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3° BGU · Matemáticas
Programación lineal · Restricciones

Inecuaciones y sistemas de inecuaciones lineales

Te conviene dominar: Inecuaciones con dos incógnitas (1.° de Bachillerato General Unificado (BGU))

Una panadería de Ambato tiene que decidir cuántas docenas de empanadas de viento ($x$) y cuántas de pan de yuca ($y$) prepara para el día. El horno, la cantidad de harina y la mano de obra imponen varias condiciones a la vez sobre $x$ e $y$. Cada condición es una inecuación lineal con dos incógnitas y todas juntas forman un sistema. Aquí vas a aprender a representar cada pieza (el semiplano de una inecuación y la región de un sistema), porque sobre esa región vas a elegir, en los próximos apartados, la mejor producción posible.

El semiplano de una inecuación lineal

Semiplano solución de la inecuación 2x+3y ≤ 12: la recta frontera continua corta los ejes en (6, 0) y (0, 4); el punto P(3, 2) está sobre la recta y Q(5, 5) queda fuera. 2x+3y=12 (0, 4) (6, 0) P(3, 2) ✓ Q(5, 5) ✗
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Comprueba, sin representarla, si los puntos $P(1, 4)$, $Q(-2, 0)$ y $R(0, -3)$ son solución de la inecuación $3x - y > -5$. Indica además si la recta $3x - y = -5$ forma…

Comprueba, sin representarla, si los puntos $P(1, 4)$, $Q(-2, 0)$ y $R(0, -3)$ son solución de la inecuación $3x - y > -5$. Indica además si la recta $3x - y = -5$ forma parte de la solución y por qué.

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Representa el conjunto de puntos del plano que verifican $y \geq 2x - 1$. Explica cómo decides qué semiplano sombrear y si la recta $y = 2x - 1$ pertenece o no a la…

Representa el conjunto de puntos del plano que verifican $y \geq 2x - 1$. Explica cómo decides qué semiplano sombrear y si la recta $y = 2x - 1$ pertenece o no a la solución.

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Verdadero o falso, razonando la respuesta: «La solución de la inecuación $3x - y < 6$ incluye todos los puntos de la recta $3x - y = 6$».

Verdadero o falso, razonando la respuesta: «La solución de la inecuación $3x - y < 6$ incluye todos los puntos de la recta $3x - y = 6$».

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Un estudiante debe representar la solución de $3x - 2y \geq 0$. Como la recta $3x - 2y = 0$ pasa por el origen, prueba con el punto $(0, 0)$ y obtiene $0 \geq 0$, así…

Un estudiante debe representar la solución de $3x - 2y \geq 0$. Como la recta $3x - 2y = 0$ pasa por el origen, prueba con el punto $(0, 0)$ y obtiene $0 \geq 0$, así que concluye que «la solución es todo el plano». Encuentra el error en su razonamiento y explica cómo se decide correctamente el semiplano solución en este caso.

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Sistemas de inecuaciones: la intersección de semiplanos

Región triangular intersección de x ≥ 0, y ≥ 0 y x + y ≤ 5, con vértices (0, 0), (5, 0) y (0, 5). x+y=5 x≥0, y≥0, x+y≤5 (0, 0) (5, 0) (0, 5)

Para saber la producción máxima de un producto que permite un recinto, calcula sus vértices y compara la coordenada que te interesa: el mayor valor de $x$ (o de $y$) se alcanza en un vértice.

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Representa el recinto solución del sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$ y $x + y \leq 5$. ¿Qué figura geométrica se obtiene? Indica sus vértices.

Representa el recinto solución del sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$ y $x + y \leq 5$. ¿Qué figura geométrica se obtiene? Indica sus vértices.

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Representa el recinto solución del sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$, $x + y \leq 6$ y $x \leq 4$. Calcula las coordenadas de todos sus vértices e indica qué…

Representa el recinto solución del sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$, $x + y \leq 6$ y $x \leq 4$. Calcula las coordenadas de todos sus vértices e indica qué tipo de polígono es.

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Dado el sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$, $2x + y \leq 10$ y $x + 2y \leq 8$: a) Representa el recinto solución. b) Halla sus vértices resolviendo los sistemas…

Dado el sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$, $2x + y \leq 10$ y $x + 2y \leq 8$:

  • a) Representa el recinto solución.

  • b) Halla sus vértices resolviendo los sistemas de ecuaciones necesarios.

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Considera el sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$, $x + y \geq 4$ y $x - y \leq 2$. a) Representa el recinto solución y halla sus vértices. b) Razona, a partir de…

Considera el sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$, $x + y \geq 4$ y $x - y \leq 2$.

  • a) Representa el recinto solución y halla sus vértices.

  • b) Razona, a partir de la representación, si el recinto es acotado o no.

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Leer un gráfico y escribir el sistema

A veces el dato es la región y hay que encontrar las inecuaciones. Se hace en dos pasos: hallar la ecuación de cada recta frontera y decidir el sentido de cada desigualdad.

Triángulo delimitado por las rectas x = 2, y = 1 y x + 2y = 12, con vértices (2, 1), (10, 1) y (2, 5). (2, 1) (10, 1) (2, 5)
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La figura muestra un semiplano solución delimitado por una recta que corta a los ejes en dos puntos señalados, como se muestra en la figura. Deduce la ecuación de la…

La figura muestra un semiplano solución delimitado por una recta que corta a los ejes en dos puntos señalados, como se muestra en la figura.

semiplano solución X Y 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 (6, 0) (0, 3)

Deduce la ecuación de la recta frontera y escribe la inecuación cuya solución es el semiplano sombreado. ¿Está incluida la frontera en la solución?

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El triángulo sombreado de la figura es la solución de un sistema de tres inecuaciones, como se muestra en la figura. ¿Cuál de los siguientes sistemas es? Razona la…

El triángulo sombreado de la figura es la solución de un sistema de tres inecuaciones, como se muestra en la figura.

1 2 3 4 5 6 x 0 1 2 3 4 5 6 y (1, 1) (5, 1) (1, 4)

¿Cuál de los siguientes sistemas es? Razona la elección descartando las demás opciones.

  • a) $x \geq 1$, $y \geq 1$, $3x + 4y \leq 19$

  • b) $x \leq 1$, $y \leq 1$, $3x + 4y \geq 19$

  • c) $x \geq 1$, $y \geq 1$, $3x + 4y \geq 19$

  • d) $x \geq 1$, $y \leq 1$, $3x + 4y \leq 19$

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La figura muestra un recinto triangular sombreado cuyas fronteras son las rectas $x = 2$, $y = 1$ y $x + 2y = 12$, como se muestra en la figura. a) Escribe el sistema de…

La figura muestra un recinto triangular sombreado cuyas fronteras son las rectas $x = 2$, $y = 1$ y $x + 2y = 12$, como se muestra en la figura.

x y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 x = 2 y = 1 x + 2y = 12 ? ? ?
  • a) Escribe el sistema de inecuaciones cuya solución es ese triángulo.

  • b) Calcula las coordenadas de sus tres vértices.

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La figura muestra el recinto solución de un sistema de inecuaciones y cuatro puntos marcados sobre él, como se muestra en la figura. Decide gráficamente qué puntos son…

La figura muestra el recinto solución de un sistema de inecuaciones y cuatro puntos marcados sobre él, como se muestra en la figura.

0 1 2 3 4 5 6 x 1 2 3 4 5 6 y P(2, 3) Q(3, 4) R(4, 2) S(5, 1)

Decide gráficamente qué puntos son solución del sistema y confirma tu respuesta comprobando algebraicamente cada punto en el sistema $x + 2y \leq 10$, $3x + y \leq 15$, $x \geq 0$, $y \geq 0$.

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Las rectas $x + y = 6$, $y = x - 2$ e $y = 0$ delimitan un triángulo en el plano, como se muestra en la figura. a) Calcula los vértices del triángulo. b) Escribe el…

Las rectas $x + y = 6$, $y = x - 2$ e $y = 0$ delimitan un triángulo en el plano, como se muestra en la figura.

x y 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 x + y = 6 y = x − 2 y = 0 ? ? ?
  • a) Calcula los vértices del triángulo.

  • b) Escribe el sistema de tres inecuaciones cuya solución es exactamente ese triángulo, comprobando que un punto interior, como el $(4, 1)$, verifica las tres desigualdades.

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Plantear el sistema a partir de un enunciado

El paso más importante, y el que más falla en las pruebas, es traducir un texto a inecuaciones. Cada condición se convierte en una desigualdad.

Cuadro con la equivalencia entre expresiones del lenguaje cotidiano y los signos de desigualdad. "no más de" / "como máximo" → ≤ "al menos" / "como mínimo" → ≥ x ≥ 0, y ≥ 0 (casi siempre implícitas)
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Una tienda de ropa deportiva prepara su pedido de temporada: llama $x$ al número de camisetas deportivas e $y$ al número de buzos que encargará. Por espacio en la bodega…

Una tienda de ropa deportiva prepara su pedido de temporada: llama $x$ al número de camisetas deportivas e $y$ al número de buzos que encargará. Por espacio en la bodega no puede recibir más de $40$ prendas en total, y el proveedor le exige encargar al menos $10$ camisetas. Escribe el sistema de inecuaciones que recoge todas estas condiciones.

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Una preparadora física diseña la recuperación de sus deportistas con dos tipos de batido. Cada batido del tipo A aporta $12$ g de proteína y $8$ g de carbohidratos; cada…

Una preparadora física diseña la recuperación de sus deportistas con dos tipos de batido. Cada batido del tipo A aporta $12$ g de proteína y $8$ g de carbohidratos; cada batido del tipo B aporta $6$ g de proteína y $14$ g de carbohidratos. La pauta diaria exige un mínimo de $48$ g de proteína y de $56$ g de carbohidratos. Plantea, sin resolverlo, el sistema de inecuaciones que deben cumplir los números de batidos diarios $x$ e $y$ de cada tipo.

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La asociación de vecinos organiza su fiesta anual y vende entradas de adulto ($x$) y de menor ($y$). El coliseo tiene un aforo máximo de $300$ personas; por acuerdo con…

La asociación de vecinos organiza su fiesta anual y vende entradas de adulto ($x$) y de menor ($y$). El coliseo tiene un aforo máximo de $300$ personas; por acuerdo con el municipio deben venderse al menos $50$ entradas de adulto, y la experiencia de otros años indica que el número de menores no superará el doble que el de adultos. Plantea el sistema de inecuaciones correspondiente y representa la región factible.

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Un laboratorio de cosmética natural produce dos cremas, hidratante ($x$ botes diarios) y reparadora ($y$ botes diarios). Cada bote de hidratante necesita $3$ minutos en…

Un laboratorio de cosmética natural produce dos cremas, hidratante ($x$ botes diarios) y reparadora ($y$ botes diarios). Cada bote de hidratante necesita $3$ minutos en la máquina mezcladora y $2$ minutos en la envasadora; cada bote de reparadora, $2$ minutos de mezcla y $4$ de envasado. La mezcladora puede trabajar $60$ minutos al día y la envasadora, $64$ minutos, como se resume en la figura.

Hidratante 3 min mezcla 2 min envasado Reparadora 2 min mezcla 4 min envasado TIEMPO DISPONIBLE Mezcladora 60 min/día Envasadora 64 min/día
  • a) Plantea el sistema de inecuaciones del problema.

  • b) Representa el recinto de producciones posibles.

  • c) Halla sus vértices e indica qué producción máxima diaria de crema hidratante sería posible si ese día no se fabricara reparadora.

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Sistemas con un parámetro y con valor absoluto

Si una restricción lleva un parámetro, dibuja la región para dos o tres valores concretos y fíjate qué recta se desplaza.

Triángulo x ≥ 0, y ≥ 0, x + y ≤ 4 cortado por la recta horizontal y = k: para k = 2 la recta corta el triángulo y para k = 6 queda por encima. y=k (k=2) y=k (k=6)
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Considera el sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$, $x + y \leq 4$ e $y \leq k$, donde $k > 0$ es un parámetro. a) Representa el recinto para $k = 6$ y para…

Considera el sistema formado por $x \geq 0$, $y \geq 0$, $x + y \leq 4$ e $y \leq k$, donde $k > 0$ es un parámetro.

  • a) Representa el recinto para $k = 6$ y para $k = 2$.

  • b) Determina para qué valores de $k$ el recinto solución es un cuadrilátero y para cuáles es un triángulo, justificando la respuesta.

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Representa la región del plano definida por $|x| + |y| \leq 2$. Para ello, razona por cuadrantes: reescribe la condición sin valores absolutos en cada uno de los cuatro…

Representa la región del plano definida por $|x| + |y| \leq 2$. Para ello, razona por cuadrantes: reescribe la condición sin valores absolutos en cada uno de los cuatro cuadrantes y obtén la inecuación correspondiente. ¿Qué figura resulta y cuáles son sus vértices?

Resolver

Vuelve al principio: cada límite de la panadería (horno, harina, mano de obra) se escribe como una inecuación lineal. Su intersección es el recinto poligonal con todas las producciones $(x, y)$ posibles.

Resumen

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