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FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 1 Ecuaciones de primer grado Por: Sandra Elvia Pérez Márquez Una ecuación es una expresión matemática que contiene un símbolo de igualdad. En ambos lados de la igualdad existen términos. Por ejemplo: 032 yx 3823 xx El propósito de una ecuación es encontrar el valor o los valores que hacen verdadera la ecuación. A estos valores se les llaman soluciones de la ecuación, las cuales, a su vez, forman el conjunto solución. Puede haber tres tipos de ecuaciones de acuerdo al número de soluciones: Ecuación Definición Ejemplo Condicional Cuando una ecuación puede ser falsa o verdadera para un valor dado. Puede tener una o más soluciones. 1132 x Para el valor de 4x La expresión es verdadera debido a que: 1111 113)4(2 Pero será falsa para cualquier otro valor, por ejemplo: 2x 117 113)2(2 FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 2 Ecuación Definición Ejemplo Identidad Cuando una ecuación es verdadera para cualquier valor permitido. Tiene infinitas soluciones, excepto los valores que no estén permitidos. 3 3 92 x x x Si sustituimos cualquier valor permitido, es decir, excepto el 3 , la igualdad es verdadera. Por ejemplo: 4x 77 7 1 916 3)4( 3)4( 9)4( 2 Inconsistente Cuando ningún valor hace verdadera la ecuación. No tiene ninguna solución. 2242 xx Si sustituimos cualquier valor como 3x 42 2646 2)3(24)3(2 Tabla 1. Tipos de ecuaciones. Las ecuaciones también se pueden clasificar de acuerdo a dos factores importantes: a) El grado de una ecuación, determinado por el término que tenga el exponente mayor. b) El número de incógnitas de la ecuación, es decir, el número de variables que tenga la ecuación. Observa algunos ejemplos. FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 3 Tabla 2. Ejemplos de ecuaciones de diferente grado y con una o más incógnitas. Ecuación Grado de la ecuación Número de incógnitas Observaciones 2445 xx Primer grado 1 Los exponentes de los términos x5 y x4 son uno, por lo tanto, el exponente mayor es uno. La ecuación es de primer grado con una incógnita. 32 xy Primer grado 2 Los exponentes de los términos y y x2 son uno, por lo tanto, la ecuación es de primer grado con dos incógnitas. 5432 zyx Primer grado 3 Los exponentes de los términos x2 , y3 y z4 son uno, por lo tanto, la ecuación es de primer grado con tres incógnitas. 354 2 xx Segundo grado 1 El exponente más grande lo tiene el término 24x , por lo tanto, la ecuación es de segundo grado con una incógnita. 42 yx Segundo grado 2 El exponente más grande lo tiene el término 2x , pero tiene dos incógnitas, por lo tanto, la ecuación es de segundo grado con dos incógnitas. aaa 25935 3 Tercer grado 1 El exponente más grande lo tiene el término 35a , por lo tanto, la ecuación es de tercer grado con una incógnita. 242 43635 xxxx Cuarto grado 1 El exponente más grande lo tiene el término 46x , por tanto, la ecuación es de cuarto grado con una incógnita. FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 4 Las ecuaciones pueden ser de diferentes grados con una o más incógnitas. Dependiendo de las características que tengan cada una de éstas, serán los métodos que utilizaremos para resolverlas. Soluciones de ecuaciones de primer grado con una incógnita ¿Recuerdas las propiedades de la igualdad? Cuando aplicamos las propiedades de la igualdad podemos despejar una variable, es decir, separar la variable que estamos buscando de un solo lado de la ecuación y con esto encontrar la solución de la ecuación. Recordemos las propiedades de la igualdad observando la tabla 3. Tabla 3. Propiedades de la igualdad. PROPIEDADES DE LA IGUALDAD Reflexiva aa Simétrica Si ba , entonces ab Transitiva Si ba y cb , entonces ca Aditiva Si ba , entonces cbca Multiplicativa Si ba , entonces cbca FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 5 Cuando una ecuación de primer grado puede representarse de la forma 0bax , se le llama ecuación lineal. Aplicando las propiedades de la igualdad, puede encontrarse su solución. Una ecuación lineal si es condicional, solamente tendrá una solución. A continuación recordaremos los pasos para despejar una variable utilizando las propiedades de la igualdad. Ejemplo: Encuentra la solución de la siguiente ecuación de primer grado. 723 x Comenzamos por dejar de un solo lado de la ecuación los términos que contienen la variable x aplicando la propiedad aditiva. 23 x 2 = 7 2 53 x Para despejar la variable x aplicamos la propiedad multiplicativa. 3 1 x3 3 1 5 3 5 3 3 x La solución de la ecuación es: 3 5 x FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía,la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 6 Recuerda que la solución de una ecuación se puede comprobar si sustituyes el valor encontrado en la ecuación y la expresión es verdadera. Comprobemos la solución que encontramos en la ecuación anterior. 723 x Si la solución es 3 5 x , sustituimos el valor en la ecuación: 723 x 72 3 5 3 72 3 15 725 77 Como la expresión es verdadera, comprobamos que el valor encontrado es la solución de la ecuación. Cuando aplicamos las propiedades de la igualdad para realizar un despeje, podemos decir que al ‘pasar’ un valor del otro lado de la ecuación, pasa con la operación contraria. Recordemos algunos ejemplos. FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 7 Ecuación Operación Propiedad de la igualdad 53x Si el 3 está sumando, pasa restando del otro lado del signo igual. 2 35 x x Aditiva 2 35 3533 x x x 53x Si el 3 está restando, pasa sumando del otro lado del signo igual. 8 35 x x Aditiva 8 35 3533 x x x 32 x Si el 2 está multiplicando, pasa dividiendo a todo lo que se encuentra del otro lado del signo igual. 2 3 x Multiplicativa )3( 2 1 )2( 2 1 x 2 3 2 2 x 2 3 x 3 2 x Si el 2 está dividiendo, pasa multiplicando. 23x 6x Multiplicativa )3(2 2 2 x 32x 6x Tabla 4. Ejemplos de las propiedades de la igualdad. Como puedes observar en los ejemplos anteriores, al despejar la variable pasando los valores con la operación contraria a la que se encuentra, realizamos menos pasos que aplicando las propiedades de la igualdad, sin embargo, seguimos aplicando las propiedades, solamente estamos ahorrando algunos pasos. De ahora en adelante, al despejar una variable, lo haremos aplicando la operación contraria. FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 8 Ejemplo: Encuentra la solución de la ecuación de primer grado. 7254 xx Comenzamos por dejar de un solo lado de la ecuación los términos que contienen la variable x , y del otro lado de la ecuación los valores que no la contienen. 5724 xx El 5 que estaba sumando lo pasamos restando del otro lado del signo igual, y el término x2 que estaba sumando pasa restando del otro lado del signo igual. Sumamos términos semejantes: 122 x El 2 que está multiplicando a la x , pasa dividiendo del otro lado del igual. 6 2 12 x Por lo tanto, la solución de la ecuación es: 6x En algunas ecuaciones es necesario hacer operaciones antes de realizar los despejes. Recuerda que se debe seguir la jerarquía de operaciones. Por ejemplo: Encuentra la solución a la siguiente ecuación. FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 9 )3(2)54(383 xxx Comenzamos por realizar las operaciones. 62151283 xxx Acomodamos todos los términos que tienen la variable x de un solo lado del signo igual, y del otro lado todos los términos que no tienen la variable. 61582123 xxx Sumamos términos semejantes: 1713 x Despejamos x . Como el 13 está multiplicando, pasa dividiendo al 17. 13 17 x La solución de la ecuación es: 13 17 x Ejemplo 2: Encuentra la solución de la siguiente ecuación. )12(324)13(255 xxx Comenzamos por realizar las operaciones, aplicando jerarquía correspondiente. Resolvemos las multiplicaciones: 36242655 xxx Sumamos términos semejantes: 564365 xxx Quitamos el corchete: 564365 xxx Simplificamos términos semejantes: 561 xx FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 10 Acomodamos términos con la variable x de un solo lado de la igualdad y términos que no contiene la variable del otro lado de la igualdad: 156 xx Sumamos términos semejantes: 45 x Despejamos: x 5 4 x La solución de la ecuación es: 5 4 x En algunas ecuaciones aparecen números fraccionarios, por lo que es conveniente determinar el mínimo común denominador (mcd) y aplicar la propiedad multiplicativa de la igualdad, multiplicando ambos lados de la igualdad por el mcd. Ejemplo 1: Encuentra la solución de la siguiente ecuación. 5 6 20070 4 6 xx Primero se debe encontrar el mcd de los denominadores 4 y 5 , el cual es 20. Multiplicamos toda la ecuación por 20 : 5 6 20070 4 6 20 xx = 5 6 20200207020 4 6 20 xx 5 120 40001400 4 120 xx FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 11 El objetivo de multiplicar todo por el mcd es que los denominadores desaparezcan al hacer las divisiones correspondientes, ya que las divisiones deben de ser exactas. Realizamos las divisiones: xx 244000140030 Ahora tenemos una ecuación sin denominadores que podemos despejar como de costumbre. Acomodamos términos con la variable x de un solo lado de la ecuación y del otro lado los que no tienen x , y despejamos. 140040002430 xx Simplificamos términos semejantes: 540054 x Despejamos 100 54 5400 x La solución de la ecuación es: 100x Ejemplo 2: Encuentra la solución a la siguiente ecuación: 5 1 1 2 x Comenzamos por encontrar el mcd de los denominadores )1( x y 5 , el cual es la multiplicación de los dos denominadores: )1(5 xmcd Multiplicamos toda la ecuación: )1(5 x FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra ElviaPérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 12 5 1 )1(5 1 2 )1(5 x x x 5 )1(5 1 )1(10 x x x Observa que al multiplicar el mcd en ambos lados de la igualdad, se obtienen factores comunes que podemos simplificar. Simplificamos factores comunes: 5 )1(5 1 )1(10 x x x )1(10 x Ahora tenemos una ecuación sin denominadores que podemos despejar como de costumbre. Recuerda que un signo negativo antes de un paréntesis cambia los signos, términos que se encuentran en los paréntesis. )1(10 x 110 x Acomodamos de un solo lado de la ecuación los términos que tienen la variable y del otro lado los términos que no la tienen. 110x 11x Por lo tanto, la solución de la ecuación es: 11x FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. 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Simplificamos factores comunes: 7 2437 3 2837 2 2537 xx x x 7 2437 3 2837 2 2537 xx x x Ahora tenemos una ecuación sin denominadores, en la cual podemos hacer las operaciones que están indicadas. 243287537 xx FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. 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El mcd de los denominadores es 12 xx Multiplicamos toda la ecuación por: 12 xx FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. 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Por lo tanto, la ecuación tiene infinitas soluciones excepto: 1x Ejemplo 6: Encuentra la soluciónde la siguiente ecuación: xx 1 13 3 En este caso, para el mcd es: xx 13 FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. 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FEC-03_M1AA1L1_Ecuaciones Versión: Septiembre de 2012 Revisor: Sandra Elvia Pérez ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. 19 Como pudiste observar en los ejemplos anteriores, las ecuaciones de primer grado con una incógnita pueden ser: Identidad si tienen infinitas soluciones. Inconsistentes si no tienen ninguna solución. Consistentes si tienen solo una solución. Te invito a que practiques la solución de ecuaciones de primer grado con una incógnita para que logres afianzar tus conocimientos sobre el tema.