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Ecuaciones y sistemas · Ecuaciones, inecuaciones y sistemas

Desigualdades con dos incógnitas

Te conviene dominar: Funciones lineales (3° de secundaria)
Te conviene dominar: Sistemas de ecuaciones (3° de secundaria)

Ximena tiene $\$120$ para la comida de su equipo: las tortas cuestan $\$30$ y las aguas frescas $\$15$. ¿Cuántas tortas y cuántas aguas puede comprar sin pasarse? No hay una sola respuesta, hay muchas. Una desigualdad con dos incógnitas no tiene como solución una recta, sino todo un semiplano: uno de los dos lados en que una recta divide el plano. Esta idea es la base de la programación lineal, con la que las empresas reparten sus recursos de la mejor manera. Al final de la página volvemos al presupuesto de Ximena.

La recta divide el plano en dos semiplanos

Un punto $(x, y)$ es solución si, al sustituirlo, la desigualdad es verdadera. Puedes probar puntos tú mismo moviendo el punto del plano.

Semiplano solución de la desigualdad x + 2y mayor que 4, con la recta frontera discontinua y dos puntos de prueba. 4 2 x + 2y > 4 (3, 3): sí (0, 0): no
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Comprueba cuáles de los siguientes puntos son solución de la inecuación $3x - 2y \le 6$: $A(0, 0)$ $B(4, 1)$ $C(2, -1)$ $D(-2, -5)$

Comprueba cuáles de los siguientes puntos son solución de la inecuación $3x - 2y \le 6$:

  • $A(0, 0)$

  • $B(4, 1)$

  • $C(2, -1)$

  • $D(-2, -5)$

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Dada la inecuación $4x - 5y < 20$, indica razonadamente si los puntos situados exactamente sobre la recta $4x - 5y = 20$ forman parte de la región solución.

Dada la inecuación $4x - 5y < 20$, indica razonadamente si los puntos situados exactamente sobre la recta $4x - 5y = 20$ forman parte de la región solución.

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Representa gráficamente en el plano cartesiano la región solución de la inecuación $x + 2y > 4$. Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

Representa gráficamente en el plano cartesiano la región solución de la inecuación $x + 2y > 4$.

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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De la gráfica a la desigualdad

Región triangular en el primer cuadrante limitada por los ejes y la recta continua x + y = 4. 4 4

Para leer una región, identifica primero sus rectas frontera: por dónde cortan a los ejes, si son continuas o discontinuas y hacia qué lado está el sombreado. Cada recta da una desigualdad; el conjunto de desigualdades describe la región.

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Escribe la inecuación lineal con dos incógnitas cuya región solución está representada en la siguiente gráfica. Ten en cuenta si la línea de frontera es continua o…

Escribe la inecuación lineal con dos incógnitas cuya región solución está representada en la siguiente gráfica. Ten en cuenta si la línea de frontera es continua o discontinua.

X Y
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Encuentra el sistema de inecuaciones que define la región sombreada en la siguiente gráfica:

Encuentra el sistema de inecuaciones que define la región sombreada en la siguiente gráfica:

X Y 4 4
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Determina el sistema de inecuaciones que define la región acotada mostrada en la siguiente figura:

Determina el sistema de inecuaciones que define la región acotada mostrada en la siguiente figura:

X Y 4 −2 2
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Sistemas: la región factible

Región factible triangular del sistema 2x + y menor o igual que 6, x - y mayor o igual que -1, y mayor o igual que 0, con sus tres vértices. (-1, 0) (3, 0) (5/3, 8/3)
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Determina si los puntos $P(1, 3)$, $Q(-1, 2)$ y $R(4, 0)$ pertenecen a la región factible definida por el siguiente sistema de inecuaciones: $x + y \le 5$ $2x - y > -1$

Determina si los puntos $P(1, 3)$, $Q(-1, 2)$ y $R(4, 0)$ pertenecen a la región factible definida por el siguiente sistema de inecuaciones:

$x + y \le 5$

$2x - y > -1$

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Representa gráficamente el sistema de inecuaciones que define el cuarto cuadrante del plano cartesiano (donde la abscisa es positiva o nula y la ordenada es negativa o…

Representa gráficamente el sistema de inecuaciones que define el cuarto cuadrante del plano cartesiano (donde la abscisa es positiva o nula y la ordenada es negativa o nula).

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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Representa gráficamente la región factible determinada por el siguiente sistema de inecuaciones: $2x + y \le 6$ $x - y \ge -1$ $y \ge 0$ Puedes hacerlo en papel y enviar…

Representa gráficamente la región factible determinada por el siguiente sistema de inecuaciones:

$2x + y \le 6$

$x - y \ge -1$

$y \ge 0$

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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Franjas y regiones especiales

Las desigualdades con una sola incógnita también se pueden ver en el plano. $x\ge 1$ es todo lo que está a la derecha de la recta vertical $x=1$ (incluida), sin importar $y$. $y<2$ es todo lo que está debajo de la recta horizontal $y=2$ (sin incluirla).

  • Los cuatro cuadrantes se describen con signos. Por ejemplo, el primero es $x\ge 0$, $y\ge 0$.

  • Una franja entre $x=a$ y $x=b$ se escribe $a\le x\le b$, es decir, el sistema $x\ge a$, $x\le b$.

  • Dos rectas paralelas como fronteras producen una franja inclinada.

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Escribe el sistema de inecuaciones cuya solución es la franja vertical comprendida entre $x = -2$ y $x = 3$, incluyendo ambas fronteras.

Escribe el sistema de inecuaciones cuya solución es la franja vertical comprendida entre $x = -2$ y $x = 3$, incluyendo ambas fronteras.

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Representa el siguiente sistema de inecuaciones y describe con palabras la forma geométrica de la región solución: $3x - y > 2$ $3x - y < 6$

Representa el siguiente sistema de inecuaciones y describe con palabras la forma geométrica de la región solución:

$3x - y > 2$

$3x - y < 6$

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Escribe un sistema de inecuaciones cuya solución sea un cuadrado perfecto centrado en el origen de coordenadas, de lado $4$ unidades, con sus lados paralelos a los ejes…

Escribe un sistema de inecuaciones cuya solución sea un cuadrado perfecto centrado en el origen de coordenadas, de lado $4$ unidades, con sus lados paralelos a los ejes cartesianos, y donde los puntos de los bordes estén incluidos.

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Vértices y parámetros

Un vértice de la región factible es el punto donde se cortan dos rectas frontera. Se calcula resolviendo el sistema de esas dos ecuaciones (por igualación, sustitución o suma y resta), tomando las desigualdades como igualdades.

Cuando una desigualdad tiene un parámetro (una letra como $k$ o $a$), se sustituye el punto dado y se resuelve la ecuación o la desigualdad que resulta para el parámetro.

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Halla los valores del parámetro $k$ para los cuales el punto $A(-1, 4)$ pertenece a la región solución de la inecuación $kx - 2y \le 3$.

Halla los valores del parámetro $k$ para los cuales el punto $A(-1, 4)$ pertenece a la región solución de la inecuación $kx - 2y \le 3$.

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Dado el sistema de inecuaciones: $x + 2y \le 7$ $ax - y \ge 1$ Calcula el valor del parámetro $a$ para que el punto $P(3, 2)$ sea un vértice de la región factible (es…

Dado el sistema de inecuaciones:

$x + 2y \le 7$

$ax - y \ge 1$

Calcula el valor del parámetro $a$ para que el punto $P(3, 2)$ sea un vértice de la región factible (es decir, se encuentre exactamente en la intersección de las dos rectas frontera).

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Resuelve gráficamente el siguiente sistema y encuentra analíticamente las coordenadas de los vértices de la región factible: $y \le 2x + 2$ $y \le -x + 5$ $y \ge 1$

Resuelve gráficamente el siguiente sistema y encuentra analíticamente las coordenadas de los vértices de la región factible:

$y \le 2x + 2$

$y \le -x + 5$

$y \ge 1$

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Plantear problemas de reparto y producción

Repartir dinero, piezas o tiempo entre dos productos lleva de manera natural a un sistema de desigualdades: cada restricción (presupuesto, horas, unidades) es una desigualdad y las combinaciones posibles forman la región factible.

Tres pasos para plantear un problema: definir las incógnitas, escribir las restricciones y obtener la región factible con sus vértices. 1. Incógnitasx, y: las cantidades que se buscan 2. Restriccionescada dato del enunciado = una desigualdad 3. Regiónfactible y sus vértices
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Traduce el siguiente enunciado a una inecuación lineal con dos incógnitas: "El triple del peso de una caja grande ($x$) más el doble del peso de una caja pequeña ($y$)…

Traduce el siguiente enunciado a una inecuación lineal con dos incógnitas: "El triple del peso de una caja grande ($x$) más el doble del peso de una caja pequeña ($y$) no supera los $50$ kg".

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Para organizar una fiesta, se compran botellas de refresco a $40$ pesos cada una y bolsas de aperitivos a $60$ pesos cada una. Si el presupuesto máximo es de $600$ pesos…

Para organizar una fiesta, se compran botellas de refresco a $40$ pesos cada una y bolsas de aperitivos a $60$ pesos cada una. Si el presupuesto máximo es de $600$ pesos y se desea comprar al menos una unidad de cada producto, plantea el sistema de inecuaciones correspondiente y da dos posibles combinaciones de compra válidas.

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Un taller fabrica bicicletas y triciclos. Cada bicicleta requiere $2$ ruedas y cada triciclo $3$ ruedas. En el almacén quedan $60$ ruedas. Además, se sabe que el número…

Un taller fabrica bicicletas y triciclos. Cada bicicleta requiere $2$ ruedas y cada triciclo $3$ ruedas. En el almacén quedan $60$ ruedas. Además, se sabe que el número de bicicletas fabricadas debe ser al menos el doble que el de triciclos. Plantea el sistema de inecuaciones que modeliza esta situación.

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Programación lineal

Casi siempre no basta con saber qué combinaciones son posibles: se quiere la mejor. Esa cantidad que se quiere maximizar o minimizar (la ganancia, el costo) se llama función objetivo, por ejemplo $G=30x+40y$. Las desigualdades son las restricciones y su solución es la región factible.

¿Por qué? Imagina que la función objetivo vale lo mismo, por ejemplo $G=100$, sobre una recta. Cambiar $G$ desplaza esa recta, siempre paralela a sí misma. Al desplazarla hacia donde $G$ crece, el último punto de la región que toca es una esquina (o un lado entero, que incluye sus dos esquinas).

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En un examen de $20$ preguntas, cada acierto suma $2$ puntos y cada error resta $1$ punto. Si para aprobar se necesita obtener al menos $15$ puntos, plantea la…

En un examen de $20$ preguntas, cada acierto suma $2$ puntos y cada error resta $1$ punto. Si para aprobar se necesita obtener al menos $15$ puntos, plantea la inecuación que relaciona el número de aciertos ($x$) y el número de errores ($y$). Teniendo en cuenta que $x \ge 0$, $y \ge 0$ y $x+y \le 20$, representa gráficamente la región de posibles combinaciones para aprobar.

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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Una empresa de transporte dispone de camiones de tipo A (capacidad de $3$ toneladas) y camiones de tipo B (capacidad de $5$ toneladas). Necesitan transportar al menos…

Una empresa de transporte dispone de camiones de tipo A (capacidad de $3$ toneladas) y camiones de tipo B (capacidad de $5$ toneladas). Necesitan transportar al menos $45$ toneladas de mercancía. Por restricciones de personal, no pueden usar más de $12$ camiones en total. Plantea el sistema de inecuaciones y comprueba analíticamente si es posible realizar el transporte usando $4$ camiones del tipo A y $7$ del tipo B.

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Un agricultor quiere plantar tomates y pimientos en una parcela de $500 \text{ m}^2$. Por cada metro cuadrado de tomates necesita $4$ litros de agua a la semana, y por…

Un agricultor quiere plantar tomates y pimientos en una parcela de $500 \text{ m}^2$. Por cada metro cuadrado de tomates necesita $4$ litros de agua a la semana, y por cada metro cuadrado de pimientos necesita $3$ litros. Dispone de un depósito que le proporciona como máximo $1800$ litros semanales. Si por motivos comerciales debe dedicar al menos $100 \text{ m}^2$ a los tomates y al menos $50 \text{ m}^2$ a los pimientos, plantea el sistema de inecuaciones y averigua si puede plantar $250 \text{ m}^2$ de cada hortaliza.

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En una granja se crían gallinas y cerdos. Se sabe que el número máximo de animales que puede albergar la granja es de $100$. Además, por cuestiones de rentabilidad, la…

En una granja se crían gallinas y cerdos. Se sabe que el número máximo de animales que puede albergar la granja es de $100$. Además, por cuestiones de rentabilidad, la cantidad de cerdos no puede superar a la tercera parte de la cantidad de gallinas, y debe haber al menos $10$ cerdos. Plantea el sistema de inecuaciones y represéntalo gráficamente para encontrar la región de posibles combinaciones.

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Desigualdades de segundo grado con dos incógnitas

El razonamiento es el mismo: la curva $y=ax^2+bx+c$ divide el plano en una región por encima de la parábola ($y>\dots$) y otra por debajo ($y<\dots$). Se dibuja la frontera, se prueba un punto y se sombrea.

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Representa gráficamente la solución de la inecuación de segundo grado con dos incógnitas $y \ge x^2 - 4x + 3$. Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

Representa gráficamente la solución de la inecuación de segundo grado con dos incógnitas $y \ge x^2 - 4x + 3$.

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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Representa gráficamente la región del plano definida por el siguiente sistema mixto (una inecuación cuadrática y una lineal): $y \le -x^2 + 2x + 3$ $x - y \le 1$ Puedes…

Representa gráficamente la región del plano definida por el siguiente sistema mixto (una inecuación cuadrática y una lineal):

$y \le -x^2 + 2x + 3$

$x - y \le 1$

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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Resumen

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