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Ecuaciones y sistemas · Ecuaciones, inecuaciones y sistemas

Problemas con ecuaciones cuadráticas

Te conviene dominar: Ecuaciones de segundo grado (3° de secundaria)
Te conviene dominar: Problemas con ecuaciones (3° de secundaria)

Ximena y sus amigos juntan dinero para un regalo. Si se suman dos amigos más, cada quien paga menos. ¿Cuántos eran al inicio? Resolver $ax^2+bx+c=0$ con la fórmula general ya lo sabes. Lo difícil es traducir el enunciado a una ecuación y decidir qué hacer cuando salen dos soluciones. Al final de la página resolveremos el caso del regalo.

Plantear el problema

Tres pasos para resolver problemas: definir la incógnita, plantear la ecuación y resolver comprobando cada solución. 1. Incógnita¿qué es x? 2. Ecuacióncuadrática en x 3. Resolver y comprobar¿tienen sentido las dos x?
Practica★☆☆Sin empezar
Encuentra un número positivo tal que el triple de su cuadrado sea exactamente igual a doce veces ese mismo número.

Encuentra un número positivo tal que el triple de su cuadrado sea exactamente igual a doce veces ese mismo número.

Resolver

Números consecutivos y repartos

Cuando el problema habla de números consecutivos, nombra solo uno con $x$ y escribe los demás en función de él: $x$, $x+1$ (enteros consecutivos); $x$, $x+2$ (pares o impares consecutivos).

Producto de dos enteros consecutivos, x y x + 1, igual a 156. x · x + 1 = 156
Practica★☆☆Sin empezar
El producto de dos números enteros consecutivos es $156$. ¿Cuáles son esos números?

El producto de dos números enteros consecutivos es $156$. ¿Cuáles son esos números?

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
El producto de dos números pares positivos consecutivos es $288$. Halla dichos números.

El producto de dos números pares positivos consecutivos es $288$. Halla dichos números.

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Practica★☆☆Sin empezar
La suma de los cuadrados de dos números naturales impares consecutivos es $130$. Determina de qué números se trata.

La suma de los cuadrados de dos números naturales impares consecutivos es $130$. Determina de qué números se trata.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Un grupo de amigos decide comprar un regalo de bodas que cuesta $2\,400$ pesos, a pagar en partes iguales. A última hora se unen dos amigos más al grupo, lo que hace que…

Un grupo de amigos decide comprar un regalo de bodas que cuesta $2\,400$ pesos, a pagar en partes iguales. A última hora se unen dos amigos más al grupo, lo que hace que cada uno de los anteriores deba pagar $60$ pesos menos de lo inicialmente previsto. ¿Cuántos amigos conformaban el grupo inicial?

Resolver

Geometría: áreas, volúmenes y Pitágoras

Triángulo rectángulo con catetos x y x + 7 e hipotenusa 13. x + 7 x 13

En un triángulo rectángulo, $a^2+b^2=c^2$. Si un lado es «$x$ más algo», Pitágoras da una ecuación cuadrática. Con áreas pasa igual.

Practica★☆☆Sin empezar
La base de una parcela rectangular mide $5$ metros más que su altura. Si su área total es de $150 \text{ m}^2$, calcula sus dimensiones.

La base de una parcela rectangular mide $5$ metros más que su altura. Si su área total es de $150 \text{ m}^2$, calcula sus dimensiones.

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Practica★☆☆Sin empezar
En un triángulo rectángulo, un cateto mide $7 \text{ cm}$ más que el otro. Si la hipotenusa mide $13 \text{ cm}$, calcula la longitud de ambos catetos.
x + 7 x 13

En un triángulo rectángulo, un cateto mide $7 \text{ cm}$ más que el otro. Si la hipotenusa mide $13 \text{ cm}$, calcula la longitud de ambos catetos.

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Practica★☆☆Sin empezar
Si se aumenta el lado de un cuadrado de cerámica en $4 \text{ cm}$, su área se cuadruplica. ¿Cuánto medía el lado inicialmente?

Si se aumenta el lado de un cuadrado de cerámica en $4 \text{ cm}$, su área se cuadruplica. ¿Cuánto medía el lado inicialmente?

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Practica★★☆Sin empezar
Una alberca rectangular de $10 \text{ m}$ de largo por $6 \text{ m}$ de ancho está rodeada por un pasillo de pasto de ancho uniforme $x$. Si el área exclusiva del…
10 m 6 m x

Una alberca rectangular de $10 \text{ m}$ de largo por $6 \text{ m}$ de ancho está rodeada por un pasillo de pasto de ancho uniforme $x$. Si el área exclusiva del pasillo es de $80 \text{ m}^2$, ¿cuál es el ancho del pasillo?

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Practica★★☆Sin empezar
Para fabricar una cometa, se necesita una tela en forma de rombo. Se sabe que la diagonal mayor mide $4 \text{ cm}$ más que la diagonal menor, y que el área total de la…

Para fabricar una cometa, se necesita una tela en forma de rombo. Se sabe que la diagonal mayor mide $4 \text{ cm}$ más que la diagonal menor, y que el área total de la cometa es de $96 \text{ cm}^2$. Calcula la longitud de ambas diagonales.

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Practica★★☆Sin empezar
Una empresa de tecnología fabrica paneles solares con forma rectangular. El largo del panel debe ser el doble de su ancho menos $1 \text{ metro}$. Si para un nuevo…

Una empresa de tecnología fabrica paneles solares con forma rectangular. El largo del panel debe ser el doble de su ancho menos $1 \text{ metro}$. Si para un nuevo modelo se requiere que la superficie del panel sea de $28 \text{ m}^2$, halla sus dimensiones.

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Practica★★★Sin empezar
Se dispone de una plancha de cartón rectangular de $30 \text{ cm}$ de largo por $20 \text{ cm}$ de ancho. Se desea construir una caja sin tapa cortando un cuadrado de…
30 cm 20 cm x

Se dispone de una plancha de cartón rectangular de $30 \text{ cm}$ de largo por $20 \text{ cm}$ de ancho. Se desea construir una caja sin tapa cortando un cuadrado de lado $x$ en cada esquina y doblando las solapas hacia arriba. Si el área de la base de la caja resultante debe ser de $336 \text{ cm}^2$, calcula el valor de $x$ y el volumen de la caja.

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Practica★★★Sin empezar
Un artesano quiere diseñar un marco de madera para un espejo rectangular. Las dimensiones del espejo son $80 \text{ cm}$ de alto por $60 \text{ cm}$ de ancho. El marco…

Un artesano quiere diseñar un marco de madera para un espejo rectangular. Las dimensiones del espejo son $80 \text{ cm}$ de alto por $60 \text{ cm}$ de ancho. El marco tendrá un grosor uniforme de $x \text{ cm}$ en la parte superior e inferior, pero en los laterales el grosor será el doble, es decir, $2x \text{ cm}$. Si el área total del marco (sin incluir el espejo) debe ser de $2400 \text{ cm}^2$, determina el valor de $x$.

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Practica★★★Sin empezar
Una lata cilíndrica de conservas se diseña de modo que su altura es exactamente igual al diámetro de su base. Si para fabricar la lata (incluyendo las dos tapas circular…
r h = 2r

Una lata cilíndrica de conservas se diseña de modo que su altura es exactamente igual al diámetro de su base. Si para fabricar la lata (incluyendo las dos tapas circular y la cara lateral) se han utilizado exactamente $150\pi \text{ cm}^2$ de hojalata, calcula el radio de la base.

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Edades y movimiento

Las edades combinan «hace $n$ años» (resta) y «dentro de $n$ años» (suma) dentro de un cuadrado o un producto. Si hoy tiene $x$ años, hace 2 años tenía $x-2$ y dentro de 3 tendrá $x+3$.

Un proyectil que sube y baja también da una cuadrática. Observa la gráfica: ¿a qué alturas pasa dos veces?

Practica★☆☆Sin empezar
Si al cuadrado de la edad que tendrá Lucía dentro de $3$ años le restamos el triple de la edad que tenía hace $2$ años, obtenemos $55$. ¿Qué edad tiene Lucía actualmente?

Si al cuadrado de la edad que tendrá Lucía dentro de $3$ años le restamos el triple de la edad que tenía hace $2$ años, obtenemos $55$. ¿Qué edad tiene Lucía actualmente?

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Practica★★☆Sin empezar
Un proyectil se lanza verticalmente hacia arriba. Su altura $h$ (en metros) en función del tiempo $t$ (en segundos) viene dada por la expresión matemática…

Un proyectil se lanza verticalmente hacia arriba. Su altura $h$ (en metros) en función del tiempo $t$ (en segundos) viene dada por la expresión matemática $h = 40t - 5t^2$. ¿En qué instantes de tiempo el proyectil se encontrará exactamente a una altura de $75 \text{ metros}$?

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Practica★★☆Sin empezar
La diferencia entre las edades de un abuelo y su nieto es de $56$ años. Hace $4$ años, la edad del abuelo era exactamente el cuadrado de la edad del nieto. ¿Qué edades…

La diferencia entre las edades de un abuelo y su nieto es de $56$ años. Hace $4$ años, la edad del abuelo era exactamente el cuadrado de la edad del nieto. ¿Qué edades tienen actualmente?

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Practica★★☆Sin empezar
En una competición de atletismo, se lanza un peso. La trayectoria sigue una parábola dada por la ecuación $y = -0.05x^2 + 0.8x + 1.8$, donde $x$ es la distancia…

En una competición de atletismo, se lanza un peso. La trayectoria sigue una parábola dada por la ecuación $y = -0.05x^2 + 0.8x + 1.8$, donde $x$ es la distancia horizontal en metros e $y$ la altura en metros. ¿A qué distancia horizontal tocará el suelo?

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Practica★★★Sin empezar
Dos autos parten al mismo tiempo desde el mismo cruce por dos carreteras perpendiculares. Uno va a $10 \text{ km/h}$ más rápido que el otro. Al cabo de $2$ horas, la…

Dos autos parten al mismo tiempo desde el mismo cruce por dos carreteras perpendiculares. Uno va a $10 \text{ km/h}$ más rápido que el otro. Al cabo de $2$ horas, la distancia en línea recta que los separa es de $100 \text{ km}$. ¿A qué velocidad va cada uno?

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Dinero, tiempos y rapideces

Muchos problemas de precios, trabajo y viajes tienen la misma estructura que el regalo: una cantidad total entre una incógnita. Las relaciones útiles:

  • Ingreso total = precio por boleto × número de boletos.

  • Distancia = rapidez × tiempo, así que tiempo = distancia ÷ rapidez.

  • Monto con interés compuesto en 2 años: $C(1+i)^2$.

  • Dos llaves (o tuberías) que llenan juntas en $T$ horas, y solas en $a$ y $b$ horas: $\dfrac1a+\dfrac1b=\dfrac1T$.

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El precio de costo de un lote de playeras es de $6\,000$ pesos. El vendedor decide quedarse con $5$ playeras para su familia y vender el resto a $40$ pesos más de lo que…

El precio de costo de un lote de playeras es de $6\,000$ pesos. El vendedor decide quedarse con $5$ playeras para su familia y vender el resto a $40$ pesos más de lo que le costó cada una. Si tras venderlas todas obtiene una ganancia neta de $1\,200$ pesos (es decir, ingresa $7\,200$ pesos en total), ¿cuántas playeras compró inicialmente?

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Practica★★★Sin empezar
Dos tuberías llenan juntas un depósito de agua en $6$ horas. Si se abriera solo la primera tubería, tardaría $5$ horas menos en llenar el depósito que si se abriera solo…

Dos tuberías llenan juntas un depósito de agua en $6$ horas. Si se abriera solo la primera tubería, tardaría $5$ horas menos en llenar el depósito que si se abriera solo la segunda. ¿Cuánto tardaría cada tubería en llenar el depósito de forma independiente?

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Practica★★★Sin empezar
Un inversionista coloca un capital de $100\,000$ pesos a una determinada tasa de interés compuesto anual. Al cabo de dos años, el capital acumulado es de $108\,160$…

Un inversionista coloca un capital de $100\,000$ pesos a una determinada tasa de interés compuesto anual. Al cabo de dos años, el capital acumulado es de $108\,160$ pesos. ¿Cuál fue la tasa de interés anual aplicada?

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Practica★★★Sin empezar
Un ciclista viaja de un pueblo A a un pueblo B, separados por $60 \text{ km}$. A la vuelta, debido a la fatiga, su velocidad media es $5 \text{ km/h}$ menor que a la…

Un ciclista viaja de un pueblo A a un pueblo B, separados por $60 \text{ km}$. A la vuelta, debido a la fatiga, su velocidad media es $5 \text{ km/h}$ menor que a la ida, por lo que tarda $1$ hora más en realizar el mismo trayecto. ¿A qué velocidad circuló a la ida?

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Practica★★★Sin empezar
Una compañía de teatro renta una sala por $16\,000$ pesos para una función. Para cubrir los gastos, deciden fijar un precio para el boleto. El día de la función asisten…

Una compañía de teatro renta una sala por $16\,000$ pesos para una función. Para cubrir los gastos, deciden fijar un precio para el boleto. El día de la función asisten $40$ espectadores más de los esperados, por lo que el organizador decide bajar el precio del boleto en $20$ pesos, recaudando exactamente los $16\,000$ pesos necesarios. ¿Cuántos espectadores asistieron finalmente a la función?

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Resumen

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