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Ecuaciones

8 de May de 2012
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Ecuaciones

  1. ECUACIONES Resolución de problemas
  2. Igualdades y ecuaciones La balanza está equilibrada. 10 + 2 = 4 + 8 Tenemos una igualdad numérica Una igualdad numérica se compone de dos expresiones numéricas iguales unidas por el signo igual (=). Toda igualdad tiene dos miembros. El primero a la 10 + 2 = 4 + 8 izquierda del signo igual, y el segundo a la derecha. 1er miembro 2º miembro Esta segunda balanza también está en equilibrio; aunque un peso es desconocido: le llamamos x Se tendrá la igualdad: x + 4 = 8 + 4 Esta igualdad se llama ecuación. La letra x es la incógnita. Una ecuación es una igualdad en cuyos miembros hay letras y números relacionados por operaciones aritméticas. La incógnita es la letra cuyo valor se desconoce. La ecuación es de primer grado si la incógnita lleva de exponente 1.
  3. Solución de una ecuación ¿Cuánto pesará el trozo de queso si la balanza está equilibrada? Platillo izquierdo: x + 100 Platillo derecho: 500 + 200 Como pesan igual, escribimos la ecuación:  x + 100 = 500 + 200 La incógnita x tiene que valer 600, pues: 600 + 100 = 500 + 200 = 700 El valor x = 600 es la solución de la ecuación. La solución de una ecuación de primer grado es el valor de la incógnita para el que se verifica la igualdad. Resolver una ecuación de primer grado es encontrar su solución. Para comprobar que una Ejemplo La solución de la ecuación solución es correcta hay que sustituir en la 2x – 2 = x + 12 es x = 14 ecuación y ver que se pues 2 · 14 – 2 = 14 + 12 = 26 cumple la igualdad.
  4. Ecuaciones equivalentes La solución de las dos ecuaciones siguientes es x = 3: Sustituyendo: a) 4 + 4x = 25 – 3x 4 + 4 · 3 = 16 y 25 – 3 · 3 = 16 b) 7x + 4 = 25 7 · 3 + 4 = 25, que es el 2º miembro Dos o más ecuaciones son equivalentes si tiene la misma solución. Observa como pueden hacerse ecuaciones equivalentes a otra dada: Ecuación dada: 8x = 16 Su solución es x = 2. (¿Es cierto?) Le sumamos 2 a cada miembro 2ª ecuación: 2 + 8x = 2 + 16 2 + 8x = 18 Restamos 6x a cada miembro 3ª ecuación: 2 + 8x – 6x = 2 + 16 – 6x 2 + 2x = 18 – 6x Comprueba que x = 2 es la solución de las tres ecuaciones.
  5. Resolución de ecuaciones. Regla de la suma Observa: si de la balanza de la izquierda se quita de Para resolver ecuaciones los dos platillos la pesa 5, el equilibrio se mantiene. es útil buscar otra semejante a la dada pero que sea más fácil. Para ello es necesario conocer algunas reglas. x + 5 = 10 + 5 x = 10 Luego: Regla de la suma Si a los dos miembros de una ecuación se suma o resta un número o una expresión semejante a las utilizadas en la ecuación, se obtiene otra ecuación equivalente a la dada. Ejemplo: Para resolver la ecuación 2x + 8 = x + 25 + 8 –8 –8 Restamos 8: 2x = x + 25 –x –x Restamos x: x = 25 La solución es x = 25
  6. Resolución de ecuaciones. Regla de la suma EJEMPLO Resuelve x – 5 = 13. Solución En el primer miembro de la ecuación, 5 se resta de x. Para aislar x, hay que deshacer la resta aplicando la operación inversa de sumar 5. Para mantener el equilibrio, debes sumar 5 a cada lado. x – 5 = 13 Escribe la ecuación original. x – 5 + 5 = 13 + 5 Suma 5 a cada lado. x = 18 Simplifica. ► La solución es 18.  COMPROBACIÓN x – 5 = 13 Escribe la ecuación original. 18 – 5 = 13 Sustituye x por 18. 13 = 13 La solución es correcta.
  7. Resolución de ecuaciones. Regla de la suma EJEMPLO Resuelve x + 4 = –3.  COMPROBACIÓN x + 4 = –3 Escribe la ecuación original. Sustituye x por –7. x + 4 – 4 = –3 – 4 Resta 4 a cada miembro. x + 4 = –3 x = –7 Simplifica. –7 + 4 = –3 ► La solución es –7. –3 = –3 La solución es correcta. EJEMPLO Resuelve y – 3 = –14. y – 3 = –14 Escribe la ecuación original. y – 3 + 3 = –14 + 3 Suma 3 a cada miembro. y = –11 Simplifica. ► La solución es –11.
  8. Resolución de ecuaciones. Regla de la suma EJEMPLO Resuelve 3a = 7 + 2a. 3a = 7 + 2a Escribe la ecuación original. 3a – 2a = 7 + 2a – 2a Resta 2a a cada miembro. a=7 Simplifica. ► La solución es 7.  COMPROBACIÓN 3a = 7 + 2a 3·7 = 7 + 2·7 Sustituye x por 7. 21 = 21 La solución es correcta.
  9. Resolución de ecuaciones. Regla del producto Observa las dos balanzas y las ecuaciones que representan: 4x = 20 x=5 Hemos dividido por 4 Luego: Regla del producto Si a los dos miembros de una ecuación se los multiplica o divide por un número distinto de cero, se obtiene otra ecuación equivalente a la dada. Ejemplo: Para resolver la ecuación 4x + 3 = 2x + 9 Restamos 3: 4x = 2x + 6 Restamos 2x: __ = __ 2x 6 2 2 Dividimos por 2 x =3 La solución es x = 3
  10. Resolución de ecuaciones. Regla del producto EJEMPLO Resuelve 3x = 15. Solución En el lado izquierdo de la ecuación, x está multiplicada por 3. Para aislar x, hay que deshacer la multiplicación con la operación inversa de dividir por 3. 3x = 15 Escribe la ecuación original. 3x = 15 Divide cada lado por 3. 3 3 x=5 Simplifica. ► La solución es 5.  COMPROBACIÓN 3x = 15 3·5 = 15 Sustituye x por 5. 15 = 15 La solución es correcta.
  11. Resolución de ecuaciones. Regla del producto EJEMPLO Resuelve 7x = –56.  COMPROBACIÓN 7x = –56 Escribe la ecuación original. Sustituye x por –8. 7x = –56 Divide cada lado por 7. 7x = –56 7 7 7·(–8) = –56 x=–8 Simplifica. –56 = –56 ► La solución es –8. La solución es correcta. y EJEMPLO Resuelve  12 5 y  12 Escribe la ecuación original. 5  COMPROBACIÓN y ·5 = 12 · 5 Multiplica los dos miembros por 5. 60 = 12 5 y = 60 Simplifica. 5 ► La solución es 60.
  12. Resolución de ecuaciones. Reglas de la suma y del producto En los siguientes ejemplos se utilizan los dos principios, el de la suma y el del producto. EJEMPLO Resuelve 3x – 4 = 17. 3x – 4 = 17 Escribe la ecuación original. 3x – 4 + 4 = 17 + 4 Suma 4 a cada miembro. 3x = 21 Simplifica. 3x = 21 Divide cada lado por 3.  COMPROBACIÓN 3 3 Simplifica. 3x – 4 = 17 x=7 ► La solución es 7. 3·(7) – 4 = 17 17 = 17
  13. Resolución de ecuaciones. Reglas de la suma y del producto n EJEMPLO Resuelve 3  8 5 n 3  8 Escribe la ecuación original. 5 n 3–8= +8–8 Resta 8 a cada miembro. 5 n 5  Simplifica. 5 n 5( 5 )  ( )·5 Multiplica los dos miembros por 5. 5 –25 = n Simplifica. ► La solución es –25.
  14. Resolución de ecuaciones. Reglas de la suma y del producto EJEMPLO Resuelve 5 – x = 7. 5–x=7 Escribe la ecuación original. –5 + 5 – x = –5 + 7 Resta 5 a cada miembro. –1x = 2 Simplifica. –1x = 2 Divide por –1. –1 –1 Simplifica. x = –2  COMPROBACIÓN ► La solución es –2. 5–x=7 5 – (–2) = 7 7=7
  15. Resolución de ecuaciones. Reglas de la suma y del producto EJEMPLO Resuelve b + 8 = 18 + 3b b + 8 = 18 + 3b Escribe la ecuación original. b – 3b + 8 = 18 + 3b – 3b Resta 3b a cada miembro. b – 3b + 8 = 18 Simplifica. b – 3b + 8 – 8 = 18 – 8 Resta 8 a cada miembro. b – 3b = 18 – 8 Simplifica. –2b = 10 Agrupa. –2b = 10 Divide por –2. –2 –2 b = –5 Simplifica. ► La solución es –5.
  16. Transposición de términos en una ecuación Ya has visto que para resolver ecuaciones lo que hacemos es eliminar términos sumando, restando, multiplicando o dividiendo los dos miembros de la ecuación por un mismo número o expresión. Ese proceso podemos realizarlo de manera más rápida haciendo que ese mismo término aparezca en el otro miembro de forma «inversa» a como estaba: ► Si estaba sumando, aparece restando, y si estaba restando, aparece sumando. ► Si estaba multiplicando, aparece dividiendo, y si estaba dividiendo, aparece multiplicando. Esta técnica se denomina transposición de términos.
  17. Transposición de términos en una ecuación EJEMPLO Transposición de términos 4x – 8 = 6 + 2x 4x – 8 = 6 + 2x a) Si sumamos a los dos miembros +8, 4x – 8 + 8 = 6 + 2x + 8 4x = 6 + 2x + 8 4x – 8 = 6 + 2x Esto equivale a pasar directamente el término –8 al segundo miembro como +8. 4x – 2x = 6 + 8 b) De la misma forma, para eliminar +2x del segundo miembro lo pasamos al primero como –2x. 2x = 14 c) Operamos y, en la ecuación obtenida 2x = x = 14 = 7 14, pasamos el 2 al segundo miembro dividiendo. Este 2 último paso se llama despejar la incógnita.
  18. Propiedad distributiva (Quitar paréntesis) a(b + c) = ab + ac 4(5 + 8) = 4·5 + 4·8 = (6 + 9)2 = 6·2 + 9·2 = = 20 + 32 = 52 = 12 + 18 = 30 Con expresiones algebraicas (letras y números) funciona igual. 2(x + 4) = 2x + 2·4 = 2x + 8 Cuidado con los signos negativos (–). 2(4x + 1) = 2·4x + 2·1 = 8x + 2 Recuerda la regla de los signos: (y + 3)6 = y·6 + 3·6 = 6y + 18 +·+=+ +·–=– 4(x – 2) = 4x + 4(–2) = 4x – 8 –·+=– –2(n – 3) = –2n + (–2)( –3) = –2n + 6 –·–=–
  19. Resolución de ecuaciones. Ecuación con paréntesis. 3(x – 7) = 5(x – 1) – 4x 1º. Quitar paréntesis: 3x – 21 = 5x – 5 – 4x 2º. Operar 5x – 4x: 3x – 21 = x – 5 3º. Restar x 2x – 21 = – 5  COMPROBACIÓN 4º. Sumar 21 2x = 16 3(x – 7) = 5(x – 1) – 4x 5º. Dividir por 2 x=8 3(8 – 7) = 5(8 – 1) – 4·8 3·1 = 5·7 – 4·8 3 = 35 – 32 3=3 La solución es correcta.
  20. Resolución de ecuaciones. Ecuación con paréntesis. EJEMPLO Resuelve 6 – (4 + x) = 8x – 2(3x + 5) 6 – (4 + x) = 8x – 2(3x + 5) Ecuación original Quita paréntesis. 6 – 4 – x = 8x – 6x –10 Simplifica. –x + 2 = 2x – 10 Traspones términos. –x – 2x = –10 – 2 Agrupa. –3x = –12 Divide por –3.  COMPROBACIÓN x=4 6 – (4 + 4) = 8·4 – 2(3·4 + 5) 6 – 8 = 32 – 34 –2 = –2
  21. Resolución de ecuaciones. Ecuación con denominadores. x 5 x Recuerda cómo se calcula   5 el m.c.m.: 1º. Quitar denominadores. 4 2 6 Para ello se multiplica por 12, 4 2 6 3 que es m.c.m.(4, 2, 6): x 5 x 12·(   )(5 )·12 2 2 2 2 4 2 6 1 1 3x + 30 – 2x = 60 4 = 22 2=2 2º. Restar 30: 3x – 2x = 30 6 = 2·3 3º. Operar 3x – 2x Para el m.c.m. tomamos x = 30 los factores comunes y los no comunes al mayor exponente: m.c.m.(4, 2, 6) = 22 · 3 = 12
  22. Resolución de ecuaciones. Ecuación con denominadores. EJEMPLO x 1 x  3 1   2 4 2 1º. Quitar denominadores. x 1 x  3 1 4(  ) ( )4 Para ello se multiplica por 4, que es m.c.m.(2, 4): 2 4 2 x 1 x3 1 4( ) 4( ) 4( ) 2 4 2 2(x + 1) + (x + 3) = 2 2º. Quitar paréntesis. 2x + 2 + x + 3 = 2 3º. Agrupar términos semejantes. 3x + 5 = 2 4º. Transponer términos. 3x = 2 – 5 5º. Despejar la incógnita. 3x = –3 3 x x = –1 3
  23. Resolución de problemas Problema 1: La madre de Jorge tiene 39 años y dice que tiene 6 años menos que el triple de la edad de su hijo. ¿Qué edad tiene Jorge? 1º. Interpretación del enunciado Lenguaje algebraico Edad de Jorge x La madre de Jorge tiene 39 39 Son y dice que tiene 6 años menos iguales que el triple de la edad de Jorge 3x – 6 2º. Plantear la ecuación 3x – 6 = 39 3º. Resolución de la ecuación Suma 6 3x = 45 Divide por 3 x = 15 Jorge tiene 15 años 4º. Comprobación. 3 · 15 – 6 = 45 – 6 = 39 Correcto
  24. Resolución de problemas PROBLEMA 2: ¿Cuál es el número que aumentado en 55 es igual a 6 veces su valor inicial? Un número x ► 1º. Interpreta el enunciado y El número aumentado en 55 x + 55 exprésalo Seis veces el número 6x algebraicamente. El número es igual 6 veces el ► 2º Plantear la ecuación. aumentado en 55 a número x + 55 = 6x ► 3º. Resolver la ecuación. x + 55 = 6x  55 = 6x – x 55 = 5x  55/5 = x  x = 11 El número buscado es 11 ► 4º. Comprobación. Nº aumentado en 55  11 + 55 = 66 Correcto 6 veces el número  6·11 = 66
  25. Resolución de problemas PROBLEMA 3: La base de un rectángulo es doble que la altura y el perímetro mide 78 cm. Calcular las dimensiones del rectángulo. ► 1º. Interpreta el Lado menor  x 2x enunciado y Lado mayor  2x exprésalo algebraicamente. Perímetro 78 x x x + 2x + x + 2x 2x ► 2º Plantear la ecuación.x + 2x + x + 2x = 78 ► 3º. Resolver la ecuación. 6x = 78 x = 78 6 x = 13 cm x = 13 2x = 26 cm ► 4º. Comprobación. Perímetro = 13 + 26 + 13 + 26 = 78 cm
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