Una ecuación es una igualdad que contiene incógnitas. Una solución es
un valor que hace verdaderos ambos miembros y para el que están
definidas todas las operaciones. El conjunto solución recoge todos esos
valores, no solo el primero encontrado.
Identidad,
contradicción y transformación equivalente
es una identidad: se verifica para todos los reales.
es una contradicción: conduce a
.
Dos ecuaciones son equivalentes si tienen exactamente el mismo conjunto
solución. Sumar la misma expresión definida en ambos miembros o
multiplicarlos por una constante no nula conserva las soluciones.
Dividir por una expresión con incógnita requiere comprobar que no sea
cero; de lo contrario se pueden perder soluciones.
3.2 Ecuaciones de primer grado
Un procedimiento ordenado
Elimina paréntesis, reduce términos semejantes y reúne incógnitas y
números. Una ecuación lineal termina en
.
Si
,
.
Si
,
se comprueba si la igualdad numérica es verdadera o imposible.
Denominadores numéricos
Aquí los denominadores son constantes no nulas. Podemos multiplicar
ambos miembros por su mínimo común múltiplo. No son ecuaciones
racionales con la incógnita en el denominador.
Detectar casos especiales
Si desaparece la incógnita, no se puede dividir por cero. Por
ejemplo,
lleva a
y no tiene solución;
es una identidad.
3.3 Segundo grado: fórmula, clasificación y significado gráfico
Forma general y fórmula
Una ecuación de segundo grado se escribe
,
con
.
Antes de identificar
hay que pasar todos los términos a un miembro y reducir. Se calcula
El denominador
divide a todo el numerador. Si falta un término, su coeficiente es
cero.
Número de soluciones reales
Discriminante
Soluciones reales
Gráfica de
Dos distintas
Dos cortes con el eje
Una doble
Un contacto en el vértice
Ninguna
No corta el eje
Una raíz doble cuenta como una única solución real distinta. La
parábola abre hacia arriba si
y hacia abajo si
;
la apertura no cambia el significado del número de cortes.
Las curvas representadas son
,
y
,
respectivamente.
Ecuaciones incompletas
Si
,
se saca factor común:
.
Si
,
se despeja
:
según el signo de ese valor aparecen dos, una o ninguna solución
real.
3.4 Relaciones de Cardano–Viète y aplicaciones
Suma y producto de las
raíces
Si
tiene raíces reales
,
contando la doble dos veces, entonces
En efecto,
.
Al comparar coeficientes aparecen las relaciones. Aquí se estudian estas
relaciones de segundo grado, no las fórmulas de resolución de
cúbicas.
Construir una ecuación
Con raíces
,
una ecuación mónica es
.
Multiplicar toda la ecuación por una constante no nula conserva las
soluciones.
Conocer una raíz y hallar la
otra
Se pueden usar las relaciones para números cuya suma y producto se
conocen, para hallar un parámetro o para verificar una solución
calculada. Si una ecuación no tiene raíces reales, no se interpretan
como dos medidas reales de un problema.
3.5 Ecuaciones de grado superior y bicuadradas
Factorizar sin perder raíces
Una ecuación
puede resolverse factorizando. Localizamos raíces mediante identidades,
factor común o Ruffini y aplicamos el producto nulo. No dividimos por un
factor sin estudiar cuándo vale cero.
Bicuadradas
En
hacemos
.
Se resuelve la cuadrática en
y se vuelve a
.
Un
produce
;
produce
;
un
no produce soluciones reales.
3.6 Ecuaciones racionales: una fracción en cada miembro
Alcance de este capítulo
Se trabaja solamente
o
.
Cada miembro contiene una única fracción o un número. No se plantean
sumas ni restas de fracciones algebraicas ni se necesita buscar un
denominador común.
Multiplicación en cruz y
restricciones
Primero se exige
y, cuando lo haya,
.
Después:
siempre dentro del dominio inicial. Un número
puede interpretarse como
.
Candidatas
excluidas e identidades restringidas
3.7 Ecuaciones con radicales
Condiciones antes de
elevar al cuadrado
La raíz cuadrada es no negativa. En
se necesita
y
.
Elevar al cuadrado genera una ecuación de candidatas; se comprueba cada
una en la original.
Cuando el radical no está
aislado
3.8 Ecuaciones exponenciales y logarítmicas
Igualar bases o aplicar
logaritmos
Para
,
,
implica
.
Si no se puede escribir ambos miembros con la misma base, se usa el
cambio de base.
Argumentos positivos
En una ecuación logarítmica cada argumento debe ser positivo antes de
aplicar propiedades. La suma de logaritmos puede convertirse en el
logaritmo del producto, pero el dominio original se conserva.
Las sumas de logaritmos de este apartado no son sumas de fracciones
algebraicas; se mantiene la restricción acordada para las ecuaciones
racionales.
3.9 Sistemas lineales de dos ecuaciones
Sustitución, igualación y
reducción
Resolver un sistema exige una pareja que verifique a la vez las dos
ecuaciones. Puede elegirse el método más eficiente según sus
coeficientes.
Interpretación gráfica y
clasificación
En los sistemas considerados, cada ecuación con al menos un
coeficiente no nulo representa una recta. Rectas secantes: SCD, una
pareja. Coincidentes: SCI, infinitas parejas. Paralelas distintas: SI,
ninguna pareja.
3.10 Sistemas no lineales sencillos
Sustituir y recuperar cada
pareja
Al aparecer productos, cuadrados u otras relaciones, el sistema puede
tener más de una pareja solución. Una raíz de la ecuación reducida
todavía no es una pareja completa: se recupera la otra incógnita y se
comprueban ambas ecuaciones.
Conectar con Viète y la
geometría
Si se conoce suma
y producto
,
los valores de
son raíces de
.
En sistemas como
y
,
la identidad
da
,
por tanto
y las parejas son
.
3.11 Problemas contextualizados
Del enunciado a las
ecuaciones
Identifica incógnitas y unidades; traduce todas las condiciones;
resuelve; descarta lo incompatible con el contexto y redacta una
respuesta. Las edades, longitudes o cantidades de objetos pueden imponer
restricciones adicionales.
Movimiento sin
sumas de fracciones algebraicas
Se usarán relaciones
o sistemas con tiempos comunes. Si aparece una velocidad desconocida en
un denominador, se limitará a una sola fracción igualada a un número,
conforme al alcance aprobado.
Tarea en parejas
Una persona propone el modelo y otra revisa cada condición; después
intercambian roles. Registrad un error detectado y su corrección. La
contribución individual se observa en el proceso, no se deduce solo del
resultado final.
3.12 Calculadora: resolver y comprobar
Ecuaciones polinómicas
En fx-991SP CW: HOME, Ecuación, Polinómica; en fx-570SP X II: MENU,
Ecuación/Func, Polinómica. Selecciona segundo grado e introduce
de la forma
.
Para
,
los datos son
;
se esperan
.
Sistemas lineales
En las mismas aplicaciones de ecuaciones, elige el tipo de sistema
lineal con dos incógnitas. Introduce los coeficientes de
,
fila por fila. Para
,
,
las filas son
y
:
resultado
.
Interpretar la salida
La máquina no decide si una raíz negativa sirve como longitud ni
conserva por ti las restricciones de una ecuación racional transformada.
Tampoco hay que aceptar una candidata de una ecuación con radicales sin
comprobarla. En las aplicaciones de resolución numérica, encontrar una
raíz no certifica que se hayan encontrado todas.
Registro de comprobación
Anota ecuación original, coeficientes introducidos, salida y
comprobación. Compara suma y producto con Viète. Las funciones y accesos
básicos se han contrastado con documentación oficial; no se han probado
en hardware físico.
Explora con GeoGebra
Representa y=2x²−5x−3 y y=0. Compara las abscisas de los cortes con las raíces que obtienes por la fórmula. Repite con y=x²−4x+4 y explica por qué solo hay un punto común.
Escribe las expresiones desarrolladas en orden descendente, con ^ para los exponentes. Separa con punto y coma los valores de un conjunto.
3.1 Ecuaciones: soluciones y equivalencia
U03-01
Comprueba cuáles de
resuelven
.
U03-02
Clasifica
y
según su conjunto solución.
U03-03
Resuelve
y explica por qué no debes dividir directamente por
.
3.2 Ecuaciones de primer grado
U03-04
Resuelve
.
U03-05
Resuelve
.
U03-06
Resuelve
.
U03-07
Resuelve
y
.
3.3 Segundo grado: fórmula, clasificación y significado gráfico
U03-08
Resuelve
y describe los cortes de su parábola con el eje
.
U03-09
Clasifica y resuelve
y
.
U03-10
Resuelve
y
.
U03-11
Determina según
el número de soluciones reales de
.
U03-12
Una parábola toca el eje
en
.
Escribe una posible ecuación de segundo grado asociada.
3.4 Relaciones de Cardano–Viète y aplicaciones
U03-13
Sin resolver con fórmula, indica suma y producto de las raíces de
.
Comprueba con sus raíces.
U03-14
Construye una ecuación mónica cuyas raíces sean
y
.
U03-15
En
,
una raíz es
.
Calcula la otra mediante Viète.
U03-16
La ecuación
tiene raíz
.
Halla la otra raíz y
.
U03-17
Dos números positivos suman
y su producto es
.
Hállalos.
3.5 Ecuaciones de grado superior y bicuadradas
U03-18
Resuelve
.
U03-19
Resuelve
.
U03-20
Resuelve
.
U03-21
Resuelve
e indica cuántas soluciones distintas tiene.
3.6 Ecuaciones racionales: una fracción en cada miembro
U03-22
Resuelve
.
U03-23
Resuelve
.
U03-24
Resuelve
.
U03-25
Resuelve
.
U03-26
Resuelve
.
U03-27
Resuelve
.
3.7 Ecuaciones con radicales
U03-28
Resuelve
.
U03-29
Resuelve
.
U03-30
Resuelve
.
U03-31
Resuelve
.
3.8 Ecuaciones exponenciales y logarítmicas
U03-32
Resuelve
y
.
U03-33
Resuelve
y
.
U03-34
Resuelve
.
U03-35
Resuelve
.
3.9 Sistemas lineales de dos ecuaciones
U03-36
Resuelve por sustitución
,
.
U03-37
Resuelve por igualación
,
.
U03-38
Resuelve por reducción
,
.
U03-39
Clasifica y resuelve
,
.
U03-40
Clasifica
,
.
3.10 Sistemas no lineales sencillos
U03-41
Resuelve
,
.
U03-42
Resuelve
,
.
U03-43
Resuelve
,
.
U03-44
Resuelve
,
.
3.12 Calculadora: resolver y comprobar
U03-52
Indica los coeficientes que introducirías para
y sus raíces.
U03-53
Una calculadora encuentra la candidata
al transformar
.
¿La aceptas?
Práctica global
Resuelve con el método acordado, explica cada paso y comprueba tus
resultados.
U03-G01
Resuelve
.
U03-G02
Clasifica y resuelve
;
describe su gráfica sobre el eje
.
U03-G03
Construye una ecuación mónica de raíces
y
,
y otra equivalente con coeficientes enteros.
U03-G04
Resuelve
.
U03-G05
Resuelve
.
U03-G06
Resuelve
.
U03-G07
Resuelve
y
.
U03-G08
Se venden
entradas de
y
euros por
euros. Calcula cuántas de cada tipo.
Razonamiento matemático
3.11 Problemas contextualizados
U03-45
Dos hermanos suman
años y el mayor tiene cuatro más. ¿Qué edades tienen?
U03-46
Se venden
cuadernos de
y
euros y se recaudan
euros. ¿Cuántos hay de cada tipo?
U03-47
Un rectángulo tiene área
m
y lados que difieren
m. Halla las dimensiones.
U03-48
Al aumentar
cm el lado de un cuadrado, el área crece
cm.
Halla el lado original.
U03-49
Se mezclan
kg de productos de
y
euros/kg para obtener una mezcla de
euros/kg. ¿Cuántos kg de cada uno?
U03-50
Dos ciclistas parten de extremos separados
km y van uno hacia otro a
y
km/h. ¿Cuándo se encuentran y cuánto recorre cada uno?
U03-51
Un vehículo recorre
km en
h a velocidad constante. Plantea
y resuelve.
Formulario y mapa de resolución
Localiza la regla que necesitas y fíjate en cuándo se puede aplicar.
Ordena y reduce
Primer y segundo grado
da
si
.
Para
,
con
,
calcula
y, si
,
usa
.
Cuenta los cortes
Discriminante y gráfica
:
dos cortes con el eje
.
:
un contacto.
:
ningún corte.
Relaciona coeficientes y raíces
Viète y factorización
Para raíces reales contando la doble,
y
.
Si
,
resuelve
o
.
En una bicuadrada, prueba
con
.
Anota las restricciones
Fracciones y radicales
En una ecuación racional, excluye los denominadores nulos antes de
multiplicar en cruz. En
,
exige
y
.
Comprueba cada candidata en la ecuación original.
Revisa la base y los argumentos
Exponenciales y logaritmos
Para
y
,
implica
.
Si
,
.
En una ecuación logarítmica, todos los argumentos deben ser
positivos.
Interpreta las soluciones
Sistemas
En un sistema lineal
,
elige sustitución, igualación o reducción. Las rectas secantes dan una
solución, las coincidentes infinitas y las paralelas distintas ninguna.
Si el sistema es no lineal, verifica cada pareja en ambas
ecuaciones.
Consultar el formulario completo de los apuntes
Ecuaciones
Lineal:
,
con
,
da
.
Si
,
comprobar si la igualdad numérica es cierta o falsa.
Cuadrática:
,
.
Raíces reales distintas
Gráfica
Positivo
Dos
Dos cortes con
Cero
Una, doble
Contacto en vértice
Negativo
Ninguna
Sin cortes con
Cardano–Viète, para raíces reales contando la doble:
,
.
Construcción con suma
y producto
:
.
Producto nulo:
o
.
Bicuadrada:
;
si
,
volver con
;
si
,
;
si
,
no aporta soluciones reales.
Dominio y operaciones
Tipo
Procedimiento y condiciones
Racional
Una fracción por miembro o una fracción
igualada a un número. Excluir denominadores nulos; multiplicar en cruz y
comprobar. Sin sumas ni restas de fracciones algebraicas.
Radical
Para
,
exigir
,
.
Aislar, cuadrar y comprobar cada candidata en la original.
Exponencial
Para base
,
da
.
Si
,
.
Logarítmica
Cada argumento debe ser positivo. Aplicar
definición o propiedades y comprobar que se conserva el dominio
original.
Sistemas y problemas
Lineales
:
sustitución, igualación o reducción. SCD: una pareja y rectas secantes.
SCI: infinitas parejas y rectas coincidentes. SI: ninguna y rectas
paralelas distintas. No lineales: sustituir, resolver y recuperar todas
las parejas; verificar ambas ecuaciones.
Autoevaluación de 20 preguntas
Selecciona una opción en cada pregunta y justifica las que te generen dudas. La clave se trabaja con la docente.