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Ecuaciones Matemática Básica IP2021 Igualdad Matemática En matemáticas, un enunciado en el que dos expresiones (iguales o distintas) denotan el mismo objeto matemático se llama igualdad matemática. Dos objetos matemáticos son considerados iguales si los objetos poseen el mismo valor. Por ejemplo, la frase «la suma de dos y dos» y la expresión «cuatro» se refieren al mismo objeto matemático, un cierto número natural. La expresión «es lo mismo que» se suele representar en matemáticas con el signo =. Pocas cosas serán tan idénticas que un par de líneas paralelas de la misma longitud Concepto de ecuaciones Una ecuación es una igualdad matemática entre dos expresiones, denominadas miembros y separadas por el signo igual, en las que aparecen elementos conocidos o datos, desconocidos o incógnitas, relacionados mediante operaciones matemáticas. Las siguientes proposiciones son ejemplos de ecuaciones: Concepto de ecuaciones Las expresiones separadas por el símbolo de igualdad, se denominan lados, o miembros de la ecuación; por separado se llaman lado izquierdo (primer miembro) o lado derecho (segundo miembro). Las ecuaciones como proposiciones que son, pueden tener un valor lógico de falso o verdadero. Concepto de ecuaciones: como proposiciones Cuando las ecuaciones sólo tienen constantes y ni una variable, van a ser proposiciones verdaderas: O falsas: Concepto de ecuaciones: Proposición cuando tiene una variable. Una ecuación que se refiere a una variable, por lo regular es una proposición válida para algunos valores de la variable, en tanto que es falsa para otros valores de la variable. Por ejemplo: Si x = 5 Verdadera Si x = 4 Falsa Concepto de ecuaciones El valor que toma la variable que hace que la proposición de la ecuación sea verdadera se le denomina Raíz o Solución de la ecuación. En la ecuación anterior El valor de x, cinco (5) satisface la ecuación y hace que los dos lados de la ecuación tengan el mismo valor. Se hace muy importante conseguir la destreza para poder encontrar las raíces o soluciones de las ecuaciones para resolver problemas de la vida real. El proceso de hallar las raíces se llama Resolver la ecuación. Principios para la resolución de ecuaciones Para resolver una ecuación se suelen realizar ciertas operaciones para transformar la proposición en una ecuación más fácil de resolver. Claro está que estas operaciones no deben alterar, ni la naturaleza ni la solución. PRINCIPIO DE ADICIÓN: Podemos sumar y restar cualquier constante o cualquier expresión algebraica que incluya la variable a ambos lados de la ecuación. PRINCIPIO DE MULTIPLICACIÓN: Podemos multiplicar o dividir ambos lados de la ecuación por cualquier constante excepto cero (0) o cualquier expresión no cero que incluya la variable. adición multiplicación Ecuaciones lineales y cuadráticas Un grupo de ecuaciones presentes en miles de aplicaciones son las ecuaciones polinomiales, que tienen la forma en ambos lados de uno o varios términos algebraicos sumándose o restándose, cada término incluye una potencia entera y no negativa multiplicada por una constante. El grado de la ecuación es la potencia máxima de la variable que aparece en la ecuación. Ecuaciones lineales y cuadráticas Cuando el grado de una ecuación es 1 se le llama ecuación lineal. Cuando el grado de una ecuación es 2 se le llama ecuación cuadrática. La forma canónica de una Ecuación Lineal con la variable x es: (a y b son constantes) La forma canónica de una ecuación lineal con la variable x es: Solucionando una ecuación lineal. para este tipo de ecuaciones la solución general será. x – 4 = 0 2x+8=0 -7x=49 -5x=-25 Solucionando una ecuación cuadrática Una ecuación del tipo: Existen tres métodos para resolver este tipo de ecuaciones. 1. Factorizando. 2. Usando la fórmula cuadrática. 3. Completando el cuadrado. Solucionando una ecuación cuadrática Factorizando. Factorizando. 𝑥 + 20 = −9𝑥 El primer paso será llevar esta ecuación a su forma canónica. 𝑥 + 9𝑥 + 20 = 0 el miembro izquierdo de la ecuación es un trinomio que puede ser expresado como dos factores multiplicándose entre si. 𝑥 + 𝑥 + Tenemos que encontrar dos números que sumados den 9 y multiplicados den 20. El número 5 y el número 4 cumplen con esta condición. Por tanto la expresión queda de la forma siguiente: 𝑥 + 5 𝑥 + 4 = 0 Solucionando una ecuación cuadrática Factorizando. Factorizando. ¿Qué valores debe asumir x para que la ecuación se cumpla, es decir, que su valor sea cero. 𝑥 + 5 𝑥 + 4 = 0 Para que se cumpla la ecuación bastará con que alguno de los dos factores tenga un valor de cero, es decir que la suma dentro de alguno de los dos paréntesis de como resultado cero. 𝑥 = −5 ∧ 𝑥 = −4 hacen que la ecuación sea verdadera. Solucionando una ecuación cuadrática Factorizando. Factorizando: 2𝑥 = 3𝑥 Llevar a la forma canónica 2𝑥 − 3𝑥 = 0 Ver si se puede factorizar el miembro izquierdo de la ecuación, en este caso vemos que si, se puede sacar el factor común. 𝑥 2𝑥 − 3 = 0 Para que la ecuación sea verdadera, alguno de los dos factores debe ser igual a cero, los valores de x que satisfacen esta condición son: 𝑥 = 0 ∧ 𝑥 = Solucionando una ecuación cuadrática Haciendo uso de la fórmula general. Vamos a encontrar las raíces de la siguiente ecuación 𝑥 − 4𝑥 = 12 El primer paso será llevar esta ecuación cuadrática a su forma general. 𝑥 − 4𝑥 − 12 = 0 Los valores correspondientes para 𝑎, 𝑏 ∧ 𝑦 en este ejercicio son: 1 𝑥 + −4 𝑥 + −12 = 0 a=1, b=-4, c=-12 Solucionando una ecuación cuadrática Reemplazando: −(−4) ± (−4) −4(1)(−12) 2(1) 4 ± 16 + 48 2 4 ± 64 2 4 + 64 2 4 − 64 2 4 + 8 2 4 − 8 2 12 2 → 𝑥 = 6 −4 2 → 𝑥 = −2 Solucionando una ecuación cuadrática Completando cuadrados Completando cuadrados la solución se presentará de la siguiente manera: Resolver 9𝑥 + 12𝑥 − 32 = 0 Si se desea resolver la ecuación completando cuadrados se tendrá que colocar la ecuación con todos los términos que contengan alguna forma de x en la parte izquierda y todos las constantes en el miembro derecho de la ecuación. 9𝑥 + 12𝑥 = 32 Utilizando el principio de adición o multiplicación se “cancela” el coeficiente que acompaña la variable elevada al cuadrado y se agrega en el miembro de la izquierda un término que complete un trinomio cuadrado perfecto. 𝑥 + 𝑥 = Solucionando una ecuación cuadrática Completando cuadrados Ahora completemos el cuadrado adicionando el cuadrado de la mitad del coeficiente del segundo término 𝟒 𝟑 𝟖 𝟑
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