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72 Capítulo 2 Ecuaciones y desigualdades CONJUNTO DE EJERCICIOS 2.1 Llena los espacios en blanco con la palabra, frase o símbolo(s) apropiados de la siguiente lista. condicional ¤ términos semejantes identidad mínimo común denominador términos contradicción grado términos no semejantes aislar 1. Las partes que se suman en una expresión algebraica son llamadas de la expresión. 2. Los términos que tienen partes variables idénticas se llaman . 3. El objetivo de resolver ecuaciones es la variable en uno de los lados de la ecuación. 4. Podemos eliminar fracciones en una ecuación multiplican do ambos lados de la ecuación por el . 5. Una ecuación que siempre se satisface se conoce como . 6. Una ecuación que se satisface solo para valores específicos de las variables es conocida como una ecuación . 7. Una ecuación que nunca se satisface se conoce como . 8. El de un término es la suma de los expo nentes de los factores en el término. 9. El símbolo se usa para indicar que la solu ción establece una contradicción. 10. El símbolo se usa para indicar que la solución establece una identidad. Practica tus habilidades Indica para cada expresión su propiedad correspondiente. 11. Si x 13, entonces 13 x. 12. Si m 2 3, entonces 3 m 2. 13. Si b c y c 9, entonces b 9. 14. Si x 1 a y a 2y, entonces x 1 2y. 15. a c a c 16. Si r 4, entonces r 3 4 3. 17. Si x 8, entonces x 8 8 8. 18. Si 2x 4, entonces 3(2x) 3(4). 19. Si 5x 4, entonces 1 5 15x2 = 1 5 142. 20. Si a 2 4, entonces a 2 2 4 2. 21. Si t 4 + 1 3 = 5 6 , entonces 12a t 4 + 1 3 b = 12a5 6 b . 22. Si x 3 x y y x y z, entonces x 3 z. 23. Si x 3 7, entonces x 4. 24. Si 5x 35, entonces x 7. Encuentra el grado de los siguientes términos. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. Simplifica las siguientes expresiones. Si alguna no puede ser simplificada, especifícalo. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. Resuelve las siguientes ecuaciones. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 5y 3ab 6 -31t - 52 = 21t - 5271x - 12 = 31x + 22-61z - 12 = -51z + 22 8w + 7 = -3w - 154x - 8 = -412x - 32 + 45s - 3 = 2s + 6 4x - 5 = 21x + 527x - 6 - 5x = -85a - 1 = 14 p2 q + 4pq - [-1pq + 4p2 q2 + pq]- {[2rs - 31r + 2s2] - 212r2 - s2} 2{[3a - 12b - 5a2] - 312a - b2}5b - {7[213b - 22 - 14b + 92] - 2} -2[3x - 12y - 12 - 5x] + y9x - [3x - 15x - 4y2] - 2y 31a + c2 - 41a + c2 - 34 - [613x + 22 - x] + 4 6n + 0.61n - 32 - 51n + 0.723ax + 1 2 b - 1 3 x + 5 4.3 - 3.2x - 21x - 2212a1 6 + d 4 b + 5d7x3 y2 + 11y3 x2 8pq - 9pq + p + qb + b2 - 4b + b2 + 3bw3 + w2 - w + 1 7y + 3x - 7 + 5x - 2y10.6c2 - 2.3c + 5.9c - 1.9c22a2 - 4ab + 5ab - 10b2 -2x2 - 5x + 7x - 33x2 + 4x + 57r + 3b - 11x + 12y -2x4 y7 z83x5 y6 z m4 n65a2 b4 c18p2 q3-5r -3 1 2 x4 y -6y25c3-2z Sección 2.1 Solución de ecuaciones lineales 73 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92. 93. 94. Resuelve las siguientes ecuaciones. Si no es un valor entero, expresa tu respuesta como fracción. 95. 96. 97. 98. 99. 100. 101. 102. 103. 104. 105. 106. 107. 108. Resuelve las siguientes ecuaciones. Redondea las respuestas a la centésima más cercana. 109. 110. 111. 112. 113. 114. 115. 116. 117. 118. Encuentra la solución para cada ejercicio. Luego indica si la ecuación es una condicional, una identidad o una contradicción. 119. 120. 121. 122. 123. 124. 125. 126. 127. 128. Resolución de problemas 129. Densidad de población La densidad de la población de Es tados Unidos se ha incrementado constantemente desde el año 2000. La densidad de población de Estados Unidos puede ser estimada usando la ecuación P = 0.82t + 78.5 donde P es la densidad de población, medida en número de personas por milla cuadrada, y t es el número de años des de 2000. Usa t 1 para 2001, t 2 para 2002 y así sucesi vamente. Si la densidad de población continúa aumentando a la tasa actual, a) determina la densidad de población de Estados Unidos en 2008. b) ¿en qué año la densidad de la población de Estados Unidos alcanzará 100 personas por milla cuadrada? 130. Bebés durmiendo El Dr. Richard Ferber, un pediatra experto en sueño, ha desarrollado un método* para ayudar a niños con 6 meses de edad o mayores a dormir durante la noche. El a menudo llamado “Ferberizante” invita a los padres a espe rar por periodos cada vez más largos antes de entrar al cuarto del niño a consolarle el llanto. El tiempo sugerido depende de *Antes de intentar este método, los padres lo deben consultar con su pediatra. 412 - 3x2 = - [6x - 18 - 6x2]0.8z - 0.31z + 102 = 0.51z + 12 0.61z + 52 - 0.51z + 22 = 0.11z - 2326 x - 12 = -312 - x2 + 3x 7 - a1 2 x + 4b = 3a - 1 6 x + 2b4 - a 2 3 x + 2b = 2a - 1 3 x + 1b -51c + 32 + 41c - 22 = 21c + 227 + 31x - 22 + 8x = 61x + 12 + 2x - 9 7x + 5 - 51x - 32 = 51x + 42 - 3x31y + 32 - 412y - 72 = -5y + 2 0.6114x - 80002 = -0.4120x + 12,0002 + 20.6x100017.34q + 14.782 = 10013.91 - 4.21q2 0.42x - x = 5.11x + 320.61500 - 2.4x2 = 3.612x - 40002 0.0512000 + 2x2 = 0.0412500 - 6x251z + 3.412 = -7.8912z - 42 - 5.67 6.1p - 4.513 - 2p2 = 15.74.7x - 3.61x - 12 = 4.9 0.21x - 302 = 1.6x0.4n + 4.7 = 5.1n 5 6 m - 5 12 = 7 8 m + 2 3 1 4 1x + 32 = 1 3 1x - 22 + 1 1 3 x + 5 6 = 2x 1 2 = 4 5 x - 1 4 x - 2 = 3 4 1x + 42 4 - 3 4 a = 7 1 2 x + 2 = 1 8 x - 1 1 2 1x - 22 = 1 3 1x + 22 1 4 1x - 22 = 1 3 12x + 623 4 t + 7 8 t = 39 1 2 16r - 102 = 7 4x - 2 3 = -6 7m + 9 6 = 5 d 5 = -7 -316 - 4x2 = 4 - {5x - [6x - 14x - 13x + 222]} - {41d + 32 - 5[3d - 212d + 72] - 8} = -10d - 63{[1x - 22 + 4x] - 1x - 32} = 4 - 1x - 122 4{2 - [31c + 12 - 21c + 12]} = -2c-z - 6z + 3 = 4 - [6 - z - 13 - 2z2] 2[3x - 14x - 62] = 51x - 623[6 - 1h + 22] - 6 = 41-h + 72 51x - 22 - 14x = x - 5312x - 42 + 31x + 12 = 951a + 32 - a = -14a - 62 + 1 -412z - 62 = -31z - 42 + z-413 - 4x2 - 21x - 12 = 12x-213w + 62 - 14w - 32 = 21 412x - 22 - 31x + 72 = -48 - 312a - 42 = 5 + 3a - 4a6 - 1n + 32 = 3n + 5 - 2n 5r - 13 - 6r = 31r + 52 - 16-31y - 12 + 2y = 41y - 328x + 21x - 42 = 8x + 12 p - 1p + 42 = 41p - 12 + 2p4x - 213x - 72 = 2x - 62 - 1x + 52 = 4x - 8 613 - q2 = -41q + 123x + 412 - x2 = 4x + 5412x - 42 = -21x + 32 74 Capítulo 2 Ecuaciones y desigualdades Ejercicios de repaso acumulados cuantas noches los padres han estado usando el método: para calcularlo, se utiliza la siguiente ecuación W = 5n + 5 donde W es el tiempo de espera en minutos y n es el número de noches. Por ejemplo, en la primera noche, n 1, en la segunda noche, n 2, y así sucesivamente. a) ¿Cuánto tiempo deben los padres esperar durante la primera noche? b) ¿Cuánto tiempo deben los padres esperar durante la cuarta noche? c) ¿En qué noche los padres deben esperar 30 minutos? d) ¿En qué noche los padres deben esperar 40 minutos? 131. Costos que se incrementan por el cuidado de la salud Se proyecta que el gasto por el cuidado de la salud en Esta dos Unidos crece de acuerdo con la siguiente ecuación C 0.2x 2.8, donde C representa la cantidad total gasta da en materia de salud en unidades de trillones de dólares y x representa los años transcurridos desde 2008. Usa x 1 para 2009, x 2 para 2010 y así sucesivamente. Fuente: Coalición Nacional por el Cuidado de la Salud a) ¿Cuánto se gastó en materia de salud en Estados Uni dos en 2009? b) ¿Si esta tendencia continua,en qué año el gasto en ma teria de salud alcanzará los 4 trillones? 132. Envejecimiento de la población Se estima que el porcentaje de la población americana que es mayor de 65 años crezca de acuerdo con la siguiente ecuación P = 1.5x + 38.7. En donde P representa el porcentaje de la población americana mayor de 65 años y x representa los años transcurridos desde 2008. Usa x = 1 para 2009, x = 2 para 2010 y así sucesivamente. Fuente: Academia Nacional de Ciencias a) ¿Cuál es el porcentaje de americanos mayores de 65 años en 2009? b) ¿En qué año se estima que el porcentaje de americanos mayores de 65 años alcanzará el 50%? Resuelve cada ecuación para el símbolo dado. Asume que el símbolo que estás resolviendo representa la variable y que los demás símbolos representan números reales diferentes de cero. Ver el Ejemplo 11. 133. Resuelve para 134. Resuelve para 135. Resuelve para 136. Resuelve para Ejercicios de conceptos y escritura 137. Considera la ecuación 2x = 5. Proporciona tres ecuaciones equivalentes. Explica por qué son equivalentes. 138. Considera la ecuación x = 4. Proporciona tres ecuaciones equivalentes. Explica por qué son equivalentes. 139. Construye una ecuación que lleve a una contradicción. Explica cómo creaste la contradicción. 140. Construye una ecuación que lleve a una identidad. Explica cómo creaste la ecuación. 141. Crea una ecuación con dos términos del lado izquierdo del signo igual y tres términos a la derecha del signo igual que sea equivalente a la siguiente ecuación 1 2 p + 3 = 6. 142. Crea una ecuación con tres términos del lado izquierdo del signo igual y dos términos a la derecha del signo que sea equivalente a la siguiente ecuación 3m 1 m 5. 143. Considera la ecuación 2(a 5) n 4a 8. ¿Qué valor debe tomar n para que la solución sea 2? Explica cómo determinaste tu respuesta. 144. Considera la ecuación 3(x 2) 5x 12 n. ¿Qué va lor debe tomar n para que la solución sea 6? Explica cómo determinaste tu respuesta. [1.3] 145. a) Explica cómo encontrar el valor absoluto de un número. b) Escribe la definición de valor absoluto. [1.4] Evalúa. 146. a) b) 147. 148. © A lle n R. A ng el © C hr ist ian W he at le y\ Sh ut te rs to ck ^1} + n2 = } n + ^ = ^1} + n2 = ^ - n = } a - 2 7 b 2 23-125 1-322 -32 n. } . ^. ^. Sección 2.2 Solución de problemas y uso de fórmulas 75 2.2 Solución de problemas y uso de fórmulas 1 Uso del procedimiento para la solución de problemas. 2 Despejar una variable de una ecuación o fórmula. 1 Uso del procedimiento para la solución de problemas Una de las razones principales para estudiar matemáticas es que las podemos utilizar para resolver problemas de la vida diaria. Para resolver la mayoría de los problemas de aplicación matemática, necesitamos ser capaces de representar el problema mediante símbolos matemá ticos usando expresiones o ecuaciones, y cuando lo hacemos, creamos un modelo matemático de la situación. En esta sección, presentamos el procedimiento para la resolución de problemas y ana lizamos fórmulas. Una fórmula es una ecuación que representa el modelo matemático de una situación de la vida real. A lo largo del libro resolveremos problemas, en donde determinare mos una ecuación o una fórmula que representen o modelen situaciones de la vida cotidiana. Puedes abordar cualquier problema usando el procedimiento de solución de proble mas de cinco pasos desarrollado por George Pólya, presentado en su libro How to Solve it. Guía para la resolución de problemas 1. Entiende el problema. • Lee el problema con detenimiento al menos dos veces. En la primera lectura ob tén una visión general del problema. En la segunda lectura, determina (a) exacta mente lo que se te pide calcular y (b) qué información proporciona el problema. • De ser posible, has un bosquejo para ilustrar el problema. Etiqueta la información obtenida. • Anota en forma de lista la información que te pueda ayudar en la solución del problema. 2. Traduce el problema a lenguaje matemático. • A menudo esto implicará expresar el problema de manera algebraica. • En algunas ocasiones esto implicará utilizar una fórmula en particular, mientras que en otras debes generar tu propia ecuación. Puede ser necesario que consultes otras fuentes para el uso apropiado de las fórmulas. 3. Lleva a cabo los cálculos matemáticos necesarios para resolver el problema. 4. Verifica la respuesta obtenida en el paso 3. • Pregúntate: “¿Tiene sentido la respuesta?”, ”¿La respuesta es razonable?” Si la respuesta no lo es, verifica nuevamente tu método para la solución del problema y tus cálculos. • De ser posible verifica la solución en el problema original. 5. Responde la pregunta. Asegúrate de haber respondido la pregunta. Establece las res puestas con claridad. En los siguientes ejemplos se muestra cómo aplicar la guía para la resolución de pro blemas. Cuando sea necesario proporcionaremos los pasos en los ejemplos para ilustrar el método de los cinco pasos. Como se indicó en el paso dos de la guía para la resolución de problemas –traduce el problema a lenguaje matemático–, en algunas ocasionas necesitaremos encontrar y usar una fórmula. En esta sección te mostraremos cómo hacerlo. EJEMPLO 1 Préstamo personal Diane Basile hace un préstamo personal por $5000 con un interés simple de 4% a su hermano, Bob Basile, por un periodo de 5 años. a) Al término de 5 años, ¿qué interés le pagará Bob a Diane? b) Cuando Bob pague su deuda transcurridos 5 años, ¿cuánto dinero, en total, debe pagar a Diane?
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