y Aplicaciones Avanzadas (Nivel III). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y es evaluado en el centro docente y moderado por ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad:

    Objetivo de Aprendizaje GAC016.2: Utilizar técnicas de integración para encontrar integrales indefinidas y definidas.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    La integración es la diferenciación hecha hacia atrás, y también el área bajo una curva. Esos dos hechos son el mismo hecho, que es lo que dice el teorema fundamental del cálculo 微积分基本定理.

    • Una integral indefinida 不定积分 no tiene límites y necesita la constante de integración 积分常数: $\displaystyle\int x^n\,dx = \frac{x^{\,n+1}}{n+1} + c$ para $n \neq -1$.
    • Una integral definida 定积分 tiene límites y da un número: $\displaystyle\int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a)$.
    • La integración por sustitución 换元积分法 revierte la regla de la cadena.
    • ⚠ Olvidar $+c$ en una integral indefinida es la pérdida de marcas más frecuente en el módulo, y se pierde en preguntas que de otro modo se han respondido correctamente.

    Ejemplo resuelto. Encuentre el área entre $y = x^2$ y el eje $x$ desde $x = 0$ hasta $x = 3$.

    $$\int_0^3 x^2\,dx = \left[\frac{x^3}{3}\right]_0^3 = 9 - 0 = 9$$

    Los corchetes con límites son parte del método, no una decoración. Una respuesta de 9 sin la línea de corchetes no muestra cómo se obtuvo.

    3.3

    Aplicaciones avanzadas

    Syllabus

    Unidad 3 de 3 en GAC016 Matemáticas III: Cálculo y Aplicaciones Avanzadas (Nivel III). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente con moderación por parte de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad son:

    Objetivo de Aprendizaje GAC016.3: Aplicar técnicas de diferenciación e integración en una variedad de problemas prácticos.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • Optimización encuentra el valor máximo o mínimo de una cantidad: escriba la cantidad como función de una variable, diferénciele, iguale a cero y clasifique.
    • Tasas de cambio encadenadas: $\dfrac{dV}{dt} = \dfrac{dV}{dr} \times \dfrac{dr}{dt}$.
    • Área entre dos curvas es $\displaystyle\int_a^b (f(x) - g(x))\,dx$ donde $f$ es la curva superior.
    • Costo marginal e ingreso marginal son derivadas, por eso los departamentos de economía otorgan crédito a este módulo.

    Ejemplo resuelto. Un cilindro debe contener 500 cm³. ¿Qué radio minimiza el metal utilizado?

    El área superficial $A = 2\pi r^2 + 2\pi rh$, y la restricción de volumen da $h = \dfrac{500}{\pi r^2}$.

    $$A = 2\pi r^2 + \frac{1000}{r}, \qquad \frac{dA}{dr} = 4\pi r - \frac{1000}{r^2} = 0$$

    Así $r^3 = \dfrac{250}{\pi}$ y $r = 4.30$ cm. La restricción es lo que convierte dos variables en una, y escribir esa línea de sustitución es donde se concentran la mayoría de los puntos del método.

  • 4

    GAC024 Matemáticas discretas

    4.1

    Qué es este módulo y cómo se califica

    GAC024 es matemáticas discretas: la matemática de las cosas que se pueden contar y de la lógica sobre la que funcionan los ordenadores. Cinco unidades cubren conjuntos, sistemas de conteo, binario, algoritmos y grafos.

    Se asocia naturalmente con los módulos de informática, y las universidades que acreditan GAC016 suelen reconocer también esta unidad como parte de un curso de fundamentos de ciencias de la computación. La evaluación sigue el patrón habitual: una prueba, un examen y trabajos prácticos (coursework).

    • ⚠ Las matemáticas discretas tienen pocas fórmulas y mucho razonamiento. Una demostración o un trazado de algoritmo obtienen las puntuaciones, y una respuesta sin justificación casi no suma puntos.
    4.1

    Conjuntos, relaciones y funciones

    Syllabus

    Unidad 1 de 5 en GAC024 Matemáticas Discretas (Nivel III). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y es evaluado en el centro docente bajo la moderación de ACT — no hay examen externo.

    Propósito del módulo: Al finalizar este módulo, los estudiantes deben ser capaces de demostrar una comprensión de los principios básicos de las matemáticas discretas, especialmente la utilización de la lógica matemática. También deben poder demostrar la aplicación de estas habilidades a situaciones prácticas.

    Los resultados de aprendizaje que esta unidad contribuye a alcanzar son:

    Objetivo de Aprendizaje GAC024.1: Demostrar comprensión de los conceptos introductorios y propiedades de conjuntos, relaciones y funciones.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • Un conjunto 集合 es una colección de objetos distintos. El orden y la repetición no importan.
    • La unión 并集 $A \cup B$ contiene todo lo que está en uno u otro; la intersección 交集 $A \cap B$ contiene lo que está en ambos; el complemento del conjunto 补集 contiene todo lo que está fuera.
    • Un subconjunto 子集 tiene todos sus elementos dentro de otro conjunto.
    • Una relación 关系 empareja elementos de dos conjuntos. Una función 函数 es una relación en la que cada entrada tiene exactamente una salida.
    • Un diagrama de Venn 韦恩图 convierte un problema de conjuntos en una imagen, y dibujarlo suele ser más rápido que razonarlo con palabras.

    Ejemplo resuelto. En una clase de 30 estudiantes, 18 estudian francés y 15 estudian alemán; 7 estudian ambas lenguas. ¿Cuántos no estudian ninguna?

    $$|F \cup G| = 18 + 15 - 7 = 26 \quad\Rightarrow\quad 30 - 26 = 4$$

    Restar la intersección una sola vez es el principio de inclusión-exclusión 容斥原理. Sumar 18 y 15 sin aplicarlo cuenta a los siete estudiantes dos veces, que es el error estándar.

    4.2

    Sistemas de numeración

    Syllabus

    Unidad 2 de 5 en GAC024 Matemáticas discretas (Nivel III). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y es evaluado en el centro docente y moderado por ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad:

    Objetivo de aprendizaje GAC024.2: Comprender las relaciones entre diferentes sistemas de numeración y poder realizar operaciones aritméticas binarias simples.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • Una base numérica 进制 indica cuántos dígitos utiliza. El decimal 十进制 usa diez, el binario 二进制 dos, el hexadecimal 十六进制 dieciséis.
    • El valor de cada dígito es su valor posicional 位值: en binario, las posiciones son 1, 2, 4, 8, 16, etc.
    • El hexadecimal es una abreviatura del binario: un dígito hexadecimal equivale exactamente a cuatro bits, por eso las direcciones de memoria se escriben en él.

    Ejemplo resuelto. Convierte 1101 en binario a decimal.

    $$8 + 4 + 0 + 1 = 13$$

    Escribe los valores posicionales encima de los dígitos antes de sumar. Hacerlo mentalmente es donde surgen los errores de "uno de más" (off-by-one errors).

    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    set/set/ 集合 jí hé
    Union/ˈjuːnɪən/ 并集 bìng jí
    intersection/ˌɪntəˈsekʃn/ 交集 jiāo jí
    set complement/set ˈkɒmplɪmənt/ 补集 bǔ jí
    subset/ˈsʌbset/ 子集 zi jí
    relation/rɪˈleɪʃn/ 关系 guān xì
    function/ˈfʌŋkʃn/ 函数 hán shù
    Venn diagram/ven ˈdaɪəɡræm/ 韦恩图 wéi ēn tú
    inclusion-exclusion principle/ɪnˈkluːʒn eksˈkluːʒn ˈprɪnsɪpl/ 容斥原理 róng chì yuán lǐ
    number base/ˈnʌmbə beɪs/ 进制 jìn zhì
    Decimal/ˈdesɪml/ 十进制 shí jìn zhì
    binary/ˈbaɪnəri/ 二进制 èr jìn zhì
    hexadecimal/ˌheksəˈdesɪml/ 十六进制 shí liù jìn zhì
    place value/pleɪs ˈvæljuː/ 位值 wèi zhí
    Binary arithmetic/ˈbaɪnəri əˈrɪθmətɪk/ 二进制运算 èr jìn zhì yùn suàn
    4.3

    Aplicaciones del binario

    Syllabus

    Unidad 3 de 5 en GAC024 Matemáticas Discretas (Nivel III). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente con moderación por parte de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad:

    Objetivo de Aprendizaje GAC024.2: Comprender las relaciones entre diferentes sistemas de numeración y ser capaz de realizar operaciones aritméticas binarias simples.

    Objetivo de Aprendizaje GAC024.5: Utilizar las identidades básicas del álgebra de Boole para analizar circuitos lógicos y comprender los principios fundamentales de la lógica proposicional.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • La aritmética binaria 二进制运算 suma igual que en decimal, pero llevando al 2 en lugar de al 10.
    • Un bit 位 es un dígito binario; un byte 字节 son ocho.
    • El álgebra de Boole 布尔代数 trabaja con verdadero y falso mediante AND, OR y NOT.
    • Una tabla de verdad 真值表 enumera cada combinación de entradas y su salida, y constituye la prueba completa de que dos expresiones lógicas son equivalentes.
    • Las puertas lógicas 逻辑门 son la forma física de esas operaciones, y un circuito lógico 逻辑电路 es de lo que está hecho un procesador.
    Vocabulario Entrenar
    Inglés Chino Pinyin
    bit/bɪt/ 位 wèi
    byte/baɪt/ 字节 zì jié
    Boolean algebra/ˈbuːlɪən ˈældʒɪbrə/ 布尔代数 bù ěr dài shù
    truth table/truːθ ˈteɪbl/ 真值表 zhēn zhí biǎo
    Logic gates/ˈlɒdʒɪk ɡeɪts/ 逻辑门 luó jí mén
    logic circuit/ˈlɒdʒɪk ˈsɜːkɪt/ 逻辑电路 luó jí diàn lù
    algorithm/ˈælɡərɪθəm/ 算法 suàn fǎ
    flowchart/ˈfləʊtʃɑːt/ 流程图 liú chéng tú
    Pseudocode/ˈsuːdəʊkəʊd/ 伪代码 wěi dài mǎ
    Tracing/ˈtreɪsɪŋ/ 追踪 zhuī zōng
    Efficiency/ɪˈfɪʃənsi/ 效率 xiào lǜ
    graph/ɡræf/ 图 tú
    vertices/ˈvɜːtɪsiːz/ 顶点 dǐng diǎn
    edges/ˈedʒɪz/ 边 biān
    degree/dɪˈɡriː/ 度 dù
    tree/triː/ 树 shù
    shortest path/ˈʃɔːtɪst pæθ/ 最短路径 zuì duǎn lù jìng
    4.4

    Algoritmos

    Syllabus

    Unidad 4 de 5 en GAC024 Matemáticas Discretas (Nivel III). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente con moderación por ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo a los que contribuye esta unidad:

    Objetivo de Aprendizaje GAC024.3: Construir y analizar algoritmos y diagramas de flujo para procedimientos matemáticos y generales simples.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • Un algoritmo 算法 es una secuencia finita de pasos inequívocos que termina.
    • Un diagrama de flujo 流程图 lo representa gráficamente: una decisión es un rombo, un proceso un rectángulo.
    • El pseudocódigo 伪代码 lo escribe en inglés estructurado, que es lo que normalmente piden los exámenes.
    • El trazado 追踪 de un algoritmo —una tabla con una columna por variable y una fila por paso— es la técnica evaluada, y permite encontrar un error sin ejecutar nada.
    • La eficiencia 效率 importa: una búsqueda lineal revisa cada elemento, una búsqueda binaria reduce la lista a la mitad cada vez, y en un millón de elementos, esa diferencia equivale a un millón de pasos frente a veinte.

    Ejemplo resuelto. Trazar una búsqueda binaria para 7 en [1, 3, 5, 7, 9, 11].

    El medio es 5, que es menor que 7, así que se busca en la mitad derecha. El medio de [7, 9, 11] es 9, que es mayor, así que se busca en la izquierda. El medio de [7] es 7. Encontrado en tres pasos en lugar de cuatro.

    La tabla de pasos es la respuesta. La palabra "encontrado" no lo es.

    4.5

    Grafos y redes

    Syllabus

    Unidad 5 de 5 en GAC024 Matemáticas Discretas (Nivel III). El módulo se imparte durante aproximadamente 40 horas de clase más 20 horas de estudio independiente, y se evalúa en el centro docente con la moderación de ACT — no hay examen externo.

    Los resultados del módulo hacia los cuales trabaja esta unidad:

    Objetivo de Aprendizaje GAC024.4: Identificar los tipos básicos, propiedades y aplicaciones de gráficos y árboles.

    Fuente: Plan de estudios Cambridge International

    • Un grafo 图 es un conjunto de vértices 顶点 unidos por aristas 边. Modela cualquier cosa con conexiones: carreteras, amistades, dependencias.
    • El grado 度 de un vértice es cuántas aristas concurren en él.
    • Un árbol 树 es un grafo conectado sin ciclos, y representa la estructura de un sistema de archivos, un organigrama o un documento HTML.
    • Un problema de camino más corto 最短路径 busca la ruta de menor coste entre dos vértices, y es lo que resuelve una aplicación de navegación cada vez que la usas.

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